SCADA系列數字電臺及其無線通信解決方案
1、 SCADA系列數字電臺簡介
A、數字電臺
SCADA系列點對多點電臺是遙控遙測工業自動化行業的頂級產品。它的電路采用DSP數字信號處理芯片，實現信道編碼，前向糾錯等功能。它采用CPFSK數字調制解調、Viterbi譯碼、均衡軟判決等技術，軟件處理增益達7dB。生產工藝全部表面貼片焊接。產品的穩定性、可靠性、抗干擾性、傳輸速率和傳輸距離遠遠超過模擬數傳電臺。電臺的通訊范圍在50公里以上。可以全雙工、半雙工或單工方式工作，收發同頻或異頻，EIA-232數據接口異步透明傳輸。電臺支持話音通訊，通過復用器可以實現數話同傳。
電臺自帶電壓表、溫度計、功率計、場強及干擾測試儀、誤碼統計、軟件RTU等目前市場上其它品牌電臺所不具備的功能。電臺故障告警如溫度過高過低（-40~+70℃）、供電電壓超范圍（10.5~16VDC）、異步串口數據格式不匹配等自動提示輸出。
SCADA電臺獨有的系統網管軟件InSite 6，實現空中遠程設置系統內其它電臺參數如串口格式、發射功率、工作頻率等，也可以實現空中遠程監測系統內其它電臺狀態如工作電壓、工作溫度、接收信號強度、信噪比、誤碼率、狀態告警等。
SCADA系列電臺具有多種機型，以滿足不同系統要求，如中繼臺、全雙工電臺、雙機熱備電臺等。
B、性能特點
◆ 技術指標高：DSP電臺，前向糾錯信道編碼，CPFSK數字調制解調，Viterbi譯碼，均衡軟判決，尾噪聲抑制
◆ 運行可靠：發射啟動快，收發轉換快，可以連續發射，功耗低，工作溫度范圍廣，能在各種極其惡劣環境下工作
◆ 設置靈活：所有參數包括頻率、功率、接口格式等通過軟件設置
◆ 有網管：遠程空中設置電臺參數或監視電臺狀態及告警
C、技術指標
一般性能
工作頻段：130-174/220-240/330-512MHz運行模式：半雙工,單工
數據接口：透明RS-232，DB25孔
空中速率：9600/19200bps
數據時延：< 7ms
發射單元
調制方式：CPFSK
發射功率：1-5瓦/1-25瓦（連續）
頻率穩定性：+/-1.5ppm
發射啟動：數據直接啟動
啟動時間：< 3ms
鄰道輻射：-65dB
超時定時器：1-255秒
接收單元
類型：雙超外差式 誤碼率/靈敏度： -110dBm@10-6 BER
頻率穩定性：+/-1.5ppm
鄰道選擇性：60dB
交調抑制：-70dB
電源要求
供電電源：13.8VDC(10.5-16VDC范圍)
發射電流：< 2A，發射功率5瓦時
接收電流：< 125mA
休眠狀態：15mA
外形尺寸
機箱：鑄鋁
尺寸：5.08×14.29×18.4cm
重量：1公斤
使用環境
溫度范圍：-40℃ to +70℃
濕度范圍：95%@40℃非冷凝
選配
內置功放模塊(最大25W)
對講話咪
多信道板(16CH)
D、網管功能
網管(Network Management System)是指通過網絡中的某一點，利用PC等終端，實現全網絡系統中各通信設備的管理。
INSITE無線電系統網管軟件是SCADA系列無線數據傳輸系統網管軟件。它利用一臺PC機，可以對一個點對多點系統的基站、遠程站、中繼站進行遠程監測控制。即可以很方便地在辦公室監測X710數字電臺系統的狀態，而不必去現場更改系統設置參數，也可以在網絡系統中的任何一個站點，如主站、中繼站、遠程站，運用INSITE網管軟件進行管理監控。
INSITE軟件有許多功能，在SCADA系列無線電系統中很容易實現。主要的功能包括：
(1)、 內置RTU模擬器：可以用INSITE將網絡中任何電臺的RTU模擬器打開，檢查無線鏈路的質量和電臺的設置。可以用其它輪詢軟件對RTU模擬器輪詢。
(2)、 INSITE軟件監測無線電系統運行狀態，診斷通信中由電臺，RTU，電源或傳輸路徑引起的問題。用此系統經常可以檢測到一些小問題，并作糾正，以避免影響到整個網絡的運行。如果必須去現場檢查，檢查人員用網管系統提供的信息通常對所發生的故障有所判斷，并做好相應的準備。此外，INSITE可以用于判斷問題是在電臺上或RTU上，并可以從中心控制室重置RTU，清除RTU故障。
(3)、 遠電臺設置：許多電臺的參數可以通過無線信道遠程設置。例如：輸出功率，設置類型，超時定時時延，接收發射頻率，數據速率和格式等。根據電臺類型不同，有不同的參數可以設置。
(4)、 報警設置：
A、 圖形顯示報警數據，顏色標識。點擊查看報警信息。可以讓用戶設置什么報警會引起外部觸動開關啟動。
B、 非中斷式的報警診斷輪詢：連續的或定時的報警查詢，不用中斷用戶的數據傳輸。
C、 快速報警狀態指針：如果電臺對網管輪詢沒有響應。它能很快被發現。可用中斷式診斷，迅速查詢電臺報警。
(5)、 電臺自動搜索：電臺搜索功能可以自動生新的設備清單。在30分鐘內，可以完成從0000到底9999的缺省地址碼搜尋。搜尋結果可以加入新的設備清單，或加入現有的設備清單。
(6)、 支技使用編碼操作開關COS：用一臺PC 機連接多個位于同一地點的基站電臺。這一特性可以解決用遠程電臺做基站電臺引起的診斷口地址問題，COS編碼操作開關性能內置在X790基站電臺內。如果多個基站不在同一地點，此方案無效。
(7)、 提供休眠喚醒方式：在一些使用太陽電源的場合，電臺常常設為休眠模式，只有通信時被喚醒。如果在網管時需要喚醒電臺，采集數據，可以用“喚醒模式”，采集完數據后，又將電臺變到休眠模式。
(8)、 INSITE與企業網絡聯接，可以讓系統主管，工程師可以在任何時候得到報警信息，甚至在遠離網管終端時，報警信息可以通過電子郵件，短信息等方式傳達給相關人員。
(9)、 INSITE提供三個層次的企業網連接：
ODBC把網管數據鏈接到本地或遠端的數據庫。
DDE動態數據交換服務器與本機上其它的應用程序或網絡上其它應用程序分享數據。
TCP/IP遠程接入服務器。
ODBC參數：如果網絡中有SQL數據庫服務器，允許用戶設置登錄用戶名和密碼。
(10)、 在線幫助手冊。
2、 應用之一：點對多點/遠距離/高速/高可靠無線數據采集控制系統
用無線電臺方式實現遠程數據采集、監視與控制，相對于架設專用電纜（或光纜）、租用電信專線等，具有造價低廉、施工快捷、運行可靠、維護簡單等優點。
用深圳華夏盛公司SCADA系列電臺組建油田/天然氣、水處理、電力、煤氣、鐵路、地震/氣象/環保、GPS、金融、公安/交通/安防、化工、工業控制自動化等數據采集與控制系統結構如下圖：
點對多點無線數據采集監控系統（無遠距離中繼）
點對多點無線數據采集監控系統（有遠距離中繼）
典型案例：新疆油田、成都自來水、新泰電力、丹東煤氣、上海鐵路、國家地震局、江西氣象所、哈爾濱林業所、杭州路燈、江門環保局、鞍鋼、寶鋼焦化、內蒙古煤炭、魯能化肥、中南空管局、大連港等。
3、 應用之二：點對點及點對多點二話二數鏈路
在25KHz常規單信道中，用全雙工數字電臺及復用器實現二路話音及二路數據傳輸結構如下圖：
點對點系統結構
主站用多套點對點設備疊加，配合路器、分路器及全向天線組成天饋線共用系統，根據不同位置分布架設多個遠端外圍站，即構成點對多點無線通信系統。
點對多點系統結構
典型案例：山東電力、江蘇電力、福建電力等。
4、 應用之三：大范圍/大容量/專用GPS無線數據網絡
用戶容量是專用無線數據網絡的重要指標。無線數據網絡的用戶規模是由無線電臺的數據速率、收發轉換時間和傳輸的信息量決定的。為滿足大容量的要求，專用無線數據網絡的電臺必須提供高的數據速率，如19200bps以上，并能夠迅速的收發轉換，時間在10ms內。
目前的專用無線數據網絡設備基本上都是采用常規調頻電臺加MODEM的方式實現的。電臺工作于230MHz、800MHz數傳業務頻段和350MHz、800MHz集群業務頻段。在25KHz信道，數據速率基本上是1200bps、2400bps，一些采用GMSK等MODEM芯片把輸出的低頻信號直接加到VCO輸入端能實現9600bps的無線數據傳輸，但該方式的射頻指標，難于滿足信息產業部規定要求，且其10-6誤碼靈敏度很低，通信距離非常近，實際當中無法使用。另外，常規調頻電臺的收發轉換時間在50-100ms左右，不能實現高速收發轉換。
深圳華夏盛公司采用前向糾錯編碼、軟件無線電、數字調制相干解調、Viterbi軟判決和表面貼片一體化設計等技術，提供高性能、高穩定、高可靠的DSP無線電臺。電臺提供標準RS-232接口可直接與計算機、GPS接收機控制板連接。25KHz信道間隔空中數據傳輸速率為19200bps，10-6誤碼靈敏度-111dBm，收發轉換時間在7ms以內，電臺其它指標亦符合信息產業部的要求。
假設每個用戶終端需要傳輸50字節的信息，采用華夏盛電臺只需要分配：
50×10÷19200+7=33ms的時隙給每個電臺。
同樣情況，采用調頻電臺加MODEM，一般為2400bps方式則需要分配：
50×10÷2400+50=258ms的時隙。二種情況用戶容量相差約8倍。如果要求GPS系統每10秒鐘更新一次信息，采用調頻電臺加MODEM方式容納不了40個用戶，而采用華夏盛電臺可容納300個用戶。
另外，我們在同樣的環境下，如上海市中心，目前國內高樓最密集城區做過實驗。用國內某公司提供的調頻加9600bpsMODEM方式的數傳電臺只通不到2公里（BER小于10-6），而華夏盛電臺可以覆蓋約15公里半徑。
深圳華夏盛公司是在中國最早從事無線數據傳輸電臺的開發生產廠商之一，產品廣泛用于石油、電力、銀行、水處理等領域的遙測、遙信、遙控，占有中國65%的同類產品市場。深圳華夏盛公司有工作于所有頻段單工車臺、雙工基地臺、熱備基地臺和2.4GHz跳頻擴頻電臺，電臺有遠程診斷和網管功能，可以很方便地根據不同地形、區域組建各種無線數據網絡。
單基站專用無線數據通信網（2004年開通的北京交警大隊指揮系統GPS部分）
多基站專用無線數據通信網（2001年開通的上海公安指揮系統GPS部分）
典型案例：上海公安局、北京交警大隊、山東公安局等
5、 應用之四：低速遠距離無線計算機局域網
兩個或多個局域網之間，用無線網絡電臺實現點對點/點對多點網絡互連，通訊距離：50公里以上，傳輸速率9.6/19.2 Kbps。系統結構拓樸圖如下：
A、數字電臺
SCADA系列點對多點電臺是遙控遙測工業自動化行業的頂級產品。它的電路采用DSP數字信號處理芯片，實現信道編碼，前向糾錯等功能。它采用CPFSK數字調制解調、Viterbi譯碼、均衡軟判決等技術，軟件處理增益達7dB。生產工藝全部表面貼片焊接。產品的穩定性、可靠性、抗干擾性、傳輸速率和傳輸距離遠遠超過模擬數傳電臺。電臺的通訊范圍在50公里以上。可以全雙工、半雙工或單工方式工作，收發同頻或異頻，EIA-232數據接口異步透明傳輸。電臺支持話音通訊，通過復用器可以實現數話同傳。
電臺自帶電壓表、溫度計、功率計、場強及干擾測試儀、誤碼統計、軟件RTU等目前市場上其它品牌電臺所不具備的功能。電臺故障告警如溫度過高過低（-40~+70℃）、供電電壓超范圍（10.5~16VDC）、異步串口數據格式不匹配等自動提示輸出。
SCADA電臺獨有的系統網管軟件InSite 6，實現空中遠程設置系統內其它電臺參數如串口格式、發射功率、工作頻率等，也可以實現空中遠程監測系統內其它電臺狀態如工作電壓、工作溫度、接收信號強度、信噪比、誤碼率、狀態告警等。
SCADA系列電臺具有多種機型，以滿足不同系統要求，如中繼臺、全雙工電臺、雙機熱備電臺等。
B、性能特點
◆ 技術指標高：DSP電臺，前向糾錯信道編碼，CPFSK數字調制解調，Viterbi譯碼，均衡軟判決，尾噪聲抑制
◆ 運行可靠：發射啟動快，收發轉換快，可以連續發射，功耗低，工作溫度范圍廣，能在各種極其惡劣環境下工作
◆ 設置靈活：所有參數包括頻率、功率、接口格式等通過軟件設置
◆ 有網管：遠程空中設置電臺參數或監視電臺狀態及告警
C、技術指標
一般性能
工作頻段：130-174/220-240/330-512MHz運行模式：半雙工,單工
數據接口：透明RS-232，DB25孔
空中速率：9600/19200bps
數據時延：< 7ms
發射單元
調制方式：CPFSK
發射功率：1-5瓦/1-25瓦（連續）
頻率穩定性：+/-1.5ppm
發射啟動：數據直接啟動
啟動時間：< 3ms
鄰道輻射：-65dB
超時定時器：1-255秒
接收單元
類型：雙超外差式 誤碼率/靈敏度： -110dBm@10-6 BER
頻率穩定性：+/-1.5ppm
鄰道選擇性：60dB
交調抑制：-70dB
電源要求
供電電源：13.8VDC(10.5-16VDC范圍)
發射電流：< 2A，發射功率5瓦時
接收電流：< 125mA
休眠狀態：15mA
外形尺寸
機箱：鑄鋁
尺寸：5.08×14.29×18.4cm
重量：1公斤
使用環境
溫度范圍：-40℃ to +70℃
濕度范圍：95%@40℃非冷凝
選配
內置功放模塊(最大25W)
對講話咪
多信道板(16CH)
D、網管功能
網管(Network Management System)是指通過網絡中的某一點，利用PC等終端，實現全網絡系統中各通信設備的管理。
INSITE無線電系統網管軟件是SCADA系列無線數據傳輸系統網管軟件。它利用一臺PC機，可以對一個點對多點系統的基站、遠程站、中繼站進行遠程監測控制。即可以很方便地在辦公室監測X710數字電臺系統的狀態，而不必去現場更改系統設置參數，也可以在網絡系統中的任何一個站點，如主站、中繼站、遠程站，運用INSITE網管軟件進行管理監控。
INSITE軟件有許多功能，在SCADA系列無線電系統中很容易實現。主要的功能包括：
(1)、 內置RTU模擬器：可以用INSITE將網絡中任何電臺的RTU模擬器打開，檢查無線鏈路的質量和電臺的設置。可以用其它輪詢軟件對RTU模擬器輪詢。
(2)、 INSITE軟件監測無線電系統運行狀態，診斷通信中由電臺，RTU，電源或傳輸路徑引起的問題。用此系統經常可以檢測到一些小問題，并作糾正，以避免影響到整個網絡的運行。如果必須去現場檢查，檢查人員用網管系統提供的信息通常對所發生的故障有所判斷，并做好相應的準備。此外，INSITE可以用于判斷問題是在電臺上或RTU上，并可以從中心控制室重置RTU，清除RTU故障。
(3)、 遠電臺設置：許多電臺的參數可以通過無線信道遠程設置。例如：輸出功率，設置類型，超時定時時延，接收發射頻率，數據速率和格式等。根據電臺類型不同，有不同的參數可以設置。
(4)、 報警設置：
A、 圖形顯示報警數據，顏色標識。點擊查看報警信息。可以讓用戶設置什么報警會引起外部觸動開關啟動。
B、 非中斷式的報警診斷輪詢：連續的或定時的報警查詢，不用中斷用戶的數據傳輸。
C、 快速報警狀態指針：如果電臺對網管輪詢沒有響應。它能很快被發現。可用中斷式診斷，迅速查詢電臺報警。
(5)、 電臺自動搜索：電臺搜索功能可以自動生新的設備清單。在30分鐘內，可以完成從0000到底9999的缺省地址碼搜尋。搜尋結果可以加入新的設備清單，或加入現有的設備清單。
(6)、 支技使用編碼操作開關COS：用一臺PC 機連接多個位于同一地點的基站電臺。這一特性可以解決用遠程電臺做基站電臺引起的診斷口地址問題，COS編碼操作開關性能內置在X790基站電臺內。如果多個基站不在同一地點，此方案無效。
(7)、 提供休眠喚醒方式：在一些使用太陽電源的場合，電臺常常設為休眠模式，只有通信時被喚醒。如果在網管時需要喚醒電臺，采集數據，可以用“喚醒模式”，采集完數據后，又將電臺變到休眠模式。
(8)、 INSITE與企業網絡聯接，可以讓系統主管，工程師可以在任何時候得到報警信息，甚至在遠離網管終端時，報警信息可以通過電子郵件，短信息等方式傳達給相關人員。
(9)、 INSITE提供三個層次的企業網連接：
ODBC把網管數據鏈接到本地或遠端的數據庫。
DDE動態數據交換服務器與本機上其它的應用程序或網絡上其它應用程序分享數據。
TCP/IP遠程接入服務器。
ODBC參數：如果網絡中有SQL數據庫服務器，允許用戶設置登錄用戶名和密碼。
(10)、 在線幫助手冊。
2、 應用之一：點對多點/遠距離/高速/高可靠無線數據采集控制系統
用無線電臺方式實現遠程數據采集、監視與控制，相對于架設專用電纜（或光纜）、租用電信專線等，具有造價低廉、施工快捷、運行可靠、維護簡單等優點。
用深圳華夏盛公司SCADA系列電臺組建油田/天然氣、水處理、電力、煤氣、鐵路、地震/氣象/環保、GPS、金融、公安/交通/安防、化工、工業控制自動化等數據采集與控制系統結構如下圖：
點對多點無線數據采集監控系統（無遠距離中繼）
點對多點無線數據采集監控系統（有遠距離中繼）
典型案例：新疆油田、成都自來水、新泰電力、丹東煤氣、上海鐵路、國家地震局、江西氣象所、哈爾濱林業所、杭州路燈、江門環保局、鞍鋼、寶鋼焦化、內蒙古煤炭、魯能化肥、中南空管局、大連港等。
3、 應用之二：點對點及點對多點二話二數鏈路
在25KHz常規單信道中，用全雙工數字電臺及復用器實現二路話音及二路數據傳輸結構如下圖：
點對點系統結構
主站用多套點對點設備疊加，配合路器、分路器及全向天線組成天饋線共用系統，根據不同位置分布架設多個遠端外圍站，即構成點對多點無線通信系統。
點對多點系統結構
典型案例：山東電力、江蘇電力、福建電力等。
4、 應用之三：大范圍/大容量/專用GPS無線數據網絡
用戶容量是專用無線數據網絡的重要指標。無線數據網絡的用戶規模是由無線電臺的數據速率、收發轉換時間和傳輸的信息量決定的。為滿足大容量的要求，專用無線數據網絡的電臺必須提供高的數據速率，如19200bps以上，并能夠迅速的收發轉換，時間在10ms內。
目前的專用無線數據網絡設備基本上都是采用常規調頻電臺加MODEM的方式實現的。電臺工作于230MHz、800MHz數傳業務頻段和350MHz、800MHz集群業務頻段。在25KHz信道，數據速率基本上是1200bps、2400bps，一些采用GMSK等MODEM芯片把輸出的低頻信號直接加到VCO輸入端能實現9600bps的無線數據傳輸，但該方式的射頻指標，難于滿足信息產業部規定要求，且其10-6誤碼靈敏度很低，通信距離非常近，實際當中無法使用。另外，常規調頻電臺的收發轉換時間在50-100ms左右，不能實現高速收發轉換。
深圳華夏盛公司采用前向糾錯編碼、軟件無線電、數字調制相干解調、Viterbi軟判決和表面貼片一體化設計等技術，提供高性能、高穩定、高可靠的DSP無線電臺。電臺提供標準RS-232接口可直接與計算機、GPS接收機控制板連接。25KHz信道間隔空中數據傳輸速率為19200bps，10-6誤碼靈敏度-111dBm，收發轉換時間在7ms以內，電臺其它指標亦符合信息產業部的要求。
假設每個用戶終端需要傳輸50字節的信息，采用華夏盛電臺只需要分配：
50×10÷19200+7=33ms的時隙給每個電臺。
同樣情況，采用調頻電臺加MODEM，一般為2400bps方式則需要分配：
50×10÷2400+50=258ms的時隙。二種情況用戶容量相差約8倍。如果要求GPS系統每10秒鐘更新一次信息，采用調頻電臺加MODEM方式容納不了40個用戶，而采用華夏盛電臺可容納300個用戶。
另外，我們在同樣的環境下，如上海市中心，目前國內高樓最密集城區做過實驗。用國內某公司提供的調頻加9600bpsMODEM方式的數傳電臺只通不到2公里（BER小于10-6），而華夏盛電臺可以覆蓋約15公里半徑。
深圳華夏盛公司是在中國最早從事無線數據傳輸電臺的開發生產廠商之一，產品廣泛用于石油、電力、銀行、水處理等領域的遙測、遙信、遙控，占有中國65%的同類產品市場。深圳華夏盛公司有工作于所有頻段單工車臺、雙工基地臺、熱備基地臺和2.4GHz跳頻擴頻電臺，電臺有遠程診斷和網管功能，可以很方便地根據不同地形、區域組建各種無線數據網絡。
單基站專用無線數據通信網（2004年開通的北京交警大隊指揮系統GPS部分）
多基站專用無線數據通信網（2001年開通的上海公安指揮系統GPS部分）
典型案例：上海公安局、北京交警大隊、山東公安局等
5、 應用之四：低速遠距離無線計算機局域網
兩個或多個局域網之間，用無線網絡電臺實現點對點/點對多點網絡互連，通訊距離：50公里以上，傳輸速率9.6/19.2 Kbps。系統結構拓樸圖如下：
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