基于无线网络的压路机施工监测技术研究

乔峰

（重庆交通大学，重庆400074）

基于无线网络的压路机施工监测技术研究

乔峰

（重庆交通大学，重庆400074）

本文利用中国移动3G无线网络技术，将施工现场采集的振动压路机压实数据进行远程传输，实现了从任意通过宽带网络接入因特网的平台监测位于施工现场振动压实状况，解决了传统监测方法的滞后性，做到了实时监测，提高了监测效率，为道路施工过程中的过程控制和质量管理提供良好的借鉴。

振动压路机；压实度；3G网络；连续检测

工程现场监测通信大多数是基于稳定且高速的有线网络，满足了大部分通信应用的需要。然而传输过程需要介质导体，且只能沿着一维线路进行传输数据的特性，带来了线路扩容、规划布线、线路监测，预设接口等一系列的问题，因而难以避免的带来浪费接口、破坏环境、扩展性差、检修较难的缺陷。与之相比，向三维空间发送数据的无线网络，不需要传输介质导体，只要在网络覆盖区域内安装接入设备局域网就可以建立，移动终端装有无线网卡即可在网络覆盖范围内自由接入网络。因此，无线通信在网络建设的扩展性、灵活性及便捷性方面，具有有线通信无法比拟的优势[1]。

13 G技术理论基础

3G，即第三代移动通信，国际电联ITU称之为IMT-2000.3G致力于为用户提供多类型、高速率、高质量的多媒体业务服务，随时随地能进行各种类型的通信，可在全球范围内漫游，实现无缝覆盖全球，而且相互兼容于其他数据网络系统，移动通信系统以及固定网络系统。国际电联ITU于1999年11月召开TG 1/8会议上确定了共三类五种技术标准，其中以WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA最引人注目，被称为3G的三大主流技术[2]。3G无线网络系统具有高速数据，大容量语音和图像传输的能力。在快速移动的环境中其最高传输速率可以达到144 Kbps，在步行环境中最高传输速率可达到384 Kbps，在室内环境中最高传输速率可达到2 Mbps.3G技术标准是基于GSM发展而来，WCDMA的路线由WCDMA，HSPA，LTE慢慢演进而来。

2 通信模块的选择

目前中国大陆提供民用服务的公共无线通信网络大致有中国移动、中国联通、中国电信提供的TD—SCDMA，WCDMA、CDMA2000等第三代移动通信技术以及基于有线因特网服务的WiFi无线终端。由于远程监测需要无线网络传输速率有一定的要求，而中国联通WCDMA下行速率达到14.4Mbps，所以优先选择中国联通WCDMA。本文采用某厂家ER-700工业级RJ-45接口的3G路由器作为接入中国联通3G无线网络的手段。其内置USIM卡槽，通过购买USIM卡和开通相应的3G服务连接3G WCDMA无线网络。它是基于联通3G WCDMA网络服务的数据传输设备，实现与互联网上指定IP或域名的计算机的指定端口之间的通信。

3G路由器使用TCP协议与远程的PC平台通信，可以与指定IP地址的PC指定端口通信，同时也支持DNS，可以与指定域名PC的指定端口通信。3G路由器可以通过配置工具预先配置好指定PC的IP地址、域名和端口号，也可以使用通信方式实时配置。施工现场工控机通过交叉网线与3G路由器ER-700的一个网口相连接，利用3G WCDMA拨号连接到因特网，通过ER-700使工控机能够共享上网，从而实现对应用服务器的访问。在中国联通WCDMA3G网络下，该3G路由器数据传输的下行速率理论值可达14.4Mbps，上行速率可达5.76Mbps.

3 无线网络接入远端监测平台

传统使用3G路由器连接工程设备的方法大多是通过DMZ主机方式，这种方式使用简单，但是受到下面三个问题的限制：1路由器拨号后得到的IP地址是内网地址，这样从公网上就访问不到无线路由器。2运营商做了访问控制，拨号得到的IP地址虽然是公网地址，但是从公网上依然不能访问到无线路由器。3得到的地址虽是公网地址，但是动态地址，每次得到的IP地址都是不一样的。在这种情况下通过动态域名方法虽然可以解决访问问题，但是免费的动态域名不能保证系统的稳定可靠。

在具体实施中，利用无线网口通软件可以解决这三个问题：3G无线网络路由器将施工现场工控机通过中国联通WCDMA共享上网连接到因特网，并和在公网中的mServer服务器连接起来。远程监测PC平台通过运行无线网口通软件，也连接到mServer服务器。PC平台安装无线网口通软件的时候，同时会安装一个虚拟网卡驱动，安装完毕后将该虚拟网卡的IP地址设置为和前端设备一个网段的IP地址，这样“无线网口通—mServer—3G路由器”就类似一根无线长的网线，把远程监测PC平台和前端数据采集分析系统连接起来。前端设备和远程监测PC相当于在同一个虚拟局域网内，可以实现自由的通信。这样就解决了传统架构中查找不到3G路由器的IP地址问题。

4 现场程序的发布

施工现场的服务器通过编程软件LabVIEW将现场采集的数据发送到远程客户端，LabVIEW自带的Web Service功能很好的满足了无线传输数据的需求。Web Service的好处是可以通过HTTP实现平台间信息交换，HTTP是公开免费的标准协议，无证书相关问题；多种编程语言皆支持HTTP传输功能，编程更方便；在HTTP普及的情况下，平台上有用信息得以快速传播；远程客户端界面无需安装相关软件，打开HTTP URL即可读取前端数据。Web发布工具可以创建HTML文件，在其界面左上角输入的是发布程序的名称，发布的网页程序必须在内存中，其前面板图像嵌入在网页上。

5 结束语

本文首先分析有线通信传输和无线通信传输的优缺点，确定了通过接入中国联通3G无线网络来传输施工现场处理后的压路机压实度信号。其次提出传统3G无线网络接入互联网时，经常遇见的IP地址寻址不到问题，并提出通过无线网口通来解决IP地址问题。最后借助LabVIEW Web Service功能，通过HTML文件的发布，将施工现场端的数据采集分析程序发布到监测端PC平台上，实现远程监控功能。

[1]王永铭，邵之江．工业监控中的无线网络设计与应用[J]．工业仪表与自动化装置，2003，（4）：6-7.

[2]许晓丽，赵明涛．无线通信原理[M]．北京：北京大学出版社，2014：270-273.

[3]ER-700 3G路由器使用手册.

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

乔峰（1991-），男，山西人，硕士研究生，研究方向为工程机械。