物联网大趋势下的上位机生存之道
2015-03-16徐竞
徐竞?,张 巍
(1.杭州思绿能源科技有限公司,浙江 杭州 310012;2. 水利部农村电气化研究所,浙江 杭州 310012)
物联网大趋势下的上位机生存之道
徐竞?1,张 巍2
(1.杭州思绿能源科技有限公司,浙江 杭州 310012;2. 水利部农村电气化研究所,浙江 杭州 310012)
0 引 言
随现代信息技术的飞速发展及计算机网络的普遍应用,计算机通信技术已日趋成熟,联网查看电站实时数据之类的技术也已耳熟能详。在无线技术的快速发展及物联网大概念的驱动下,仅仅PC端的上位机已远远满足不了用户日益增长的需求。
1 无线技术的发展
无线通信(Wireless Communication)是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。我国的无线通信技术通过短短几十年的发展,已经从开始的一穷二白,发展到现在的第三代和第四代通讯技术。
无线网络的覆盖已从大城市辐射至小山村,现在已经发展到几乎无死角的地步。而网络带宽也从2G发展到4G,数据稳定性和数据相应速度可以说已经完全能满足用户的需求。所以,对于工业、电力方面来说,诸如“远程无线抄表”、“DTU”、“无线调度数据传送”之类的技术及产品已应势而生。
2 物联网
何为物联网,至今也未有人能给出一个精准而公认的定义。
物联网概念的出现,首先归功于现代化物流系统需要。现代物流希望可以利用信息生成设备,如无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)、全球定位系统及传感器等种种装置与现有的互联网糅合起来形成一个巨大网络。类似于条形码这类自动识别技术(Auto-ID),就是物联网的最初应用。
除了在物流领域,物联网还广泛应用在能源、交通、安防、道路、家用电器监控等领域。物联网的发展就是把新一代信息通讯技术充分运用到各行各业中;通俗点来说,就是把诸如传感器、无线射频识别标签等信息化设备嵌入或装在电网、铁轨、桥梁、道路、供水系统、大坝等各种物理物体和基础设施中,甚至人体,并将它们与互联网连接起来,形成“物联”。
在如此宏大的物联网前提下,将来对电站的操作也许只需要简单地对您的智能手环说一句“开机”,之后就能轻松地在眼镜片上查看电站的各类数据,甚至不需要你动1根手指。而对于电站的各类设备是否有故障,各个设备的厂家早已通过自己的无线采集方式,获取了所有出厂设备的信息,并集成大数据分析,对各类故障可发出提前预警。
3 上位机趋势
以图1为例(见图1),这是现有的大型自动化集成监控系统的架构,在物联网趋势下,现有的架构将会发生革命性的变化。我们可以大致从数据采集、报警预警、历史数据3个方面来描述。
3.1 数据采集
数据采集在无线技术的发展下也必定得到前所未有的革新,以往的通过RS485、网线以及光纤等的有线局域网必将不复存在,无线设备的应用将会使电站的布局更加灵活、简单。
对于电站内部,可建立电站范围内的无线局域网,覆盖整座电站,大量节省了布线、拉线的时间,大大缩短工期又减少了错误的发生几率。对于测量电度及负荷的设备则可以根据需求通过4G接入整个互联网中,管理人员可以通过Pad、手机,甚至手表、眼镜等各种智能终端来获取相关数据。
3.2 报警预警
对于报警、预警等事故信息而言,物联网毫无疑问更能提升其准确性和实时性。
(1)报警。对于现有的电站监控系统,报警往往通过弹窗及语音来警示操作人员,这无疑是不够的,若要弹窗和语音起到效果则前提就是操作人员必须在计算机附近。这样的技术无疑大大阻碍了电站无人值守和全自动化操作的进程。而在物联网的大前提下,报警可以以各种方式对运行管理人员进行提醒;譬如,操作人员只需佩戴1个会震动的智能手环,就能全天24 h对电站设备运作情况有个大致了解。
(2)预警。如上文所提,在物联网的大前提下,厂家能更方便获取各个设备的实时信息,通过对历年出厂设备信息历史数据库的大数据分析,从而达到提前的预警并反馈给电站的上位机系统。这样的预警系统可以从真正意义上进行预警,从而大大地降低事故发生的几率。
图1 水电站计算机监控系统结构
(3)历史数据。对于现有的大小电站,因计算机的存储始终是有限的,要做到历年的历史数据全部存储几乎是不可能的。而在物联网的大前提下,云存储技术也应运而生,只需要联网,数据就全部可以存入云端,既不影响电站操控机的运行,也可以保存完整的历史数据。
4 存在的隐患
综上所述,对物联网及无线技术革新展望,无疑从很大程度上提升了整套自动化系统的性能及兼容性,但技术的革新往往也有不利的一面。简单的说,因为电站设备都接入互联网这个系统架构,网络安全就是必须重视的大问题。
目前现有的技术可考虑加入1个安全隔离的VPN来防止各种来自互联网的威胁。
5 总 结
总而言之,上位机在未来已经不仅限于PC,它可能是你的Pad、手机甚至手表、眼镜。数据的读取将会更加的自由,无人值守也将从真正意义上成为现实。
[1] 刘浩云.物联网导论[M].北京:科学出版社,2010.
[2] 李 霞.浅谈物流信息技术与物联网[J].商场现代化,2010(5):48_49.
[3] 董荣胜.计算机科学导论—思想与方法[M].北京:机械工业出版社,2007.
[4] 陈国良.计算思维导论[M].北京:高等教育出版社,2012.
[5] 石志国,王志良,丁大伟.物联网技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2012.
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责任编辑 吴 昊
2015-06-24
徐竞?(1987-),男,工程师,主要从事水利自动化上位机方面的研发工作。 E_mail:149367189@qq.com