SCADA系列数字电台及其无线通信解决方案

• 关键词：编码器,电机,流量计,直流调速

1、 SCADA系列数字电台简介
A、数字电台
SCADA系列点对多点电台是遥控遥测工业自动化行业的顶级产品。它的电路采用DSP数字信号处理芯片，实现信道编码，前向纠错等功能。它采用CPFSK数字调制解调、Viterbi译码、均衡软判决等技术，软件处理增益达7dB。生产工艺全部表面贴片焊接。产品的稳定性、可靠性、抗干扰性、传输速率和传输距离远远超过模拟数传电台。电台的通讯范围在50公里以上。可以全双工、半双工或单工方式工作，收发同频或异频，EIA-232数据接口异步透明传输。电台支持话音通讯，通过复用器可以实现数话同传。
电台自带电压表、温度计、功率计、场强及干扰测试仪、误码统计、软件RTU等目前市场上其它品牌电台所不具备的功能。电台故障告警如温度过高过低（-40~ 70℃）、供电电压超范围（10.5~16VDC）、异步串口数据格式不匹配等自动提示输出。
SCADA电台独有的系统网管软件InSite 6，实现空中远程设置系统内其它电台参数如串口格式、发射功率、工作频率等，也可以实现空中远程监测系统内其它电台状态如工作电压、工作温度、接收信号强度、信噪比、误码率、状态告警等。
SCADA系列电台具有多种机型，以满足不同系统要求，如中继台、全双工电台、双机热备电台等。
B、性能特点
◆ 技术指标高：DSP电台，前向纠错信道编码，CPFSK数字调制解调，Viterbi译码，均衡软判决，尾噪声抑制
◆ 运行可靠：发射启动快，收发转换快，可以连续发射，功耗低，工作温度范围广，能在各种极其恶劣环境下工作
◆ 设置灵活：所有参数包括频率、功率、接口格式等通过软件设置
◆ 有网管：远程空中设置电台参数或监视电台状态及告警
C、技术指标

一般性能
工作频段：130-174/220-240/330-512MHz运行模式：半双工,单工
数据接口：透明RS-232，DB25孔
空中速率：9600/19200bps
数据时延：< 7ms
发射单元
调制方式：CPFSK
发射功率：1-5瓦/1-25瓦（连续）
频率稳定性： /-1.5ppm
发射启动：数据直接启动
启动时间：< 3ms
邻道辐射：-65dB
超时定时器：1-255秒
接收单元
类型：双超外差式 误码率/灵敏度： -110dBm@10-6 BER
频率稳定性： /-1.5ppm
邻道选择性：60dB
交调抑制：-70dB
电源要求
供电电源：13.8VDC(10.5-16VDC范围)
发射电流：< 2A，发射功率5瓦时
接收电流：< 125mA
休眠状态：15mA
外形尺寸
机箱：铸铝
尺寸：5.08�14.29�18.4cm
重量：1公斤
使用环境
温度范围：-40℃ to  70℃
湿度范围：95%@40℃非冷凝
选配
内置功放模块(最大25W)
对讲话咪
多信道板(16CH)
D、网管功能
网管(Network Management System)是指通过网络中的某一点，利用PC等终端，实现全网络系统中各通信设备的管理。
INSITE无线电系统网管软件是SCADA系列无线数据传输系统网管软件。它利用一台PC机，可以对一个点对多点系统的基站、远程站、中继站进行远程监测控制。即可以很方便地在办公室监测X710数字电台系统的状态，而不必去现场更改系统设置参数，也可以在网络系统中的任何一个站点，如主站、中继站、远程站，运用INSITE网管软件进行管理监控。

Insite网管功能界面图
INSITE软件有许多功能，在SCADA系列无线电系统中很容易实现。主要的功能包括：
(1)、 内置RTU模拟器：可以用INSITE将网络中任何电台的RTU模拟器打开，检查无线链路的质量和电台的设置。可以用其它轮询软件对RTU模拟器轮询。
(2)、 INSITE软件监测无线电系统运行状态，诊断通信中由电台，RTU，电源或传输路径引起的问题。用此系统经常可以检测到一些小问题，并作纠正，以避免影响到整个网络的运行。如果必须去现场检查，检查人员用网管系统提供的信息通常对所发生的故障有所判断，并做好相应的准备。此外，INSITE可以用于判断问题是在电台上或RTU上，并可以从中心控制室重置RTU，清除RTU故障。
(3)、 远电台设置：许多电台的参数可以通过无线信道远程设置。例如：输出功率，设置类型，超时定时时延，接收发射频率，数据速率和格式等。根据电台类型不同，有不同的参数可以设置。
(4)、 报警设置：
A、 图形显示报警数据，颜色标识。点击查看报警信息。可以让用户设置什么报警会引起外部触动开关启动。
B、 非中断式的报警诊断轮询：连续的或定时的报警查询，不用中断用户的数据传输。
C、 快速报警状态指针：如果电台对网管轮询没有响应。它能很快被发现。可用中断式诊断，迅速查询电台报警。
(5)、 电台自动搜索：电台搜索功能可以自动生新的设备清单。在30分钟内，可以完成从0000到底9999的缺省地址码搜寻。搜寻结果可以加入新的设备清单，或加入现有的设备清单。
(6)、 支技使用编码操作开关COS：用一台PC 机连接多个位于同一地点的基站电台。这一特性可以解决用远程电台做基站电台引起的诊断口地址问题，COS编码操作开关性能内置在X790基站电台内。如果多个基站不在同一地点，此方案无效。
(7)、 提供休眠唤醒方式：在一些使用太阳电源的场合，电台常常设为休眠模式，只有通信时被唤醒。如果在网管时需要唤醒电台，采集数据，可以用“唤醒模式”，采集完数据后，又将电台变到休眠模式。
(8)、 INSITE与企业网络联接，可以让系统主管，工程师可以在任何时候得到报警信息，甚至在远离网管终端时，报警信息可以通过电子邮件，短信息等方式传达给相关人员。
(9)、 INSITE提供三个层次的企业网连接：
ODBC把网管数据链接到本地或远端的数据库。
DDE动态数据交换服务器与本机上其它的应用程序或网络上其它应用程序分享数据。
TCP/IP远程接入服务器。
ODBC参数：如果网络中有SQL数据库服务器，允许用户设置登录用户名和密码。
(10)、 在线帮助手册。

2、 应用之一：点对多点/远距离/高速/高可靠无线数据采集控制系统
用无线电台方式实现远程数据采集、监视与控制，相对于架设专用电缆（或光缆）、租用电信专线等，具有造价低廉、施工快捷、运行可靠、维护简单等优点。
用深圳华夏盛公司SCADA系列电台组建油田/天然气、水处理、电力、煤气、铁路、地震/气象/环保、GPS、金融、公安/交通/安防、化工、工业控制自动化等数据采集与控制系统结构如下图：

点对多点无线数据采集监控系统（无远距离中继）

点对多点无线数据采集监控系统（有远距离中继）
典型案例：新疆油田、成都自来水、新泰电力、丹东煤气、上海铁路、国家地震局、江西气象所、哈尔滨林业所、杭州路灯、江门环保局、鞍钢、宝钢焦化、内蒙古煤炭、鲁能化肥、中南空管局、大连港等。

3、 应用之二：点对点及点对多点二话二数链路
在25KHz常规单信道中，用全双工数字电台及复用器实现二路话音及二路数据传输结构如下图：

点对点系统结构
主站用多套点对点设备叠加，配合路器、分路器及全向天线组成天馈线共用系统，根据不同位置分布架设多个远端外围站，即构成点对多点无线通信系统。

点对多点系统结构
典型案例：山东电力、江苏电力、福建电力等。

4、 应用之三：大范围/大容量/专用GPS无线数据网络
用户容量是专用无线数据网络的重要指标。无线数据网络的用户规模是由无线电台的数据速率、收发转换时间和传输的信息量决定的。为满足大容量的要求，专用无线数据网络的电台必须提供高的数据速率，如19200bps以上，并能够迅速的收发转换，时间在10ms内。
目前的专用无线数据网络设备基本上都是采用常规调频电台加MODEM的方式实现的。电台工作于230MHz、800MHz数传业务频段和350MHz、800MHz集群业务频段。在25KHz信道，数据速率基本上是1200bps、2400bps，一些采用GMSK等MODEM芯片把输出的低频信号直接加到VCO输入端能实现9600bps的无线数据传输，但该方式的射频指标，难于满足信息产业部规定要求，且其10-6误码灵敏度很低，通信距离非常近，实际当中无法使用。另外，常规调频电台的收发转换时间在50-100ms左右，不能实现高速收发转换。
深圳华夏盛公司采用前向纠错编码、软件无线电、数字调制相干解调、Viterbi软判决和表面贴片一体化设计等技术，提供高性能、高稳定、高可靠的DSP无线电台。电台提供标准RS-232接口可直接与计算机、GPS接收机控制板连接。25KHz信道间隔空中数据传输速率为19200bps，10-6误码灵敏度-111dBm，收发转换时间在7ms以内，电台其它指标亦符合信息产业部的要求。
假设每个用户终端需要传输50字节的信息，采用华夏盛电台只需要分配：
50�10�19200 7=33ms的时隙给每个电台。
同样情况，采用调频电台加MODEM，一般为2400bps方式则需要分配：
50�10�2400 50=258ms的时隙。二种情况用户容量相差约8倍。如果要求GPS系统每10秒钟更新一次信息，采用调频电台加MODEM方式容纳不了40个用户，而采用华夏盛电台可容纳300个用户。
另外，我们在同样的环境下，如上海市中心，目前国内高楼最密集城区做过实验。用国内某公司提供的调频加9600bpsMODEM方式的数传电台只通不到2公里（BER小于10-6），而华夏盛电台可以覆盖约15公里半径。
深圳华夏盛公司是在中国最早从事无线数据传输电台的开发生<< p="">