基于分布式无线通信协议的计算机辅助调度系统

论文摘要

本文描述了一种基于分布式无线通信协议的计算机辅助调度系统的设计及实现方法,提出了具有成本优势、完全自主开发完成的软件及协议的开发步骤,该方法可广泛的应用于城市供水、燃气、工业现场控制等行业领域。本文详细描述了项目中用户的实际需求,设计出系统开发建设的三个部分,即上位机软件开发、远端RTU系统开发和通信协议的开发。系统RTU终端采用了以PLC为核心技术的产品,使整个系统的稳定性、可靠性、可用性得到极大保证。该系统可把RTU终端实时采集到的现场数据通过无线方式传输到它的管辖站和上级管辖站,管辖站和上级管辖站可通过无线方式发送调度和调控指令,经RTU终端的远程执行机构执行。建立起一套适应于多级调度的,以有线方式和无线通信方式相结合进行数据传输的实时供水调度系统。在项目开发建设的过程中,我阅读了大量的相关文献资料,请教了行业内有经验的专家,按照软件工程开发管理的规范,深入到用户的工作环境中,详细了解用户业务的现状和实际需求,在此基础之上,与用户项目小组的技术、管理人员共同确定了项目开发的目标和范围,为今后成功的完成项目建设做好了坚实的基础,在随后的开发过程中,紧密协调技术、业务、财务及用户的参与人员,使得项目基本按照预期的设想进行。在项目的开发过程中,通信系统和通信协议的设计是一个关键问题,从教科书或一般资料上我们能看到常用的通信协议是PROFIBUS、MODBUS等,但是用户现场的环境比较复杂,既需要在同一个厂房内通过有线连接的协议,还有相当多的节点与调度室有很远的距离,其中最远的测压点距水厂调度室有6.5公里,此时用一种协议就无法满足需要,考虑到用户属于公用事业部门,可以使用ISM无线频段,因此,我们设计了采用无线数传电台进行无线连接的方案,制定了详细数据收发规范,构建起了一套完整、实用、多种协议结合的基于分布式调度管理的通信系统,该系统在国内也属较为先进,具备进一步推广的潜力。本系统已在我市供水总公司应用,目前系统运行稳定、数据传输正确,为企业领导的决策提供必要的数据支持,该项目获得了科技进步二等奖,具备良好的市场前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 项目的开发背景
• 1.2 项目建设的必要性和重要意义
• 1.2.1 提高工作效率，提升企业形象
• 1.2.2 进行科学管理，缩短决策时间
• 1.3 论文内容及结构
• 1.3.1 论文基本内容
• 1.3.2 论文结构
• 1.4 项目的主要贡献及改进
• 1.4.1 项目特色
• 1.4.2 需持续改进的内容
• 第2章 可行性分析及需求分析
• 2.1 项目可行性分析
• 2.2 用户需求分析
• 2.2.1 客户业务需求分析
• 2.2.2 功能性需求分析
• 2.2.3 非功能性需求分析
• 第3章 系统整体设计方案
• 3.1 系统设计原则
• 3.2 系统设计目标
• 3.3 系统结构图示
• 第4章 上位机系统设计
• 4.1 测量与控制功能
• 4.1.1 总调上位机无线通信协议的功能
• 4.1.2 数据的存储
• 4.1.3 实际测量的数据量统计表
• 4.1.4 数据的存储策略
• 4.2 监测显示功能
• 4.2.1 监控显示要求
• 4.2.2 监控画面设计
• 4.2.3 点呼、组呼功能
• 4.2.4 上位机运行界面及功能实现
• 4.3 报警功能
• 4.4 实时曲线与历史曲线
• 4.5 实时报表与历史报表
• 4.6 数据分析及报表打印功能
• 4.6.1 统计报表功能
• 4.7 与公司OA及GIS系统的接口
• 第5章 无线通信系统设计
• 5.1 无线通信系统原理
• 5.1.1 概述
• 5.1.2 通信原理
• 5.2 无线通信系统中的发送机制
• 5.3 数据包格式
• 5.4 通信协议程序设计
• 5.4.1 程序设计说明
• 5.4.2 程序设计流程图
• 第6章 RTU系统设计
• 6.1 RTU系统功能与组成
• 6.1.1 RTU系统的功能
• 6.1.2 RTU系统的组成
• 6.2 水厂RTU系统设计
• 6.2.1 数据量采集
• 6.2.2 系统结构与PLC配置
• 6.2.3 信号调理
• 6.2.4 PLC接线原理图
• 6.2.5 PLC数据区安排
• 6.2.6 关于水厂机泵温度采集的问题
• 6.2.7 组态的一般流程
• 6.3 水源井和直供井RTU系统设计
• 6.3.1 数据量采集
• 6.3.2 系统结构与PLC配置
• 6.3.3 PLC数据区安排
• 第7章 总结与展望
• 7.1 系统评价
• 7.2 经济效益分析
• 7.3 系统展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢