加油站數據采集系統

摘    要：本文提出了一種基于CDMA的無(wú)線(xiàn)數據采集系統設計原理和實(shí)現方案，簡(jiǎn)要介紹了CDMA 技術(shù)的基本知識，描述了CDMA無(wú)線(xiàn)傳輸應用于石化數據傳輸的實(shí)現方法。通過(guò)實(shí)際應用，獲得了理想的效果。

關(guān)鍵詞：CDMA；DDN；石油；化工；無(wú)線(xiàn)數傳；加油站；數據采集；

一、背景介紹

隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對成品油的需求迅速增長(cháng)。中國成品油零售市場(chǎng)對外開(kāi)放已近兩年。審視國內成品油市場(chǎng)環(huán)境，一個(gè)微妙的變化日益清晰，那就是作為成品油銷(xiāo)售前端的加油站被推到了市場(chǎng)。作為石油工業(yè)鏈條中的重要一環(huán)，加油站行業(yè)同樣維系著(zhù)國民經(jīng)濟命脈。如何在市場(chǎng)日益開(kāi)放的大環(huán)境下守住或爭奪這塊陣地，無(wú)疑是要有專(zhuān)業(yè)的先進(jìn)管理水平和快速的服務(wù)。

原有加油站信息系統地面網(wǎng)絡(luò )建設較早，設備性能低，線(xiàn)路速度低，時(shí)延長(cháng)，已很難滿(mǎn)足各子站各種安全數據，庫存數據等資料傳輸的要求，很難滿(mǎn)足進(jìn)行數據綜合傳輸的需求；衛星網(wǎng)覆蓋面小，速度低，且加油站之間無(wú)法直接通信，限制了網(wǎng)絡(luò )功能。因此，構建一個(gè)更完善，更快捷，更安全的氣象廣域網(wǎng)絡(luò )平臺迫在眉睫。廣域網(wǎng)不僅要在速度，容量上滿(mǎn)足需求；而且需要將原本松散的網(wǎng)絡(luò )從規格，管理軟件，安全防護等方面進(jìn)行整合和統一。并且還需要具有可擴展性，未來(lái)可以方便地進(jìn)行升級。而以上的這些不足都可以通過(guò)CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )來(lái)實(shí)現。

二、傳統方式對比

1、電話(huà)撥號方式：當用戶(hù)刷卡后，POS機通過(guò)撥號接入公司數據中心，接通后傳送交易數據。這種方式的問(wèn)題是在安全上存在很大隱患，由于電話(huà)撥號保密性較差，電話(huà)撥號音可能會(huì )泄露用戶(hù)的密碼。另外，在使用電話(huà)撥號方式時(shí)，顧客每刷卡一次，POS機就撥號一次，需要10-20秒時(shí)間建立連接，因此每筆交易時(shí)間較長(cháng)。同時(shí)，由于POS機使用普通業(yè)務(wù)電話(huà)，容易發(fā)生掉線(xiàn)，安全性也較差，撥外線(xiàn)容易占線(xiàn)，對場(chǎng)所依賴(lài)性很強，移動(dòng)性差，從而影響交易的實(shí)時(shí)性。 

2、專(zhuān)線(xiàn)方式： POS機往往采用RS-232接口聯(lián)網(wǎng)后通過(guò)一條專(zhuān)線(xiàn)連接到銀行數據中心。專(zhuān)線(xiàn)方式的優(yōu)點(diǎn)是線(xiàn)路傳輸質(zhì)量較高，但其缺點(diǎn)是DDN專(zhuān)線(xiàn)月租費較貴，DDN專(zhuān)線(xiàn)初裝費約為5000～10000元，每月的線(xiàn)路使用費約為800～1200元左右。

三、本方案優(yōu)勢

在以上的分析中我們可以明顯看到傳統的方式和網(wǎng)絡(luò )連接方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足加油站低投入高的效益的需求。網(wǎng)絡(luò )改造迫在眉睫，但是如果采用CDMA無(wú)線(xiàn)方式傳輸數據則有情況就大不一樣了，具有以下優(yōu)勢：

1、安全保密性高。一方面與傳統有線(xiàn)傳輸方式相比較，無(wú)線(xiàn)傳輸僅僅指的是從用戶(hù)端到CDMA基站，而從基站到用戶(hù)數據中心都是通過(guò)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行傳輸。另一方面，由于CDMA所采用的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)也決定了較其他無(wú)線(xiàn)通信方式具有更大的安全保障。

2、資費便宜，計費合理。CDMA資費包月資費很便宜，由于沒(méi)有大數據量的傳輸，所以沒(méi)有必要采用資費很高的專(zhuān)線(xiàn)（DDN等）。而CDMA可以根據通信的數據量進(jìn)行計費。在CDMA網(wǎng)中，沒(méi)有數據傳輸時(shí)是不被計費的。所以營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)不需要頻繁建立連接，當然也不必支付傳輸空閑時(shí)的專(zhuān)線(xiàn)費用，而客戶(hù)再也不用不耐煩地等待電話(huà)撥號登錄的過(guò)程。

3、設備投資低。傳統的DDN等專(zhuān)線(xiàn)，專(zhuān)線(xiàn)Modem，撥號方式則需要購買(mǎi)Modem Pool ，普通Modem，ISDN Modem等設備。而采用CDMA無(wú)線(xiàn)方式只需要購買(mǎi)無(wú)線(xiàn)數傳即可，投資要小得多。

4、新增和改變網(wǎng)點(diǎn)方便。如果采用了CDMA方式，用戶(hù)可隨意改變自己的營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)，而無(wú)須擔心線(xiàn)路的維護或在移動(dòng)時(shí)導致的通訊中斷。新增營(yíng)業(yè)點(diǎn)時(shí)也無(wú)需進(jìn)行布線(xiàn)，埋線(xiàn)等牽涉多方的工作。

5、線(xiàn)路穩定，永不掉線(xiàn)。CDMA采用的分組技術(shù)，所以能夠較好地支持頻繁的或少量突發(fā)型的數據業(yè)務(wù)。

6、網(wǎng)絡(luò )接入速度快。CDMA登錄網(wǎng)絡(luò )的時(shí)間時(shí)很短暫，相對撥號方式的1、2分鐘，它只需要5-6秒，而且一旦連接，則時(shí)刻在線(xiàn)，因此可以提供與現有數據網(wǎng)的無(wú)縫連接。

7、傳輸速率高。提供高達153.6Kbps的分組數據業(yè)務(wù)，可以開(kāi)展無(wú)線(xiàn)INTERNET，無(wú)線(xiàn)多媒體，無(wú)線(xiàn)電子商務(wù)，視頻點(diǎn)播等業(yè)務(wù)。

8、網(wǎng)絡(luò )覆蓋好。由于CDMA使用是800M的頻段，它的覆蓋廣度和深度都很不錯，從2001年開(kāi)始建設CDMA網(wǎng)絡(luò )，經(jīng)過(guò)三年共三期的建設，到2003年，CDMA網(wǎng)絡(luò )總容量達到5000萬(wàn)戶(hù)以上，網(wǎng)絡(luò )覆蓋包括西藏在內的全國31個(gè)省、自治區、直轄市的300個(gè)以上地級市，經(jīng)濟發(fā)達地區覆蓋到鄉，中等發(fā)達地區覆蓋到縣。與此同時(shí)CDMA 提供覆蓋全國大部分地域范圍的可漫游、移動(dòng)無(wú)線(xiàn)數據服務(wù)。CDMA網(wǎng)絡(luò )覆蓋已經(jīng)非常完善，而且具備PDSN服務(wù)節點(diǎn)，保證無(wú)線(xiàn)分組數據接入的可行性。

9、CDMA技術(shù)采用800兆頻段，具備綠色環(huán)保，輻射小等優(yōu)于GSM無(wú)線(xiàn)傳輸的優(yōu)勢。在射頻火花能量大于6瓦時(shí)，極短時(shí)間即可引燃可燃氣體，引發(fā)加油站安全生產(chǎn)事故，而CDMA系統發(fā)射功率不會(huì )超過(guò)200毫瓦，普通通話(huà)功率可控制在零點(diǎn)幾毫瓦，其輻射作用可以忽略不計。

四、系統構成

 
               （圖）加油站數據采集系統示意圖

1、加油站數據采集終端

加油站數據采集終端負責主要分為下面三類(lèi)：

1）加油站油罐實(shí)時(shí)監測數據：通過(guò)液位儀，流量計，空氣甲醇含量探測器，煙感，溫度，濕度等監測設備對油罐的油料進(jìn)出管道泄漏情況和油庫環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。

2）加油交易數據：直接獲取加油機加油記錄，加油站進(jìn)行每一筆加油的收款，打票處理，其明細的商流數據能對營(yíng)銷(xiāo)分析提供強大的支持。

3）IC卡油積分系統數據：通過(guò)成品油零售的電子化，以IC卡取代傳統的現金，油票等結算方式，實(shí)現加油款的電子支付和交易數據的自動(dòng)采集。

2、無(wú)線(xiàn)傳輸設備

鑒于對通訊模塊的要求，選擇北京東方訊科技發(fā)展有限公司的GPRS無(wú)線(xiàn)數傳。它具有體積小，功耗低，配置使用簡(jiǎn)單，即插即用。支持主備數據通道，并行多數據通道，實(shí)時(shí)在線(xiàn)和按需撥號多種工作方式，并且支持APN網(wǎng)絡(luò )接入等功能不僅可以保障數據可靠還能讓客戶(hù)根據需傳輸節省資費。

3、數據管理中心

油庫業(yè)務(wù)管理（對接收到的業(yè)務(wù)數據源進(jìn)行和管理）；

油庫安全管理（管理接收到的油庫安全信息并設置安全閥值報警）；

數據管理（數據庫備份、恢復等功能）；

加油站采集終端通過(guò)RS232/485通訊接口與無(wú)線(xiàn)數傳串口連接，數據監控中心可以采用多種方式連接網(wǎng)絡(luò )，例如固定IP，APN，ADSL等。

無(wú)線(xiàn)傳輸設備通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )連接到遠程數據中心服務(wù)器主機，與中心建立TCP/IP連接后開(kāi)啟透明數據通道。當采集終端需要上報數據的時(shí)候將數據直接送往串口，此時(shí)無(wú)線(xiàn)數傳就會(huì )把收到的數據原封不動(dòng)地發(fā)送到數據中心服務(wù)器主機。當數據中心下發(fā)的命令或數據傳輸到無(wú)線(xiàn)數傳后，無(wú)線(xiàn)數傳通過(guò)串口送到采集終端，從而實(shí)現了數據雙向透明傳輸。

五、系統功能

該系統主要是對加油站的所有管理數據的集成。并且通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將各個(gè)油庫和他們所屬的銷(xiāo)售管理部門(mén)聯(lián)系起來(lái)，及時(shí)的反饋加油站各類(lèi)信息，供銷(xiāo)售管理部門(mén)制訂計劃。通過(guò)數據中心實(shí)現數據共享后成品油銷(xiāo)售管理系統將覆蓋成品油銷(xiāo)售系統的進(jìn)、銷(xiāo)、存、管理的所有環(huán)節，使各個(gè)環(huán)節的管理更科學(xué)，更合理；同時(shí)也使所有的環(huán)節運轉更緊密，更有效，反應更迅速。具體在加油站管理業(yè)務(wù)中包含以下功能：油庫業(yè)務(wù)管理，罐存監測管理，車(chē)隊業(yè)務(wù)管理等。

油庫業(yè)務(wù)管理：主要針對整個(gè)油庫的實(shí)際業(yè)務(wù)活動(dòng)進(jìn)行管理，包括入庫管理，出庫管理，實(shí)物庫存管理，出庫日報，保管庫存管理等。

油庫安全監測：主要針對油庫的環(huán)境變化進(jìn)行系統監測，把險情發(fā)生的概率降低。

入庫管理：入庫數據，統計超耗及途損。

出庫管理：對銷(xiāo)售，代儲，移庫，配送等多種出庫業(yè)務(wù)類(lèi)型進(jìn)行管理。

實(shí)物庫存管理：提供油罐動(dòng)態(tài)計量及庫存數據。

出庫日報：提供油庫每日出庫統計。 

保管庫存管理：提供日/月報保管帳制作。

油庫盤(pán)點(diǎn)：提供油庫商品盤(pán)點(diǎn)表，損溢統計，油品調整。

罐存監測管理：系統定時(shí)接收加油站返回的數據，加油站定時(shí)巡檢油罐的各個(gè)測量點(diǎn)，回報各個(gè)測量點(diǎn)的溫度和壓力狀況，以及整個(gè)油罐的液位高度。所有油罐的溫度，壓力和液位高度數據通過(guò)CDMA返回系統，記錄在數據庫中。還可進(jìn)行油罐安全監測和存量歷史跟蹤。

車(chē)隊管理：能按照供油需求和供油安排，制定詳盡的車(chē)隊運油計劃，建立運輸安排。并按照內部運輸的要求進(jìn)行車(chē)隊運輸的統一安排和管理（此系統需要石油行業(yè)物流配送系統支持）。

通道建立成功后，無(wú)線(xiàn)數傳串口實(shí)時(shí)監控采集器的數據，只要集線(xiàn)器串口有數據過(guò)來(lái)，無(wú)線(xiàn)數傳將全透明進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。如果數據量小，或需要定時(shí)傳輸數據的，無(wú)線(xiàn)數傳可設置數據觸發(fā)模式，或根據加油站的實(shí)際應用也可考慮修改軟件來(lái)實(shí)現數據傳輸的需要。這樣就可靈活應用不同的數據傳輸需求來(lái)采取不同的傳輸方式，以減少及節約不必要的傳輸費用。

六、本方案優(yōu)點(diǎn)

1、利用東方訊無(wú)線(xiàn)數傳可不用布線(xiàn)，且采用多點(diǎn)對一中心的組網(wǎng)方式，實(shí)現了數據的一中心統一管理。

2、東方訊無(wú)線(xiàn)數傳采用高性能工業(yè)級處理器以及看門(mén)狗等安全機制設計，保證無(wú)線(xiàn)數傳 萬(wàn)一通信中斷也會(huì )自行檢測然后自動(dòng)斷電重啟，保證無(wú)線(xiàn)數傳保持在線(xiàn)，通信鏈路保持正常。

3、由于采集點(diǎn)是直接連入中心，對現有的網(wǎng)絡(luò )不會(huì )造成任何的中斷和影響。

4、無(wú)線(xiàn)數傳采用標準的工業(yè)串口通信，即插即用，且高規格的模具設計，體積小巧方便維護。

5、無(wú)線(xiàn)數傳采用國際標準的TCP/IP安全傳輸協(xié)議機制，保證數據的安全和及時(shí)，而且采用透明傳輸機制，保證數據的準確性。

6、多中心設計，可同時(shí)設置4個(gè)中心監控采集現場(chǎng)，避免因某個(gè)中心網(wǎng)絡(luò )不穩定或者關(guān)閉導致無(wú)法對加油站現場(chǎng)進(jìn)行監控而產(chǎn)生安全隱患。

7、無(wú)線(xiàn)數傳進(jìn)行人性化工程設計，可是工程人員無(wú)需到現場(chǎng)就可以遠程直接對網(wǎng)絡(luò )參數進(jìn)行相應的配置，達到時(shí)間和人力的合理利用。

8、高規格材料選配，可在 -40~+75oC， 相對濕度 95%(無(wú)凝結)環(huán)境下正常工作。

七、總結

加油站CDMA數據采集系統的建立標志著(zhù)石油化工行業(yè)的先進(jìn)管理水平，能通過(guò)CDMA的準確、快速的數據傳輸，中心可進(jìn)行對數據的存儲，歷史趨勢分析，報表打印等信息查詢(xún)，可不斷地對各個(gè)加油站的新近數據進(jìn)行統計及分析，了解加油站的新近情況，以方便控制中心對加油站做到更快，更好、準確的調度工作。