基于無線網絡的壓路機施工監測技術研究

喬峰

（重慶交通大學，重慶400074）

基于無線網絡的壓路機施工監測技術研究

喬峰

（重慶交通大學，重慶400074）

本文利用中國移動3G無線網絡技術，將施工現場采集的振動壓路機壓實數據進行遠程傳輸，實現了從任意通過寬帶網絡接入因特網的平臺監測位于施工現場振動壓實狀況，解決了傳統監測方法的滯后性，做到了實時監測，提高了監測效率，為道路施工過程中的過程控制和質量管理提供良好的借鑒。

振動壓路機；壓實度；3G網絡；連續檢測

工程現場監測通信大多數是基于穩定且高速的有線網絡，滿足了大部分通信應用的需要。然而傳輸過程需要介質導體，且只能沿著一維線路進行傳輸數據的特性，帶來了線路擴容、規劃布線、線路監測，預設接口等一系列的問題，因而難以避免的帶來浪費接口、破壞環境、擴展性差、檢修較難的缺陷。與之相比，向三維空間發送數據的無線網絡，不需要傳輸介質導體，只要在網絡覆蓋區域內安裝接入設備局域網就可以建立，移動終端裝有無線網卡即可在網絡覆蓋范圍內自由接入網絡。因此，無線通信在網絡建設的擴展性、靈活性及便捷性方面，具有有線通信無法比擬的優勢[1]。

13 G技術理論基礎

3G，即第三代移動通信，國際電聯ITU稱之為IMT-2000.3G致力于為用戶提供多類型、高速率、高質量的多媒體業務服務，隨時隨地能進行各種類型的通信，可在全球范圍內漫游，實現無縫覆蓋全球，而且相互兼容于其他數據網絡系統，移動通信系統以及固定網絡系統。國際電聯ITU于1999年11月召開TG 1/8會議上確定了共三類五種技術標準，其中以WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA最引人注目，被稱為3G的三大主流技術[2]。3G無線網絡系統具有高速數據，大容量語音和圖像傳輸的能力。在快速移動的環境中其最高傳輸速率可以達到144 Kbps，在步行環境中最高傳輸速率可達到384 Kbps，在室內環境中最高傳輸速率可達到2 Mbps.3G技術標準是基于GSM發展而來，WCDMA的路線由WCDMA，HSPA，LTE慢慢演進而來。

2 通信模塊的選擇

目前中國大陸提供民用服務的公共無線通信網絡大致有中國移動、中國聯通、中國電信提供的TD—SCDMA，WCDMA、CDMA2000等第三代移動通信技術以及基于有線因特網服務的WiFi無線終端。由于遠程監測需要無線網絡傳輸速率有一定的要求，而中國聯通WCDMA下行速率達到14.4Mbps，所以優先選擇中國聯通WCDMA。本文采用某廠家ER-700工業級RJ-45接口的3G路由器作為接入中國聯通3G無線網絡的手段。其內置USIM卡槽，通過購買USIM卡和開通相應的3G服務連接3G WCDMA無線網絡。它是基于聯通3G WCDMA網絡服務的數據傳輸設備，實現與互聯網上指定IP或域名的計算機的指定端口之間的通信。

3G路由器使用TCP協議與遠程的PC平臺通信，可以與指定IP地址的PC指定端口通信，同時也支持DNS，可以與指定域名PC的指定端口通信。3G路由器可以通過配置工具預先配置好指定PC的IP地址、域名和端口號，也可以使用通信方式實時配置。施工現場工控機通過交叉網線與3G路由器ER-700的一個網口相連接，利用3G WCDMA撥號連接到因特網，通過ER-700使工控機能夠共享上網，從而實現對應用服務器的訪問。在中國聯通WCDMA3G網絡下，該3G路由器數據傳輸的下行速率理論值可達14.4Mbps，上行速率可達5.76Mbps.

3 無線網絡接入遠端監測平臺

傳統使用3G路由器連接工程設備的方法大多是通過DMZ主機方式，這種方式使用簡單，但是受到下面三個問題的限制：1路由器撥號后得到的IP地址是內網地址，這樣從公網上就訪問不到無線路由器。2運營商做了訪問控制，撥號得到的IP地址雖然是公網地址，但是從公網上依然不能訪問到無線路由器。3得到的地址雖是公網地址，但是動態地址，每次得到的IP地址都是不一樣的。在這種情況下通過動態域名方法雖然可以解決訪問問題，但是免費的動態域名不能保證系統的穩定可靠。

在具體實施中，利用無線網口通軟件可以解決這三個問題：3G無線網絡路由器將施工現場工控機通過中國聯通WCDMA共享上網連接到因特網，并和在公網中的mServer服務器連接起來。遠程監測PC平臺通過運行無線網口通軟件，也連接到mServer服務器。PC平臺安裝無線網口通軟件的時候，同時會安裝一個虛擬網卡驅動，安裝完畢后將該虛擬網卡的IP地址設置為和前端設備一個網段的IP地址，這樣“無線網口通—mServer—3G路由器”就類似一根無線長的網線，把遠程監測PC平臺和前端數據采集分析系統連接起來。前端設備和遠程監測PC相當于在同一個虛擬局域網內，可以實現自由的通信。這樣就解決了傳統架構中查找不到3G路由器的IP地址問題。

4 現場程序的發布

施工現場的服務器通過編程軟件LabVIEW將現場采集的數據發送到遠程客戶端，LabVIEW自帶的Web Service功能很好的滿足了無線傳輸數據的需求。Web Service的好處是可以通過HTTP實現平臺間信息交換，HTTP是公開免費的標準協議，無證書相關問題；多種編程語言皆支持HTTP傳輸功能，編程更方便；在HTTP普及的情況下，平臺上有用信息得以快速傳播；遠程客戶端界面無需安裝相關軟件，打開HTTP URL即可讀取前端數據。Web發布工具可以創建HTML文件，在其界面左上角輸入的是發布程序的名稱，發布的網頁程序必須在內存中，其前面板圖像嵌入在網頁上。

5 結束語

本文首先分析有線通信傳輸和無線通信傳輸的優缺點，確定了通過接入中國聯通3G無線網絡來傳輸施工現場處理后的壓路機壓實度信號。其次提出傳統3G無線網絡接入互聯網時，經常遇見的IP地址尋址不到問題，并提出通過無線網口通來解決IP地址問題。最后借助LabVIEW Web Service功能，通過HTML文件的發布，將施工現場端的數據采集分析程序發布到監測端PC平臺上，實現遠程監控功能。

[1]王永銘，邵之江．工業監控中的無線網絡設計與應用[J]．工業儀表與自動化裝置，2003，（4）：6-7.

[2]許曉麗，趙明濤．無線通信原理[M]．北京：北京大學出版社，2014：270-273.

[3]ER-700 3G路由器使用手冊.

Research on Construction Monitoring Technology of Roller Based on Wireless Network

QIAO Feng
（Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China）

In this paper，by using the wireless network technology of China Mobile 3G，Compaction data of road roller compaction from construction site collection will be transmitted.So the condition of construction site from Platform for access to the Internet from any broadband network could be monitor solving the lag of traditional monitoring methods，achieving real-time monitoring，improving the monitoring efficiency，and providing a good reference for process control and quality management in the process of road construction.

roller；compaction；3G wireless network；continuous detection

U415.52

：B

：1672-545X（2017）01-0258-02

2016-10-07

喬峰（1991-），男，山西人，碩士研究生，研究方向為工程機械。