HG2000系列燃气安全监控系统的现状与未来.doc

HG2000系列燃气安全监控系统的现状与将来
 近几年来随着信息化浪潮的到来和生活水平的提升，住宅信息化、智能化已经成为一种时尚。与之配合，人们开发了多种功能各异的保安系统，这些系统大多以小区管理为中心，对往宅内的多项参数进行遥测、遥控和遥调。
    依据数据流量和对运行可靠性要求的不同。可将这些系统归为两个大类：1.信息化系统：如宽频网络、CATV、 是用来传输海量信息(获取文件、影音信息等等)的，数据量大，要求高带宽、速度快、延时小但是对设备的可靠性以及电磁兼容性要求不高，设备只有在使用时开机。2.工控系统，如远程报警、远程控制、远程数据采集。数据量小，但是对可靠性和电磁兼容性要求很高，要求符合《信息技术设备的电磁抗扰度》标准。设备要求24小时开机，有不间断电源，不能产生误动作和数据错误。
    由于这两类系统要求不同，所以将两个系统集成在一起的难度比较大，一切的问题都是经济问题。一般来讲，如果要实现两类系统的集成，在每个家庭都要求有一个工控级的PC作为前端机，保证24小时开机，这样就必必需加长延时的UPS电源，这些设备都是很昂贵的。比较起来还是分为两个系统成本比较低廉。
    我们汉光公司从事的正是工控类系统的研制开发和生产安装。下面我们主要就工控系统来讨论。
1HG2000系列智能住宅安全监控及数据采集系统现状
    HG2000系统已经在北京和成都、奥林匹克花园等地投入运行一年有余，HG2000A系统已经投入运行将近半年。关于燃气泄漏报警、切断、远程控制以及抄表都已经实现。并且已经通过CDPD实现了一个全市联网的实验系统，一旦集团公司的抢险调度中心建成马上可以实现全市联网的燃气监控。我们正在自己研：制用 线联网的燃气监控中心的管理软件和GW201 线网关以及大流量用户监控器，估计今年年底之前管理软件的测试版和网关及监控器样机可以问世，2021年上半年可以投入实际运行。
    在物业管理方面，我们正在研制小区的巡更系统、停车场和会所消费一卡通系统，将为智能化小区提供：一套完整的解决方案。
2小区内HG2000系列产品的实现

    在我们这个行业里。有许多产品，比如单独的抄：表系统。能够进行3表抄录；单独的报警系统可以用 线实现防盗报警；单独的燃气泄漏报警系统或报：警加切断的系统；也有一些系统实现了一定程度的集成，将抄表、报警、燃气切断集成在一起，但是到目前为止我们发现这种集成还仅仅是功能的堆砌，不是有机的集成。其实所有上述的功能不外乎两个方面，数据采集：抄表、报警、读取状态等等。数据发送：控制。只要对各种设备进行分类编号，对每个设备给出几个参数类别，就完全可以制定一个统一的通讯协议来实现各种复杂的功能。正是在这个基础上我们建立了一套适用于住宅的、针对数据传输的而不是针对具体功能的通讯协议，从而建立了一个平台，在这个平台上实现一种新的功能只是增加了一个新的设备号码，和关于这个设备的一个数学模型，而不再是重新制定一套系统。这样就可以以非常快的速度适应市场的要：求，而且关于已经安装了系统的用户可以进行系统的升级，而不用拆掉重来，从而为用户节约资金，正象在WINDOWS上增加一个新的功能一样，不用将原来的电脑换掉只必需安装一个新的应用程序。另外，在硬件制定方面。将所有的功能集中在一个线路板上的方式是目前大多数集成的系统所采纳的方式，我们认为这是不科学、不合理的，不同的用户会有不同的必需求，有些用户只必需要抄表的功能，有些只必需要安防的功能，用一套设备想适应所有的必需求是不现实的。因此，我们采纳了模块化制定的方式，可以适应用户的各种必需求。
    在以上的种种系统中，传输介质也不尽相同。有采纳电力线载波的系统，有采纳 线的系统，有采纳LONWORKS总线的系统、有采纳485总线的系统、有采纳双向CATV网络的系统等等种类非常繁多。汉光公司的系统是采纳485工业控制总线，采纳具有自主知识产权的通讯协议构成的一套现场总线作为通讯介质。为什么我们要选用485总线作为通讯介质呢?电力线载波所采纳介质是一种不可靠的介质，在这种介质中，如果不进行严格的校验，数据出错的几率，也就是误码率非常高，如果进行严格的校验，实时性难以保证。因此只能用在一些对实时性要求不高的场合，比如抄表，在晚上，一般电力线上噪声比较小，误码率比较低，可以选择在晚上进行。但是如果对实时性要求较高的场合则不适宜采纳。汉光公司的产品有报警和控制功能，要求实时性高，必必需采纳可靠的信道进行传输，不适宜采纳电力线载波方式。 线方式是比较方便的，但是要求用户必必需再申请一部 专门用来数据传输用户难以接受。LONWORKS系统是一套非常优秀的现场总线，但是一方面价格非常昂贵，另外一方面，LONWORKS技术是用来实现比较小型的工业控制系统的，而且没有为住宅内部的计量短路、断路的测量、阀门控制等等提供专门的接口，使用起来不是十分的方便。采纳CABLEMODEM将信号在CATV网络进行传输是一个比较理想的方式，但是目前的网络都是单向网络，必必需进行双向改造，这不是我们或者大多数开发商力所能及的。另外，在国内进行双向网络改造的技术还不是十分完善，因此也影响了HFC的进程，原因是中国的用户使用CATV系统很不规范，在户内有两台电视的状况下不采纳分支器，而是直接连接，大大影响了系统阶性能。工程安装也存在很多问题，原来的系统品质就不是很好。
    在综合了以上种种原因之后，我们认为在目前状况下，采纳485工控总线作为下层总线是最为合理的方案。在上层总线的选择方面，我们合计到目前小区局域网的建设，采纳了以太网，这样就使我们的系统可以直接利用现成的以太网。从而减少重复的投资并实现高速传输。我们将工控级的PC作为区域主机，有以太网接口，作为以太网和485总线的网关，使系统可靠性得以很大的提升。
    我们认为，在这套系统中，介质问题是一个枝节问题，核心的问题在于一个软件平台的建立。只要建立了平台，采纳什么样的网络目前都有现成的技术和设备。
2．2系统的结构和特点
    在系统结构中我们采纳了一个关键的技术--HUB485集线器——从而使485总线在构成一个庞大的网络时仍然十分稳定可靠。
    RS485总线是一种工业控制的总线，总线制有一个非常大的优点就是简单，另外一个优点就是所有设备的接口都是统一的。但是总线要求节点距离总线的距离在1m以内，否则，整个系统的传输特性将发生很大的变化，使数据传输变的不可靠。在工业控制的现场，由于节点数量少。空间宽敞，一般状况都可以满足要求。但是在住宅智能化实际工程中，完全按照总线方法布线几乎是不可能的。另外总线制有一个非常大的缺陷就是，一点短路，整个系统将瘫痪。因此在节点非常多的状况下采纳这种方式，给系统的可靠性带来十分大的威胁。据我们了解，国内许多厂商开发的系统都是总线制系统，都不同程度地存在传输不可靠的问题。
    我们注意到以太网发展初期，采纳10base／2或者10base／5方式，采纳同轴电缆和BNC接头将联网的设备并联起来构成局域网。经常发生一台机器故障造成整个网络不能正常工作的事件，后来以太网发展了一种新的方式10base／T，采纳双绞线传输，用集线器HUB实现总线的分支，通讯接口实现了点对点的物理连接，从而才有了目前的综合布线系统的流行。

    我们借鉴了上述的方法，自行研制开发了RS485网络的集线器——HUB485(我们正在申请专利)，彻底解决了通讯不可靠的问题。