一．引言

    隨著自動化控制在工業領域的飛速發展，遠程數據/設備的采集/控制和傳輸越來越成為人們所關注的話題。近年來各行業遠程監控系統應用日益廣泛，在能源行業尤其突出。無論是電力行業的發電廠、變電站;石油行業的油井油田、石油管道;還是煤炭行業的生產作業都是在比較荒蕪、偏僻，甚至惡劣的環境中進行，安全管理更  需要實時掌控各生產環節作業情況的變化，以便及時采取應對措施，因此能源行業采用遠程監控系統能起到降低成本、提高效率的目的，達到事半功倍的效果。

    在我國分布著的油田，在其采油作業區，傳統的數據獲取手段需要專門的人員到遠端巡視設備，手工紀錄各種儀器儀表的參數，經匯總后再上報到監控中心。但油田作業區往往是地域覆蓋面積大、油井數量多且分散、自然條件惡劣，一次巡視需要很長的時間，所以獲取的數據的實時性很差，無法及時發現設備故障。

    要改變這種情況就要采用自動化控制，但通訊的問題又較為突出，有線通訊方式對于方圓數百平方公里的作業區，其巨大的施工量和成本將是不可想象的，對于海上作業區，更是無能為力的。顯然無線傳輸的通訊方式才是解決問題的最佳方案。 

    通過GSM無線網絡進行數據傳輸，成為油田數據采集監控選擇的通信手段之一。監測設備可將采集到的油井數據和告警信息通過GSM網絡及時發送到油田監測中心，實現對油井數據采集的工作效率。

二．GSM簡介

    GSM是目前全球最成熟的數字移動通信標準，它具有模擬移動電話系統無可比擬的保密性和抗干擾性、音匝清晰通話穩定，并具備容量大、頻率資源利用率高、接口開放、功能強大等優點。我國目前已建成了覆蓋全國的GSM數字蜂窩移動通信網。它提供多種業務．主要有話音業務、短消息業務，數據業務等，選擇哪一種業務傳進終端采集的數據對整個系統的性能有很大的關系。

    GSM短信遠程數據采集系統與傳統的有線采集系統相比，具有明顯的優勢，主要特點如下：

    1、實時性強短消息服，由于GSM具有實時在線特性，系統無時延，無需輪巡就可以同步接收、處理多個/所有監測點的各種數據。可很好的滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。 

    2、建設成本少低由于采用GSM公網平臺，無需建設網絡，只需安裝好設備就可以，建設成本低；

    3、覆蓋范圍廣目前GSM網絡已覆蓋全國絕大部分地區，基本不存在盲區，可實現大范圍的在線監控，滿足油田信息采集傳輸系統對覆蓋范圍的要求。

    4、通信費用低采用包月計費方式，運營成本低。

三．產品簡介

    才茂通信CM-X/SMS 短信DTU是一款基于移動GSM短消息平臺、內置ARM9工業級高性能嵌入式處理器 ，工業級標準設計，具有中英文短信功能。主要針對電力系統自動化、工業監控、交通管理、氣象、金融、環保監測、煤礦、油田、證券等行業的應用，特別適合于安防監控、汽車防盜等行業，利用GSM網絡平臺實現數據的透明傳輸。 

    設備支持串口RS232接口、RS485接口、RS422接口、TTL接口或者USB接口，設備可以直接客戶的上述接口設備直接相連，把客戶的PLC設備、工控設備的數據透明傳輸到客戶的數據中心，實現對客戶端末設備的數據采集、數據傳輸、設備控制等功能，適合于各種應用的二次開發。 

產品特點：

工業級設計

1.工業級CPU：工業級高性能嵌入式處理，高速緩存數據，加快高速數據訪問速度；帶緩村，高速指令緩存，加強了指令處理速度。

2.工業級無線模塊：采用工業級無線模塊，抗干擾強，傳輸穩定。

3.實時操作系統：采用LINUX2.6操作系統，帶內存管理單元，實時性強，功能升級快，系統穩定，帶完善TCP/IP協議棧；或者嵌入式UCOS操作系統。

4.強化電路板：PCB采用遵循20H和3W原則，同時公司所有產品電路板都采用生益材質來生產，確保板材的穩定可靠。

5.工業級元器件：整機元器件采用嚴格篩選的工業級元器件來生產。

6.工業級電源：寬壓電源設計，電源適應范圍為DC6V~DC32V，內置電源反向保護和過壓過流保護。

穩定可靠

1.三層系統保護：在原來兩級（軟件保護+CPU內置看門狗WDT保護）系統保護的基礎上，增加一級系統虛擬值守VWM（Virtual Man Watch）檢測保護功能，確保系統穩定可靠

2.UIM/SIM卡ESD保護：1.8V/3V/5V標準的推桿式用戶卡接口，內置15KV ESD保護。

3.串口ESD保護：RS232/RS485/TTL/RS422,內置15KV ESD保護。

4.金屬外殼：采用金屬外殼，防輻射，抗干擾；外殼和系統安全隔離，防雷設計；符合電力安規要求；防護等級為IP41；特別適合于環境惡劣的工業控制領域。

5.所有無線模塊都有通過CGD認證或者FCC認證或者CE認證。

6.高速處理CPU：采用高速性能工業級CPU，可以更加高速地處理各種協議數據轉換；解決了業內“假在線”、“假死機”、“當機”等疑難問題。

7.超大內存：FLASH64Mbits，SDRAM，256Mbits（不同型號內存不同），有超大的內存來緩存客戶發送數據，同時接收超大數據包，數據不丟失。

8.DNS自動獲取：自動獲取DNS，不再需要人工配置輸入DNS；規避了因為選擇的DNS服務器異常，導致DTU設備當機的嚴重現象。

9.完善的協議棧：新系統加載了完善的TCP/IP協議棧，采用了完善的TCP/IP協議棧；使網絡通信性能優異，掉線概率極大降低。

10.EMC性能優異：通過電力3000V電擊測試，特別適合在工業領域環境惡劣下使用；系統EMC/EMI優異，系統穩定可靠；通過EMC測試；

功能強大

1.TCP透明數據傳輸和UDP透明數據傳輸；支持多種工作模式

2.支持虛擬數據專用網（APN/VPDN）

3.支持雙數據中心備份及多數據中心（8個）接受數據，最大支持發送中心達256個

4.智能防掉線。支持在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，確保設備永遠在線

5.遠程喚醒：支持短信、語音、數據等喚醒方式以及超時斷開網絡連接

6.支持固定IP通信方式；支持DDNS動態域名通信方式

7.支持短信遠程配置，遠程控制；支持短消息告警

8.豐富接口：提供RS232接口或者RS485接口或者TTL接口或者RS422接口或者USB接口接口，全接口支持。

9.完善的網絡支持：提供包括2G網絡（GSM網絡），2.5G網絡（GPRS網絡），2.75G網絡（EDGE網絡），3G網絡（WCDMA網絡、EVDO網絡、TD-SCDMA網絡），4G網絡（HSPA+網絡、LTE網絡），全網絡的產品支持。

10.數據包傳輸狀態報告

11.標準的AT命令界面

12.可以用做普通撥號MODEM

13.支持串口軟件升級

14.同時支持LINUX、UNIX和WINDOWS操作系統

簡單易用

1.圖形化配置工具：完善的圖形化配置工具，提供快速配置功能，實現客戶快速配置；提供批量配置功能，實現批量設備的配置。

2.中心軟件：提供C#，VC，VB，DEPHI中心端軟件，方便客戶測試。

3.提供多種動態庫DLL：公司提供C# ，VC，VB，DEPHI中心端軟件的動態庫支持，并提供使用說明文檔，方便客戶自行快速開發中心端應用軟件。

4.豐富第三方軟件支持：包括亞控軟件，三維力控軟件在內的業內主要中心端軟件支持（驅動中選擇“廈門才茂（桑榮）”或者“桑榮”的驅動 ），可以直接方便購買第三方軟件來上項目，實現快速穩定低成本地完成項目。

5.檢查軟件：提供串口調試軟件，網絡速度檢測軟件，提供不同的調試等級輸出，方便客戶查看各種信息，快速定位問題。

 四．系統簡介

 1.網絡拓撲圖

油田拓撲圖

油田、交通等拓撲圖

    才茂通信CM-X/SMS 短信DTU 通過GSM網絡實現與數據采集設備、手機終端和監控中心之間的通訊。各采集點使用才茂通信CM-X/SMS 短信DTU傳輸終端，通過移動GSM網絡把采集到的數據信息發送到監控中心。同時監控中心對各點數據信息進行登記，保存，識別和維護處理。支持24小時實時在線，實現信息采集點24小時傳送采集的油井信息數據

2．系統由三部分組成

  1) 終端設備

    用戶端：油井智能數據集中器

    油井智能數據集中器功能強大，可支持多種通用接口方式，實現計量數據的存儲、預處理、傳輸等多種功能。油井智能數據集中器可直接通過標準接口連接到監控儀器，完成對監控參數的采集或進行控制操作。產品既可支持單個儀器設備，也可以同時支持多個儀器設備。同時連接先進的流量傳感器和溫度傳感器等設備。

    才茂通信CM-X/SMS 短信DTU無線設備采用串口方式和油井智能數據集中器相連，把串口收到的數據信息通過短信的方式發送到油田數據中心。 

  2）傳輸網絡端

    才茂通信CM-X/SMS 短信DTU和油田數據中心通過GSM網絡，進行數據傳輸；還可以實現2G/3G/4G無線網絡的數據傳輸。

  3）監控中心

    油田數據中心采用PC服務器與才茂通信CM-X/SMS Modem相接，采用CM-X/SMSGSM Modem來接收CM-X/SMS GSM DTU上傳的數據信息，通過串口方式傳到PC服務器上，PC服務器的數據庫系統對數據進行分析和存儲，管理人員可以隨時了解各油井的工作情況和產量。

五、結論

    采用GSM構建油田數據采集系統，不僅能很好地滿足油田信息采集的需求，而且，做為網絡運營商的移動通信公司也將因此獲得業務穩定的集團用戶，隨著用戶數量的增加，移動通信公司的營收也隨之增加，調動了運營商的積極性，符合網絡建設和網絡應用同步發展的要求。