基于多點網絡的水廠自動監控系統設計Design of MPI Based Automatic Monitoring and Control System in Water Works劉 美 俊(湖南工程學院，湘潭411101)摘要針對水廠工作水泵多、現場離控制站距離遠的特點，提出了一種基于MPI多點網絡的自動監控系統的設計方法，分析了系統的工作原理，介紹了系統中數據的采集與處理、主站與從站的通信原理以及系統軟件的設計。由于這種系統的主、從站PLC之間采用MPI網絡通信，具有運行可靠、性能價格比高的特點，所以適用于中小規模水廠的分布式監控場合。關鍵詞多點網絡主站從站監控系統Abstract Ina ccordancew ithth efe atuersof w aterw orks,i. e. ，manyp umpsin o perationa ndth ep umps， farfor mt hec ontrolst ation,th em ethodo fdesigninga na utomati(〕monitoringa ndc ontorlsy stemb asedo nM PIis p resented.Th eo perationalpr incipleo fth esy stemi san alyzed,th ed atac olection,data processing; communication between master station and slave station as wel as design and system software are discussed. Because MPI network communicationis used among master station, slave stations and PLC, the system is reliable and high cost-efective. It is， suitable for smal and mediumsized water works for distrbuted monitoring and control.Keywords MPI Masterst ation Slaves tation Monitoringa ndc ontorlsy stem 自來 水 廠 的自動控制系統一般分為兩大部分，一對組態硬件要求較高，投資較大。相對而言，MPI網是水源地深水泵的工作控制，一是水廠區變頻恒壓供絡速度可達187.5 M bps，通過一級中繼器傳輸距離可水控制，兩部分的實際距離通常都比較遠。某廠水源達Ikm 。根據水廠的具體情況，確定以MPI方式組地有3臺深井泵給水廠區的蓄水池供水。水廠區的成網絡，主站PLC為S7-300系列的CPU3121FM，從任務是對水池的水進行消毒處理后，通過加壓泵向管站為S7-200系列的CPU222。這樣既滿足了系統要路恒壓供水。選用Siemens公司的S7系列可編程控求，又相對于Profibus網絡節省了三分之一的成本，制器(PLC)和上位機組成實時數據采集和監控系統， 這種分布式監控系統具有較高的性能價格比。系統對深水泵進行遠程控制，對供水泵采用變頻器進行恒中PLC的物理層采用RS - 485接口，網絡延伸選用壓控制以保證整個水廠的電機設備安全、可靠地運帶防雷保護的中繼器，使系統的安全運行得到了保行。證。MPI網絡的拓撲結構如圖1所示。1 多點網絡(NWI)監控系統的組成Sie me ns 公司S7系列PLC通常有MP」多點網絡與Profibus現場總線網絡兩種組網方式。Profibus現場總線的應用目前較為普遍，通用性較好，它由Profibus一DP, Profibus一FMS, Profibus一PA組成。Profibus - DP型用于分散外設間的數據傳輸，傳輸速率為9.6kbps一12Mbps，主要用于現場控制器與分散1/0之間的通信，可滿足交直流調速系統快速響應的時間要求，特別適合于加工自動化領域的應用;Profibus - FMS主要解決車間級通信問題，完成中等傳輸速度的循環或非循環數據交換任務，適用于紡織、樓宇自動化、可編程控制器、低壓開關等;Profibus - PA型采用了OSI模型的物理層和數據鏈路層，適用于過程自動化的總線類型。
上傳時間： 2013-10-09
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如同今天的許多通用單片機(MCU)已經把USB、CAN和以太網作為標準外設集成在芯片內部一樣，越來越多的無線網絡芯片和無線網絡解決方案也在向集成SoC 方向發展，比如第一代產品，Nordic公司nRF905，Chipcon公司cc1010 他們集成了8051兼容的單片機.這些無線單片機適合一般的點對點和點對多點的私有網絡應用，如單一產品的遙控器和抄表裝置等。無線通訊技術給智能裝置的互連互通提供了便捷的途徑，工業無線網絡作為面向工業和家庭自動化的網絡技術也正在向著智能，標準和節能方向發展。 目前在工業控制和消費電子領域使用的無線網絡技術有ZigBee、無線局域網(Wi-Fi)、藍牙(Blutooth)、GPRS通用分組無線業務、 ISM、IrDA等， 未來還能有3G、超寬頻(UWB)、無線USB、Wimax等。 當然還有大量的私有和專用無線網絡在工業控制和消費電子裝置中使用，其中ZigBee、GPRS是在目前在國內工業控制中討論和使用比較多的兩種，藍牙和無線局域網是在消費電子產品如手機、耳機、打印機、照相機和家庭中小企業網絡中廣泛使用的無線協議(個別工業產品也有應用，如無線視頻監控和汽車音響系統)，當然私有無線網絡技術和產品在工業也有很多的應用?！ igBee是一個低功耗、短距離和低速的無線網絡技術，工作在2.4GHz國際免執照的頻率，在IEEE標準上它和無線局域網、藍牙同屬802家族中的無線個人區域網絡， ZigBee是有兩部分組成，物理和鏈路層符合IEEE802.15.4， 網絡和應用層符合ZigBee聯盟的規范。ZigBee聯盟是在2002年成立的非盈利組織，有包括TI、霍尼威爾、華為在內兩百多家成員， ZigBee聯盟致力推廣兼容802.15.4和ZigBee協議的平臺， 制定網絡層和應用架構的公共規范，希望在樓宇自動化、居家控制、家用電器、工業自動控制和電腦外設等多方面普及ZigBee標準。 GPRS是在現有的GSM 網絡發展出來的分組數據承載業務，它工作在標準的GSM頻率，由于是一個分組交換系統，它適合工業上的突發，少量的數據傳輸，還因為GSM網絡覆蓋廣泛，永遠在線的特點，GPRS特點適合工業控制中的遠程監控和測量系統。在工業控制應用中GPRS 芯片一般是以無線數傳模塊形式出現的，它通過RS232全雙工接口和單片機連接，軟件上這些模塊都內置了GPRS，PPP和TCP/IP協議，單片機側通過AT指令集向模塊發出測試，連接和數據收發指令，GPRS模塊通過中國移動cmnet進入互聯網和其他終端或者服務器通訊。目前市場常見的模塊有西門子G24TC45、TC35i，飛思卡爾G24，索愛GR47/48， 還有Wavecom 的集成了ARM9核的GPRS SoC模塊WMP50/100。GPRS模塊有區分自帶TCP/IP協議和不帶協議兩種，一般來講，如果是單片機側有嵌入式操作系統和TCP/IP協議支持的話或者應用的要求只是收發短信和語音功能的話，可以選擇不帶協議的模塊。 先進的SoC技術正在無線應用領域發揮重要的作用。德州儀器收購了Chipcon公司以后發布的CC2430 是市場上首款SoC的ZigBee單片機， 見圖1，它把協議棧z-stack集成在芯片內部的閃存里面， 具有穩定可靠的CC2420收發器，增強性的8051內核，8KRAM，外設有I/O 口，ADC，SPI，UART 和AES128 安全協處理器，三個版本分別是32/64/128K的閃存，以128K為例，扣除基本z-stack協議還有3/4的空間留給應用代碼，即使完整的ZigBee協議，還有近1/2的空間留給應用代碼，這樣的無線單片機除了處理通訊協議外，還可以完成一些監控和顯示任務。這樣無線單片機都支持通過SPI或者UART與通用單片機或者嵌入式CPU結合。 2008年4月發表CC2480新一代單片ZibBee認證處理器就展示出和TI MSP430 通用的低功耗單片機結合的例子。圖1 CC2430應用電路 工業控制領域的另一個芯片巨頭——飛思卡爾的單片ZigBee處理器MC1321X的方案也非常類似，集成了HC08單片機核心， 16/32/64K 閃存，外設有GPIO， I2C和ADC， 軟件是Beestack 協議，只是最多4K RAM 對于更多的任務顯得小了些。但是憑借32位單片機Coldfire和系統軟件方面經驗和優勢， 飛思卡爾在滿足用戶應用的彈性需求方面作的更有特色，它率先能夠提供從低-中-高各個層面的解決方案，見圖2。
上傳時間： 2013-11-02
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FPGA 具有輕松集成與支持新協議和新標準以及產品定制的能力，同時仍然可以實現快速的產品面市時間。在互聯網和全球市場環境中，外包制造變得越來越普遍，這使得安全變得更加重要。正如業界領袖出版的文章所述，反向工程、克隆、過度構建以及篡改已經成為主要的安全問題。據專家估計，每年因為假冒產品而造成的經濟損失達數十億美元。國際反盜版聯盟表示，這些假冒產品威脅經濟的發展，并且給全球的消費類市場帶來重大影響。本白皮書將確定設計安全所面臨的主要威脅，探討高級安全選擇，并且介紹Xilinx 的新型、低成本SpartanTM-3A、Spartan-3AN 和Spartan-3A DSP FPGA 如何協助保護您的產品和利潤。
上傳時間： 2014-12-28
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Spartan-3AN 器件帶有可以用于儲存配置數據的片上Flash 存儲器。如果在您的設計中Flash 存儲器沒有與外部相連，那么Flash 存儲器無法從I/O 引腳讀取數據。由于Flash 存儲器在FPGA 內部，因此配置過程中Spartan-3AN 器件比特流處于隱藏狀態。這一配置成了設計安全的起點，因為無法直接從Flash 存儲器拷貝設計。
上傳時間： 2013-11-04
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為了提高Linux操作系統的網絡安全性，對Linux系統的安全機制、網絡安全問題、主要攻擊方式進行了詳細分析，提出了基于Linux系統用戶管理、文件管理、預防攻擊、數據備份等切實可行的網絡安全策略，增強了Linux系統的網絡安全性，達到了較好的效果。
上傳時間： 2013-12-18
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隨著3G應用的快速發展，移動通信系統的安全性至關重要， 特別是針對安全敏感的應用。本文研究了第三代移動通信系統的信息安全機制， 包括第三代移動通信系統面臨的信息安全威脅等。在此基礎上對以3G智能手機為代表的移動終端的安全使用提出了一些方法。
上傳時間： 2013-11-20
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云計算是繼個人計算機、互聯網之后的第三次信息化革命，給整個信息產業帶來巨大的推動力。但是，安全性已經成為云計算面臨的最大挑戰，它關系著用戶對云計算應用的信心。針對目前云計算存在的諸多安全問題，文中提出信息安全風險鏈條主要包括終端用戶、服務商和網絡傳輸3個環節，并著重分析各環節存在的安全問題，最后給出云計算的信息安全框架，以期引起人們對于云計算信息安全問題的重視，并為更好地推進云計算應用提供有效保障。
上傳時間： 2013-10-08
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存放在計算機中大量信息的安全問題以及敏感信息的防竊取、防篡改問題已經越來越引起人們的關注。為了實現對數據庫管理系統中數據安全的需求，文中對系統的用戶口令、C/S之間的簽名認證、SQL Server 2005數據庫加密、系統分配角色和用戶權限幾方面對數據庫管理系統的安全問題進行研究，使用C#和T-SQL語言進行具體實現。實際應用表明，這些措施能夠準確地實現數據的加密，阻止非法用戶操作系統，保證系統安全，達到了設計要求。
上傳時間： 2013-10-22
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針對網絡安全態勢評估指標體系的不完善和難以選取及構建等問題，以相關標準和規范為基礎，從系統安全機制出發，按照既定原則，提出一種網絡安全態勢要素指標體系構建方法，并給出了網絡可用性態勢要素數據獲取和指標值的計算方法。實驗表明，網絡安全態勢要素指標體系的構建具有一定的科學性，為網絡安全態勢評估提供了一種新的數據解決途徑。
上傳時間： 2013-11-20
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MWNs的固有特性嚴重地阻礙了多跳無線網絡在實際中的廣泛應用。在總結MWNs固有特性和安全威脅的基礎上，分析了MWNs中的信息安全需求；結合無線信道的開放特性，將私密性從機密性中分離出來，分析了身份隱私、數據隱私、位置隱私、行為隱私的概念及關系；給出與MWNs相關的4個研究問題。
上傳時間： 2013-10-19
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