加油站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

摘    要：本文提出了一種基于CDMA的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計原理和實現(xiàn)方案，簡要介紹了CDMA 技術(shù)的基本知識，描述了CDMA無線傳輸應(yīng)用于石化數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)方法。通過實際應(yīng)用，獲得了理想的效果。

關(guān)鍵詞：CDMA；DDN；石油；化工；無線數(shù)傳；加油站；數(shù)據(jù)采集；

一、背景介紹

隨著我國經(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。中國成品油零售市場對外開放已近兩年。審視國內(nèi)成品油市場環(huán)境，一個微妙的變化日益清晰，那就是作為成品油銷售前端的加油站被推到了市場。作為石油工業(yè)鏈條中的重要一環(huán)，加油站行業(yè)同樣維系著國民經(jīng)濟命脈。如何在市場日益開放的大環(huán)境下守住或爭奪這塊陣地，無疑是要有專業(yè)的先進管理水平和快速的服務(wù)。

原有加油站信息系統(tǒng)地面網(wǎng)絡(luò)建設(shè)較早，設(shè)備性能低，線路速度低，時延長，已很難滿足各子站各種安全數(shù)據(jù)，庫存數(shù)據(jù)等資料傳輸?shù)囊?，很難滿足進行數(shù)據(jù)綜合傳輸?shù)男枨螅恍l(wèi)星網(wǎng)覆蓋面小，速度低，且加油站之間無法直接通信，限制了網(wǎng)絡(luò)功能。因此，構(gòu)建一個更完善，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，容量上滿足需求；而且需要將原本松散的網(wǎng)絡(luò)從規(guī)格，管理軟件，安全防護等方面進行整合和統(tǒng)一。并且還需要具有可擴展性，未來可以方便地進行升級。而以上的這些不足都可以通過CDMA無線網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)。

二、傳統(tǒng)方式對比

1、電話撥號方式：當用戶刷卡后，POS機通過撥號接入公司數(shù)據(jù)中心，接通后傳送交易數(shù)據(jù)。這種方式的問題是在安全上存在很大隱患，由于電話撥號保密性較差，電話撥號音可能會泄露用戶的密碼。另外，在使用電話撥號方式時，顧客每刷卡一次，POS機就撥號一次，需要10-20秒時間建立連接，因此每筆交易時間較長。同時，由于POS機使用普通業(yè)務(wù)電話，容易發(fā)生掉線，安全性也較差，撥外線容易占線，對場所依賴性很強，移動性差，從而影響交易的實時性。 

2、專線方式： POS機往往采用RS-232接口聯(lián)網(wǎng)后通過一條專線連接到銀行數(shù)據(jù)中心。專線方式的優(yōu)點是線路傳輸質(zhì)量較高，但其缺點是DDN專線月租費較貴，DDN專線初裝費約為5000～10000元，每月的線路使用費約為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(tǒng)的方式和網(wǎng)絡(luò)連接方式已經(jīng)不能滿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無線方式傳輸數(shù)據(jù)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(tǒng)有線傳輸方式相比較，無線傳輸僅僅指的是從用戶端到CDMA基站，而從基站到用戶數(shù)據(jù)中心都是通過有線網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。另一方面，由于CDMA所采用的無線通信技術(shù)也決定了較其他無線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，由于沒有大數(shù)據(jù)量的傳輸，所以沒有必要采用資費很高的專線（DDN等）。而CDMA可以根據(jù)通信的數(shù)據(jù)量進行計費。在CDMA網(wǎng)中，沒有數(shù)據(jù)傳輸時是不被計費的。所以營業(yè)網(wǎng)點不需要頻繁建立連接，當然也不必支付傳輸空閑時的專線費用，而客戶再也不用不耐煩地等待電話撥號登錄的過程。

3、設(shè)備投資低。傳統(tǒng)的DDN等專線，專線Modem，撥號方式則需要購買Modem Pool ，普通Modem，ISDN Modem等設(shè)備。而采用CDMA無線方式只需要購買無線數(shù)傳即可，投資要小得多。

4、新增和改變網(wǎng)點方便。如果采用了CDMA方式，用戶可隨意改變自己的營業(yè)網(wǎng)點，而無須擔心線路的維護或在移動時導致的通訊中斷。新增營業(yè)點時也無需進行布線，埋線等牽涉多方的工作。

5、線路穩(wěn)定，永不掉線。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(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

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

7、傳輸速率高。提供高達153.6Kbps的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可以開展無線INTERNET，無線多媒體，無線電子商務(wù)，視頻點播等業(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年開始建設(shè)CDMA網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過三年共三期的建設(shè)，到2003年，CDMA網(wǎng)絡(luò)總?cè)萘窟_到5000萬戶以上，網(wǎng)絡(luò)覆蓋包括西藏在內(nèi)的全國31個省、自治區(qū)、直轄市的300個以上地級市，經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)覆蓋到鄉(xiāng)，中等發(fā)達地區(qū)覆蓋到縣。與此同時CDMA 提供覆蓋全國大部分地域范圍的可漫游、移動無線數(shù)據(jù)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(jié)點，保證無線分組數(shù)據(jù)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無線傳輸?shù)膬?yōu)勢。在射頻火花能量大于6瓦時，極短時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(tǒng)發(fā)射功率不會超過200毫瓦，普通通話功率可控制在零點幾毫瓦，其輻射作用可以忽略不計。

四、系統(tǒng)構(gòu)成

 
               （圖）加油站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)示意圖

1、加油站數(shù)據(jù)采集終端

加油站數(shù)據(jù)采集終端負責主要分為下面三類：

1）加油站油罐實時監(jiān)測數(shù)據(jù)：通過液位儀，流量計，空氣甲醇含量探測器，煙感，溫度，濕度等監(jiān)測設(shè)備對油罐的油料進出管道泄漏情況和油庫環(huán)境進行實時監(jiān)測。

2）加油交易數(shù)據(jù)：直接獲取加油機加油記錄，加油站進行每一筆加油的收款，打票處理，其明細的商流數(shù)據(jù)能對營銷分析提供強大的支持。

3）IC卡油積分系統(tǒng)數(shù)據(jù)：通過成品油零售的電子化，以IC卡取代傳統(tǒng)的現(xiàn)金，油票等結(jié)算方式，實現(xiàn)加油款的電子支付和交易數(shù)據(jù)的自動采集。

2、無線傳輸設(shè)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無線數(shù)傳。它具有體積小，功耗低，配置使用簡單，即插即用。支持主備數(shù)據(jù)通道，并行多數(shù)據(jù)通道，實時在線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(shù)據(jù)可靠還能讓客戶根據(jù)需傳輸節(jié)省資費。

3、數(shù)據(jù)管理中心

油庫業(yè)務(wù)管理（對接收到的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)源進行和管理）；

油庫安全管理（管理接收到的油庫安全信息并設(shè)置安全閥值報警）；

數(shù)據(jù)管理（數(shù)據(jù)庫備份、恢復等功能）；

加油站采集終端通過RS232/485通訊接口與無線數(shù)傳串口連接，數(shù)據(jù)監(jiān)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。

無線傳輸設(shè)備通過GPRS網(wǎng)絡(luò)連接到遠程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機，與中心建立TCP/IP連接后開啟透明數(shù)據(jù)通道。當采集終端需要上報數(shù)據(jù)的時候?qū)?shù)據(jù)直接送往串口，此時無線數(shù)傳就會把收到的數(shù)據(jù)原封不動地發(fā)送到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機。當數(shù)據(jù)中心下發(fā)的命令或數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o線數(shù)傳后，無線數(shù)傳通過串口送到采集終端，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。

五、系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)主要是對加油站的所有管理數(shù)據(jù)的集成。并且通過網(wǎng)絡(luò)將各個油庫和他們所屬的銷售管理部門聯(lián)系起來，及時的反饋加油站各類信息，供銷售管理部門制訂計劃。通過數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享后成品油銷售管理系統(tǒng)將覆蓋成品油銷售系統(tǒng)的進、銷、存、管理的所有環(huán)節(jié)，使各個環(huán)節(jié)的管理更科學，更合理；同時也使所有的環(huán)節(jié)運轉(zhuǎn)更緊密，更有效，反應(yīng)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(jiān)測管理，車隊業(yè)務(wù)管理等。

油庫業(yè)務(wù)管理：主要針對整個油庫的實際業(yè)務(wù)活動進行管理，包括入庫管理，出庫管理，實物庫存管理，出庫日報，保管庫存管理等。

油庫安全監(jiān)測：主要針對油庫的環(huán)境變化進行系統(tǒng)監(jiān)測，把險情發(fā)生的概率降低。

入庫管理：入庫數(shù)據(jù)，統(tǒng)計超耗及途損。

出庫管理：對銷售，代儲，移庫，配送等多種出庫業(yè)務(wù)類型進行管理。

實物庫存管理：提供油罐動態(tài)計量及庫存數(shù)據(jù)。

出庫日報：提供油庫每日出庫統(tǒng)計。 

保管庫存管理：提供日/月報保管帳制作。

油庫盤點：提供油庫商品盤點表，損溢統(tǒng)計，油品調(diào)整。

罐存監(jiān)測管理：系統(tǒng)定時接收加油站返回的數(shù)據(jù)，加油站定時巡檢油罐的各個測量點，回報各個測量點的溫度和壓力狀況，以及整個油罐的液位高度。所有油罐的溫度，壓力和液位高度數(shù)據(jù)通過CDMA返回系統(tǒng)，記錄在數(shù)據(jù)庫中。還可進行油罐安全監(jiān)測和存量歷史跟蹤。

車隊管理：能按照供油需求和供油安排，制定詳盡的車隊運油計劃，建立運輸安排。并按照內(nèi)部運輸?shù)囊筮M行車隊運輸?shù)慕y(tǒng)一安排和管理（此系統(tǒng)需要石油行業(yè)物流配送系統(tǒng)支持）。

通道建立成功后，無線數(shù)傳串口實時監(jiān)控采集器的數(shù)據(jù)，只要集線器串口有數(shù)據(jù)過來，無線數(shù)傳將全透明進行實時傳輸。如果數(shù)據(jù)量小，或需要定時傳輸數(shù)據(jù)的，無線數(shù)傳可設(shè)置數(shù)據(jù)觸發(fā)模式，或根據(jù)加油站的實際應(yīng)用也可考慮修改軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰＿@樣就可靈活應(yīng)用不同的數(shù)據(jù)傳輸需求來采取不同的傳輸方式，以減少及節(jié)約不必要的傳輸費用。

六、本方案優(yōu)點

1、利用東方訊無線數(shù)傳可不用布線，且采用多點對一中心的組網(wǎng)方式，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的一中心統(tǒng)一管理。

2、東方訊無線數(shù)傳采用高性能工業(yè)級處理器以及看門狗等安全機制設(shè)計，保證無線數(shù)傳 萬一通信中斷也會自行檢測然后自動斷電重啟，保證無線數(shù)傳保持在線，通信鏈路保持正常。

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

4、無線數(shù)傳采用標準的工業(yè)串口通信，即插即用，且高規(guī)格的模具設(shè)計，體積小巧方便維護。

5、無線數(shù)傳采用國際標準的TCP/IP安全傳輸協(xié)議機制，保證數(shù)據(jù)的安全和及時，而且采用透明傳輸機制，保證數(shù)據(jù)的準確性。

6、多中心設(shè)計，可同時設(shè)置4個中心監(jiān)控采集現(xiàn)場，避免因某個中心網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定或者關(guān)閉導致無法對加油站現(xiàn)場進行監(jiān)控而產(chǎn)生安全隱患。

7、無線數(shù)傳進行人性化工程設(shè)計，可是工程人員無需到現(xiàn)場就可以遠程直接對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進行相應(yīng)的配置，達到時間和人力的合理利用。

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

七、總結(jié)

加油站CDMA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的建立標志著石油化工行業(yè)的先進管理水平，能通過CDMA的準確、快速的數(shù)據(jù)傳輸，中心可進行對數(shù)據(jù)的存儲，歷史趨勢分析，報表打印等信息查詢，可不斷地對各個加油站的新近數(shù)據(jù)進行統(tǒng)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(diào)度工作。