根据物联网的三种应用架构,结合SCADA系统的体系结构,在物联网发展的今天,SCADA系统的结构、通信网络、现场数据采集终端都会发生新的变化。
(1)监控中心
监控中心由硬件设备和应用软件组成。
硬件设备:在满足网络功能要求的前提下,采用云计算概念,主要功能在服务器上完成,用云终端代替操作员站与管理员站的计算机,简化操作员站与管理员站的硬件设备,提高系统的安全性、可靠性,便于系统功能与规模的扩充。
应用系统软件:在满足一般使用要求的前提下,需要强大的网络功能,由传统点到点的SCADA系统发展为端到端的互联网协议架构系统。在物联网发展的今天,应设计以下功能:
◆支持PDA、智能手机作为操作终端
SCADA系统软件直接支持智能手机作为操作终端。
这使得SCADA的使用范围从监控室扩大到任何手机网络可以到达的区域。
◆远程组态和维护技术:SCADA系统的组态采用B/S结构,B/S结构即浏览器/服务器结构的软件,可提供很强的远程维护支持,大大降低项目实施和维护的成本。
◆多种的权限管理:传统SCADA系统的操作员是限定在很少的几个人,而现在SCADA系统是面向全企业不同层面、不同部门的人员提供服务的网站发展,这就要求SCADA软件具有多种权限支持。
◆视频与工业数据一体化:将现场视频与SCADA调度系统集成在一起,突出了调度决策的现场感知效果。
(2)通讯网络
兼容多种通信模式,如将无线专网、GPRS/CDMA/3G、光纤网及卫星网等,通过物联网通信技术,实现各种应用网络的互联互通,真正组成一个可连接各种感知终端的有机通信网络平台。
(3)远程数据采集终端
根据需要选用WSN/Wi-Fi等无线组网方式,增加现场组网的灵活性。
应具有很强的通讯能力,自带以太网接口,在监控现场根据不同的采集对象选择不同的组网方式:对于数据采集,利用WSN无线传感器网络采集比较分散的传感器;对于视频采集,利用Wi-Fi无线组网。无论采用哪种无线组网方式均能减少布线、施工的工作量。
WSN无线传感器网络具有以下优点:
◆成本低:WSN节点采用嵌入式处理器和存储器,就单个节点而言,硬件成本是较低的。WSN采用开放的简化ZigBee协议栈,工作在2.4GHz免执照的ISM频段。
◆对等网络多冗余、高可靠性:WSN没有严格的控制中心,所有节点地位平等,是一个对等式网络。节点可以随时加入或离开网络,任何节点的故障不会影响到整个网络的运行,具有很强的抗毁性。
◆组网能力强:支持树状、星状、网状等多种组网方式,网络的布设和展开无需依赖于任何预设的网络设施,节点通过分层协议和分布式算法协调各自的行为,节点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。
◆多跳(Multi-hop)路由:WSN节点通信能力有限,覆盖范围只有几十米到几百米,节点只能与它的邻居直接通信。如果希望与其射频覆盖范围之外的节点进行通信,则需要通过中间节点进行路由。WSN中的多跳路由是由普通网络节点完成的。