遥控遥测系统的基本方案

遥控遥测系统的基本方案

一、系统基本构成示意图

如上图，典型的一点对多点的遥控遥测系统（也称SCADA系统）一般由中心站（也称主站或上位机）、分站（也称从站、下位机会遥测站等）、中继站几部分组成。中继站可以根据实际情况架设或不架设；也可以仅对需要中继的站点进行中继，其他站点仍然与中心站直接通信。只有在由于距离太远或高山、高层建筑物等的阻挡导致主站与分站之间不能直接通信的情况下，才需要考虑架设中继站。

二、遥控遥测系统（SCADA）的应用领域

适用于各类点对点、一点对多点的无线数据传输系统，如电力负荷监控、数据采集、配网自动化、水文水情测报、自来水管网监测、城市路灯监控、电视监控云台遥控，防空警报控制、铁路信号监控、铁路供水集中控制、输油供气管网监测、GPS定位系统、远程抄表、电子吊称、自动报靶、地震测报、防火防盗、环境监测等工业自动化系统。

三、遥控遥测系统的基本配置

1、中心站（也称主站或上位机）一套

如上图，中心站一般由以下几部份组成：

◇ 主机：PC或服务器

◇ 系统软件：含数据采集及数据库处理

◇ 数传电台： 一般应采用功率较大、连续工作能力强的数传电台，因为中心站的工作负荷较重，特别是在分站较多时，发射频度会很高。建议采用基地台或把大功率电台的功率调小后使用，以增强发射机的连续工作能力，确保整个系统的稳定运行。

◇ 直流稳压电源：要求抗高频干扰能力强、纹波小、并有足够的带载能力及连续工作能力；最好还具有电流电压指示、过流、过压保护及防雷等功能，一般选用线性电源为好。

◇ 天馈系统：一般采用全向高增益天线及低损耗馈线或馈管，并配上优质的高频接插件；天线有条件架高的尽量架高，以确保信号质量；多雷电地区应按要求架设避雷针、配上同轴避雷器。

2、分站（也称从站、下位机会遥测站等，可以有多套）

如下图，分站一般由以下几部份组成：

◇ 一次仪表：如压力、流量、电流、电压、水位、流速、雨量传感器或开关量等等。

◇ PLC（可编程控制器）或RTU：含数据采集、处理软件及与上位机的通信软件。

◇ 数传电台： 可根据通信距离的远近选择不同功率的数传电台；如果需要在野外的恶劣环境中工作，则必须选择环境特性良好的数传电台；在需要太阳能供电的使用场合，一定要选择守候电流较小的数传电台。

◇ 直流稳压电源：要求抗高频干扰能力强、纹波小、并有足够的带载能力；最好还具有过流、过压保护及防雷等功能。

◇ 天馈系统：一般采用定向高增益天线及低损耗馈线并配上优质的高频接插件，天线有条件架高的尽量架高，以确保信号质量；多雷电地区应配上同轴避雷器；每个分站的定向天线一般应对准中心站的全向天线。

3.中继站

中继站可根据实际需要架设或不架设。如果系统中某一个或几个分站或全部分站因为通讯距离太远或高山、建筑物阻隔等原因无法直接与中心站进行通讯，此时需要通过架设中继台才能与中心站通讯，有二种中继方案(具体请参见下一页中的中继方案简介)：

◇ 数字中继

找一个制高点架设一个全双工或半双工数字中继台（可以是普通数传电台与带数据中继功能的MODEM的组合），该中继台的作用是把中心站（或分站）发来的载波信号进行解调恢复成数据信号，再把数据信号调制到发射机上转发给分站（或中心站）。

该中继方式的优点是成本较低、速率较高、可靠性较好，而且在采用半双工数字中继时可以收发同频工作。缺点是半双工数字中继方式的实时性较差，并且需要进行数据存储等处理工作,有一定的软件工作量，而且无法实现话音中继，因此需要中继的分站不能与中心站及其他分站进行通话。全双工数字中继方式则可实现实时中继及话音中继功能,但必需收发异频.

◇ 全双工模拟中继

找一个制高点架设一个全双工模拟中继台（最好配上具有良好隔离度、低插入损耗的双工器，这样只需架设一条天线），该中继台的作用是把中心站（或分站）发来的载波信号不经过解调恢复成数据信号这一过程，直接把接收机收到的模拟信号同时调制到发射机上转发给分站（或中心站）。

该中继方式的优点是实时性好、无需配MODEM及进行数据存储等处理工作、不影响话音通讯、实现起来很方便。缺点是成本较高、必须要收发异频工作，另外由于受带宽的限制及转发过程中信号失真的影响，对高于2400bps的数据信号进行模拟中继就会产生较大的误码，对某些特殊调制方式的数据信号(如GMSK

或CPFSK等)则根本无法进行中继。

四、中继方案简介

如果无线数据或话音通讯系统中某一点或几点因为通讯距离太远或高山、建筑物阻隔等原因而需要通过中继台才能与中心站通讯，此时有二种中继方案可供选择。

1、 中继方案一

需要中继的分站通过中继台与中心站通讯，其他分站直接与中心站通讯，如图一：

此时，中心站及中继台应采用全向高增益天线及损耗很低的馈线，分站采用定向天线，需要中继的分站的定向天线对准中继台，其他不需要中继的分站天线直接对准中心站。

2、中继方案二

所有的分站都通过架在一个制高点上的中继台与中心站进行通讯，如图二：此时，中心站及分站全部采采用定向天线，方向一律指向中继台。中继台采用全

向高增益天线及很低损耗的馈线。

3、建议中继台型号

A. 推荐最高性价比中继台：日本日精ND889A+中继台

4、中继

型号数量备注

模拟中继台或数字中继台1

若用模拟中继必须收发异频方式，半双工数字中继则收发同频或异频都可

以

双工器1若用半双工数字中继，不需要配双工器，但此时话音不能中继,只能传数

据

全向高增益天线1尽量架高并做好避雷措施

低损耗馈管或馈线及接插件按需馈线损耗尽量低,接插件质量要可靠＋13.8V直流稳压电源或太阳能

电池

1最好带过流过压保护及电流电压指示同轴避雷器1日本钻石CA-23R或其他