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1． 引言

    水文監控在我國的國民經濟中地位關鍵，盡管各水文站都有相應設施對各自轄區進行測控，但是彼此系統不兼容，導致了信息的孤島化，為進一步提高水文決策的有效性和可靠性，從經濟和安全的的角度出發，盡量少添設備和資金的前提下，設計出擴展性很強且在擴容升級時浪費最少的系統。系統設計應遵循開放性原則，能夠支持多種硬件設備和網絡系統，軟、硬件支持二次開發。網絡系統、數據庫系統和通信樞紐采用標準數據接口，具有與其他信息系統進行數據交換和數據共享的能力，且適應將來的廣域擴展的系統，易于構造覆蓋全國的廣域網。通過將眾多的分散信息的集中處理，實現了全國水文水資源集中監控管理的強大功能。
    2．LON總線及LonWorks技術特點

    （1）開放性：網絡協議必須是開放的，并且對任何用戶都是平等的。

    （2）互操作性：網絡協議需要完整到任何制造商的產品都可以實現互操作。

    （3）通信媒介：可用任何傳輸媒介進行通信，包括雙絞線、電力線、光纖、同軸電纜、無線

    波和紅外光波等，且多種媒介應能夠在同一網絡中混合使用。所以可以根據不同的現場環境選擇不同的收發器和介質。

    （4）網絡結構：應能使用所有現有的網絡結構，如主從式、對等式以及客戶/服務器方式。

    （5）網絡拓撲：應該不受總線型網絡拓撲單一形式的限制，用戶可以選擇任意形式的網絡拓撲。

    目前較流行的現場總線，如FF、CAN等，都達不到上述要求。而LonWorks技術卻可以完全滿足上述這些基本要求。基于上述一系列的考慮,選用了lon總線, LonWorks技術是美國Echelon公司于1990年12月為支持LON總線推出的全分布式智能控制網絡技術，特點如下：
     
    神經元(Neuron)芯片是技術的核心，它具備了通訊與控制功能，并且固化了ISO的全部七層協議，LonTalk是LON總線的通信協議，支持七層網絡協議，提供了一個固化在神經元芯片的網絡操作系統。網絡通信采用了面向對象的設計方法（網絡變量），使網絡通信的設計簡化為參數設置，從而節省了大量的設計工作量。

    下面為某省的灌溉總渠的控制網絡給出基于lonwork總線技術的設計，其管理4座大型電力抽水站、26座大型涵閘，1座水電站等，這些工程分布在3個市8個縣境區內，其中各站的設備各異，采用LonWorks控制網絡技術把我國已國產化的水文監測儀器與國外引進儀器集成網絡系統，或把新老設備方便地納入網絡，其成本比引進外國成套監測系統將是成倍數下降。

３．系統設計

    3．1各分站與指揮中心的組網

    系統必須具備穩定性、可靠性。設計時要充分考慮后備以及災難恢復系統，若某個檢測點出現故障時不影響系統的其他部分正常工作，并能很快的排除故障正常運行，由于各分站目前都已接通Internet網，所以一方面可以使分站接入Internet網實現信息的共享,在權限上可以實現控制中心的總調度的聯網方式,另一方面為了網絡的安全性和適時性需要可以同時應用遠程無線數傳系統作為上述組網方式的備份, GPRS是一種移動數據通信業務，在移動用戶和數據網絡之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP服務。GPRS采用分組交換技術，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，資源被有效的利用，數據傳輸速率高達120Kbps。使用GPRS技術實現數據分組發送和接收，用戶永遠在線且按流量計費，在汛期時可以起用該系統工作，大大的降低了服務成本。

    總站與分站的兩種連網方式如下圖1與下圖2所示。

    3.2.2設備(節點)的設計

    （1）在一些不方便布線或僅須少量測量數據的較遠區域（例如對某個局部地區的降雨量進行測量），可以利用無線收發器加節點的方式經濟的實現。這里我們可有多種選擇，常用直接的使用Control Network Solutions Ltd的Lon RF SMX Transceiver（通用射頻收發器）或 cns Lonwireless  transceiver(無線收發器)，其工作頻率為433MHZ。

    （2）對于新設置的控制節點可以在有技術能力的基礎上，較為經濟的做法直接開發基于神經元3150系列芯片的智能化的節點。而且把物理上相近的而且構成單一控制環路一部分的小批I/O點組合成一個單一的節點往往是更經濟的。

    （3）對于一些舊設備，如4-20mA傳感器或0-10V執行器之類，利用現有的LonPoint 模塊可以把本身并不含有神經元的傳統產品集成為一個真正開放的系統。

    3.2.3通信介質的選用
   
    由于lon總線可用任何傳輸媒介進行通信，包括雙絞線、電力線、光纖、同軸電纜、無線電波和紅外光波等，且多種媒介應能夠在同一網絡中混合使用。所以可以根據不同的現場環境盡量保留原有的通信介質。然而，對于不同介質的網絡之間需用適當的路由器。采用RTR-10路由器專用模塊，通過選擇連接兩個信道收發器模塊，可適應各種不同的通訊介質，在這種情況下可以權衡取舍。

    3.2.4網絡服務器、客戶機的連接

    利用網絡適配器PCL TA-21連接網絡服務器，網絡適配器PCC-10連接作為客戶機的筆記本電腦，完成網絡的數據庫和網絡的安裝維護工作。

４．結束語
  
    當前，我國不僅在水文行業存在系統的聯網監控問題，在其他的工控中一樣面臨著網絡的組建問題，如何經濟地，安全地實現遠程監控是一個值得大家探討的要事。

參考文獻

［1］美國埃施朗公司LONWORKS 系統介紹．［p］．北京，2005

［2］陽憲惠等.現場總線技術及其應用［M］．北京，.清華大學出版社,1999

［3］電腦報報社．組建局域網．［M］．汕頭，. 汕頭大學出版社,２００６