CN201303339Y

CN201303339Y - 远程网络数据采集监控系统

Info

Publication number: CN201303339Y
Application number: CNU2008201225587U
Authority: CN
Inventors: 张辉; 刘刚; 张鸣
Original assignee: BEIJING ZHONGHE RONGZHI ELECTRONICS TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING ZHONGHE RONGZHI ELECTRONICS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2018-09-19

Abstract

本实用新型公开了一种远程网络数据采集监控系统，该系统由三部分组成，分别是采集监控单元、通信交换单元和数据网管单元；采集监控单元与数据网管单元之间通过通信交换单元进行通信。本实用新型的监控系统能够实现自动化现场数据采集可根据现场传输条件由光口、2M口、以太网口等多种传输方式进行传输的技术，使自动化数据采集、线路传输、路由交换及网络管理功能有效的融为一体，简化系统设备、降低设备成本、增强系统功能，可广泛的应用在石油、电力、水利、环保等领域，填补此项技术在国内市场上的空白。

Description

远程网络数据采集监控系统

技术领域：

本实用新型技术是将传统的PLC数据采集、监控技术与光传输技术、交换技术、路由技术、网络管理技术等网络通讯技术有机地结合，实现对野外或无人看守环境下的设备的远程网络化监控、管理和维护。

背景技术：

随着国民经济的快速发展，对电力、石油等能源领域的正常、安全运行也提出了更高的要求，需要对大量分散在野外的设备或设施进行实时的数据采集和监控。而基于传统的PLC数据采集系统很难实现数据的网络化传送与共享，主要存在如下问题：

1、传统的PLC数据采集系统虽然具有强大的数据采集、监控能力，但不具备远程网络通讯功能。如需要实现设备的远程监控和管理，需要集成其他通讯设备，如路由、交换设备等，增加了系统集成的难度，降低了系统的可靠性，提高了系统的维护操作成本；

2、在电力、石油领域，由于有多个厂家不同的设备在使用，而不同的设备由于使用的协议不尽相同，因此，如果采用现有的通讯设备，无法直接实现不同设备的互联互通，需要进行协议转换。

发明内容：

本实用新型针对现有技术的不足，研制一种集传统PLC数据采集、线路传输、路由交换及网络管理功能为一体远程网络化数据采集监控系统。

本实用新型的技术解决方案如下：

远程网络化数据采集监控系统由三部分组成，分别是采集监控单元、通信交换单元和数据网管单元。

1、采集监控单元：远程网络化数据采集监控系统的采集单元主要实现设备的数据采集和监控，系统总共可以扩充24个采集监控模块。单个采集监控模块提供16路数字量输入接口(光耦隔离)、8路模拟量输入(光耦隔离)、4路开关量输出(光耦隔离、达林顿输出2路、继电器输出两路)、单通道RS485通信接口、2个主备冗余以太网络接口、TFT真彩显示屏接口。采用32位处理器，NUCLEUS实时操作系统。支持自动化标准RS232/485/Modbus协议，Tcp/Ip/Modbus协议、IEC104协议等通用协议，提供对通信部分的接口。

2、通信交换单元：通信交换单元实现数据的通信和路由功能，其中通讯部分提供2对STM-1光纤通信接口、四对E1电缆接口，四个10/100M以太网接口；路由交换部分提供，16路交换(具备路由功能)端口，可构建多种VPN网络(L2TP、GRE、IPSec)，支持MPLSVPN(I2和L3 MPLS VPN)将专有多网隔离技术和VLAN完美结合，实现了融合路由技术、隔离技术、安全技术提供了丰富的安全特性，如CBAC、认证代理、IDS、NAT(PORT、PASV两种模式以及H.323穿越功能)，AAA RADIUS、Callback、SSH等，充分保证了数据传输的安全性。

3、数据网管单元：数据网管单元对整个系统进行集中操作、维护和管理，实现电路的配置和调度，保证网络安全运行，可实现现场自动化数据采集、网络有效管理、实时业务监控、数据统计、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能，能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护。

本实用新型的远程网络数据采集监控系统，使自动化数据采集、线路传输、路由交换及网络管理功能有效的融为一体，简化系统设备、降低设备成本、增强系统功能，可广泛的应用在石油、电力、水利、环保等领域，填补此项技术在国内市场上的空白。

附图说明：

附图为本实用新型远程网络数据采集监控系统的示意图。

图中1#内为SDH传输部分；2#内为交换路由部分；3#内为系统主控板；4#内为自动化数据采集部分；系统各个模块采用统一供电，供电方式为主备冗余。

具体实施方式：

本实用新型的远程网络数据采集监控系统主要由4组主控芯片构成，包括：SDH主控芯片组、交换路由芯片组、系统主控芯片组、采集主控芯片组

(一)组成芯片组功能介绍如下：

1.SDH主控芯片组可以对外提供2个STM-1接口，并将这两个STM-1接口转化成为4个10/100以太网口以实现与其它接口的互通，通过接LIU 8port芯片，可以提供4个E1接口；

2.交换路由芯片组具有24个交换口，其中用4个交换口与SDH主控芯片组的4个10/100以太网口互联，并将4个10/100以太网接口留给PLC和网关，剩下16个10/100以太网接口提供给用户，从而实现16个10/100以太网接口和两个千兆以太网接口与2个STM-1接口的互通；

3.系统主控芯片组CPU通过自身带的10/100接口F0/1与交换路由芯片组的MII口相连，从而实现系统主控芯片组所带的接口与交换口和STM-1接口之间的互通；系统主控芯片组本身可以向用户提供1个CONSOLE口，1个AUX口以及1个独立10/100M以太网和2个同异步串口；此外系统主控芯片组还可以接2个扩展槽，可以扩展多种接口卡；

4.采集主控芯片组CPU完成现场数据采集后的运算处理，提供RS485总线接口，主、备网络连接接口，收集设备网络管理信息提交到网络管理中心。

5.网管中心采用自主研发监控软件，把现场数据、SDH、路由器、采集单元所有相关数据进行统一收集、管理。

上述五部分其中1、2、3三个小节组成系统通信、传输单元；由4小节组成数据采集单元；由5小节完成系统的集中管理功能。

(二)设备完成功能

1.通过SDH主控芯片组芯片将STM-1接口转化为4个10/100以太网接口或者4个E1口，利用交换路由芯片组，将这四个以太网接口与24个交换口实现互通，此外，通过交换路由芯片组的MII口与系统主控芯片组CPU相连，从而将CPU自带的接口以及扩展的接口卡与交换口和STM-1实现互通。因此，可以提供STM-1、10/100M以太网、E1、同异步串口等多种业务接口；

2.可以实现上述所有用户接口业务间的VC-12级、VC-3级、VC-4级无阻塞交叉，支持单向、双向和广播业务；

3.可以支持了网连接保护和1+1复用段保护；

4.可以支持多种组网方式：点对点、链路等网络；

5.支持基于802.1Q的VLAN隔离功能，支持GVRP动态VLAN协议；可以有效的限制网络上过多的组播/广播风暴的流量。提供用户权限/身份认证、端口安全、端口限速、端口监控、地址过滤、环回检测、802.1X认证等多种安全策略；支持DSCP/TOS/802.1P等QoS方式，能够实现端口限速；提供SHELL、TELNET、SNMP、集群管理、第三方软件等网管支持，能够实现跨平台、规模化网络管理，友好的人机界面；

6.可构建多种VPN网络(L2TP、GRE、IPSec)，支持MPLS VPN(L2和L3 MPLS VPN)；提供了丰富的安全特性，如CBAC、认证代理、IDS、NAT(PORT、PASV两种模式以及H.323穿越功能)，AAA RADIUS、Callback等；提供了全面的QoS功能，支持FIFO、PQ、CQ、WFQ、CBWFQ等多种排队方式；支持万林克的专有技术——多网隔离；

7.可以提供RS232配置/网管接口；

8.可以提供1个独立10/100M以太网；

9.提供最大16路开关量输入、8路开关量输入、4路开关量输出、通信支持工业标准RS232/485/Modbus协议、Tcp/Ip/Modbus协议、IEC104协议、电力CDT95/99协议等。

10.设备供电使用双电源冗余，支持热插拔和均流，电源48V直流、220V交流可选；

(三)管理过程：

通过采集部分把外部数据(开关量、模拟量、智能设备参数等现场自动化数据)经过交换路由芯片组交换，经CPU控制数据通过光口、网口或E1端口传输到目的网络地址，同时SDH网管数据(Medium group、Section group、Line group、Path group、VT group)五个部分的数据提交到交换路由芯片组采集部分衔接的总线上；交换路由芯片组把自身的system、interface、IP address table、IP route table、IP net to media table等设备自身数据和SDH网管数据一同提交到采集部分的总线上，采集主控芯片组把收集到的网管数据处理发送到目的网络地址，这样在检测自动化数据同时使系统的每个单元对象都处于实时受控状态。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1、一种远程网络数据采集监控系统，其特征是由三部分组成，分别是采集监控单元、通信交换单元和数据网管单元；

采集监控单元用于实现设备的数据采集和监控；

通信交换单元用于实现数据的通信和路由功能；

数据网管单元用于对整个系统进行集中操作、维护和管理，实现电路的配置和调度，保证网络安全运行，实现现场自动化数据采集、网络有效管理、实时业务监控、数据统计、动态网络维护、不同厂商设备间的互通；

所述采集监控单元与数据网管单元之间通过通信交换单元进行通信。

2、根据权利要求1所述的远程网络数据采集监控系统，其特征是系统总共可以扩充16个采集监控模块。

3、根据权利要求2所述的远程网络数据采集监控系统，其特征是每个采集监控模块提供16路数字量输入接口、8路模拟量输入、4路开关量输出、单通道RS485通信接口、2个主备冗余以太网络接口、TFT真彩显示屏接口。

4、根据权利要求1所述的远程网络数据采集监控系统，其特征是所述通信交换单元包括通信单元和交换单元；

通信单元用于实现数据的通信功能；

交换单元用于实现路由功能。

5、根据权利要求4所述的远程网络数据采集监控系统，其特征是所述通讯单元提供2对STM-1光纤通信接口、四对E1电缆接口，四个10/100M以太网接口；所述交换单元提供16路交换端口。