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太空探龛一勲据中继卫星专题数据中继卫耙测控站搬文/杨诗瑞2021年12月14H,天链二号02星在西昌卫星发射中心成功发射，这是我国第二代中继卫星系统的首颗装备星，将为载人航天器、卫星、运载火箭以及非航天器用户提供数据中继、测控、传输等服务。
我国发射中继卫星数量增加至7颗，两代中继卫星相互兼容、在轨协同组网工作，天基中继系统的稳定性、可靠性、灵活性及服务能力进一步提升，将为我国建设航天强国提供重要支撑、建设天基测控站A长征三号乙运载火箭发射天链二号02星跟踪与数据中继卫星系统是为中、低轨道的航天器与航天器之间、航天器与地面站之间提供数据中继、连续跟踪、测控服务的系统。
中继卫星又被称为“卫星的卫星”，是卫星家族中数量较少却非常重要的一员，一般位于地球静止轨道，从上向下覆盖用户航天器。
航天时代早期，人们发现，受地球曲率和无线电波直线传播特性的影响，低轨卫星绕地球飞行一圈期间，单个地面站只有2%~3%的时间能够“看”到卫星，实施测控的轨道弧段和通信时间都非常短暂。
为了克服这个问题，人们通过建设地面站、建造测量船和飞机等方式，扩大测控网络，延长对航天器的实时测控时间，但耗资巨大且效果一般。
对于轨道高度300千米的卫星，为了满足100%覆盖，必须在全球范围建设100多个合理分布的地面站，许多站点必须设在国外或公海。
随着人类进入太空，为载人飞船与地面指挥中心提供实时联络成为关乎航天员生命安全和载人飞行任务成败的关键，仅靠扩大地面测控网已难以满足需求为了从根本上解决问题，人们提出中继卫星系统的概念，把测控站搬上太空，为航天器提供实时测控和数据中继服务运行在地球静止轨道的中继卫星，单颗就能观测到大部分运行在近地轨道的航天器，双星组网可以基本覆盖整个中、低轨道空域。
中继卫星以较低的成本和较少的地面站解决了地面测控网覆盖率低的问题，可以实现对地基测控“不可见”用户的信息传输，为航天器提供跟踪、测量服务，承担通信和数据传输中继业务，从而极大提高航天器的使用效益和应急能力.随着人类对太阳系的探索不断深入，飞向月球、火星的探测器都需要不间断的测控和数据回传支持，还需要部署专用的月球、火星与地球数据传输中继卫星，为深空探测任务提供测控和通信支持。
测控技术在生活中的应用
测控技术（Measurement and Control Technology）在生活中的
应用非常广泛，涵盖了很多领域。
下面列举一些常见的应用：
1. 环境监测：利用测控技术可以对环境中的温度、湿度、气体浓度等参数进行实时监测和控制，例如室内空气质量监测、水质监测、土壤检测等。
2. 家居智能化：在家庭中，测控技术可以应用于智能家居系统，实现对照明、温度、安防等设备的远程控制和监测。
3. 工业自动化：测控技术在工业生产中起到了至关重要的作用，可以实现对生产过程的监测和控制，提高生产效率和产品质量。
4. 医疗监护：测控技术可以应用于医疗设备中，实现对病人的生命体征（如心率、血压等）的监测和记录，并通过报警系统实时提醒医护人员。
5. 交通控制：测控技术可以应用于交通领域，例如交通信号灯的控制、交通拥堵监测与分析、智能交通系统等。
6. 农业管理：测控技术可以应用于农业领域，通过监测土壤湿度、温度等参数，实现对农田灌溉和环境控制的精确管理。
7. 能源管理：测控技术可以应用于能源领域，例如智能电网的监测与控制、家庭能源管理系统等，实现对能源消耗的监控和优化。
总体来说，测控技术在生活中的应用非常广泛，通过对各种参数的监测与控制，可以提高生活质量，实现资源的有效利用和管理。
SCADA系统SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。
SCADA 系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统；它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。
它在远动系统中占重要地位,可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能,即我们所知的＂四遥＂功能.RTU(远程终端单元),FTU(馈线终端单元)是它的重要组成部分．在现今的变电站综合自动化建设中起了相当重要的作用．SCADA系统概述一、SCADA系统概述SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。
它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。
在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。
它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。
它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。
SCADA在铁道电气化远动系统上的应用较早，在保证电气化铁路的安全可靠供电，提高铁路运输的调度管理水平起到了很大的作用。
在铁道电气化SCADA系统的发展过程中，随着计算机的发展，不同时期有不同的产品，同时我国也从国外引进了大量的SCADA产品与设备，这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展。
二、SCADA系统发展历程SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，全名为数据采集与监视控制系统。
我国在轨卫星测控发展历程及展望关晖;宁永忠【期刊名称】《国际太空》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】5页(P55-59)【作者】关晖;宁永忠【作者单位】北京宇航智科科技有限公司;北京宇航智科科技有限公司【正文语种】中文卫星在轨长期管理是保障卫星正常运行和发挥作用的关键，尽管我国在1970年就发射了东方红-1试验卫星，但直到1990年才开始了卫星在轨的正式、规范和专业管理，如今在轨卫星测控的数量已从当初3颗到现在上百颗；无论在管理数量和质量上，我国的卫星管理水平都已经走在了世界的前列。
随着我国航天事业发展，需要管理的卫星数量将急剧增加,卫星测控的覆盖性和时效性需求进一步提高、管理的内容和技术复杂度增加，需要为用户提供更多的服务模式，应该立足现有的资源，着眼长远、拓展思路和持续创新才能满足我国航天事业发展对卫星在轨测控的要求。
1 卫星在轨测控发展历程我国在轨卫星管理可以划分为两个阶段，第一个阶段是从1990年至1997年，这一阶段卫星管理数量少、卫星功能简单、管理技术单一，地球同步卫星采用定时管理方式，可以称之为早期定时在轨卫星管理阶段；第二阶段从1997年之后，我国发射的卫星数量激增、功能复杂，管理要求显著提高，管理技术大大提升，地球同步卫星采用全时管理方式，实现了卫星长期管理由初期“单星经验型”到“多星智能型”转变，管理的卫星数量和水平跃居世界前列。
早期定时在轨测控这一阶段管理的代表性卫星有东方红-2A、风云-1B和实践-4卫星，其中东方红-2A是我国第一代地球同步轨道通信卫星，采用自旋稳定姿态方式；风云-1B是我国第一代极轨道气象卫星，采用三轴稳定姿态方式；实践-4是一颗用于探测空间辐射环境的科学试验卫星，采用的是远地点40000多千米、近地点200多千米的高偏心率椭圆轨道，自旋稳定姿态方式。
早期卫星定时在轨测控系统组成原理图这一阶段东方红-2A卫星的遥测监视管理采用上、下午各监视半小时和每年90天左右的地影期间重点遥测监视，一个月左右进行一次东西位置保持控制、三个月左右进行一次南北位置保持；风云-1B采用每天上、下午的升、降轨各3圈、每圈10min左右遥测监视或发令/注数；实践-4是每天卫星运动到远地点时进行约40min的跟踪，完成对其测监视或发令/注数工作。
gfsk 参数GFSK参数简介及其在通信中的应用GFSK（Gaussian Frequency Shift Keying）是一种调频键控技术，它在通信领域中被广泛应用。
本文将从GFSK参数的定义、特点和应用等方面进行介绍，以帮助读者更好地了解和理解这一调制技术。
一、GFSK参数的定义GFSK参数是指在GFSK调制中所涉及的一些关键参数，包括调制指数、载波频率偏移和符号速率等。
其中，调制指数代表了调制信号的频率偏移程度，载波频率偏移则表示了调制信号相对于载波信号的频率偏移大小，而符号速率则决定了信息传输的速度。
二、GFSK参数的特点1. 抗多径衰落能力强：由于GFSK调制采用了高斯滤波器，它能够有效消除多径效应，使信号在复杂的传播环境中具有较好的抗干扰能力。
2. 带宽利用率高：GFSK调制技术采用了频率偏移来表示数字信息，相比于其他调制技术，它具有较高的带宽利用率。
3. 传输距离远：GFSK调制技术在传输过程中对信号的幅度和相位要求较低，因此能够实现较远距离的信息传输。
4. 适应性强：GFSK调制技术能够根据不同的传输环境和信道条件进行自适应调整，从而提高通信质量和传输效率。
三、GFSK参数的应用1. 无线通信系统：GFSK调制技术被广泛应用于无线通信系统中，如蓝牙、低功耗蓝牙（BLE）、无线传感器网络等。
它们都采用了GFSK调制技术来实现可靠的数据传输和高效的能量利用。
2. 远程遥控：GFSK调制技术也常用于远程遥控系统中，如遥控车、遥控器等。
通过GFSK调制技术，可以实现遥控信号的稳定传输和远距离控制。
3. 数据采集与监测：GFSK调制技术在数据采集与监测领域也具有广泛的应用。
例如，农业领域中的环境监测、工业自动化中的数据采集等，都可以采用GFSK调制技术来进行数据传输和监测。
4. 远程测控系统：GFSK调制技术在远程测控系统中也有着重要的应用。
如无人机、智能家居等系统中，都可以通过GFSK调制技术实现对设备的远程控制和数据传输。
测控技术与仪器在实践中的应用摘要：现如今，我国城市建设在不断加快，现阶段测控技术与仪器成了推动现代化实践不可缺少的关键部分，从而使测控技术与仪器在实践过程中愈发引起人们的关注。
本文分析和探讨测控技术与仪器在实践中的应用，以供相关人士参考交流。
关键词：测控技术；仪器；实践；应用1测控技术对于测控技术的发展而言，我国的测控技术发展较慢，与同期西方国家相比我国的测控技术发展还需要更进一步的努力。
在工业和生产发展的过程中，如果测控技术发展不良，对其发展会起到阻碍作用。
长期以往的话，对于国家的经济而言也具有不良的影响。
因此对于测控技术的发展而言，在其发展过程中，要结合我国实际的发展特征，积极引进国外的先进技术。
在发展过程中要积极贴合时代发展的潮流，对于测控工作人员而言，在测控的过程中要时刻保持终身学习观念和自我创新能力。
在我国测控技术发展到新阶段的过程中，创造出更多的价值。
同时对于测控技术与仪器的智能化而言，应当积极推进智能化的应用，使得我国的测控技术更进一步。
2测控技术与仪器在实践中的应用2.1提高负责测控技术人员的整体素质现代测控技术起步较晚，系统建设还不成熟，仍然存在很多不足。
责任人员综合素质低下，业务能力差，直接影响测控系统的建设质量，阻碍了测控技术在电子技术中的应用。
针对这种情况，有关部门必须加强对测控技术人员的培训，全面提高测控系统人员的整体素质，以促进测控技术在电子领域的更好应用。
此外，有关部门还需要定期对测控技术人员进行抽查，并设计实际检查手段，如在测控系统中设置疑难问题，测试测控技术人员的检修能力。
测控系统中的漏洞，以识别测控技术人员。
专业能力。
对于未通过能力评估的测量和控制技术人员，必须对其进行重新培训，然后才能返回职位。
2.2软件开发与远程测控应用在对于测控技术的实际应用而言，智能虚拟化技术能够在软件开发过程中起到良好的效果。
通过智能虚拟化技术能够在软件开发过程中将软件开发所需要的参数，以及软件运行的效果智能的展现出来。
测控总线与仪器通信技术随着科技的不断发展，现代测控仪器的功能和复杂性也在迅速提高。
为了满足仪器对高速、可靠、实时的数据传输需求，测控总线技术应运而生。
测控总线是一种用于连接测控仪器和计算机的通信技术，能够实现仪器之间的数据交换和远程控制，极大地提高了测控系统的效能和可靠性。
测控总线技术具有很多优点。
首先，它可以实现多仪器之间的数据共享和资源共享，降低了系统的复杂度。
在传统的测控系统中，每个仪器通常需要独立的接口来连接到计算机，这样会增加系统的配置和维护成本。
而采用测控总线技术，可以通过一条总线连接多个仪器，大大简化了系统的结构和配置。
其次，测控总线技术提供了高速的数据传输能力。
随着科学仪器复杂性的提高和数据量的增大，仪器与计算机之间需要快速的数据传输。
测控总线技术采用了一些高速的通信协议和传输方式，可以在短时间内实现大量数据的传输，满足了实时性要求。
此外，测控总线技术还具有良好的可扩展性和灵活性。
现代的测控系统往往需要不断扩展和更新，以适应不断变化的需求。
测控总线技术可以很方便地实现系统的扩展，只需要添加新的仪器到总线上即可。
同时，总线的使用可以使系统模块化，每个模块可以独立地开发和更新，大大提高了系统的灵活性。
测控总线技术的应用十分广泛。
在工业自动化、实验室测量、医疗设备等领域，测控总线技术都得到了广泛应用。
例如，在工业自动化中，测控总线技术可以实现设备之间的联网控制和监测，提高生产效率和质量。
在实验室测量中，测控总线可以连接多个仪器，实现多参数的实时测量和数据处理。
在医疗设备中，测控总线可以用于监测患者的生理变化，方便医生进行诊断和治疗。
测控总线技术的实现涉及到硬件和软件两个方面。
在硬件方面，测控总线需要采用一些特殊的接口芯片和线缆来实现仪器和计算机之间的连接。
常见的测控总线接口有USB、Ethernet和GPIB等。
这些接口通常都具有高速、可靠的传输性能，能够满足不同应用场景的需求。
在软件方面，测控总线需要采用一些通信协议和驱动程序来实现仪器和计算机之间的数据交换。
自动化仪表与控制系统发展趋势研究 【摘 要】自动化仪表和控制系统作为整个装备的神经中枢、运行中心和安全屏障，已经成为重大装备的重要组成部分，对我国装备工业的振兴和发展具有重要意义。国产仪器仪表产品在可靠性和工程应用能力等方面与国外产品尚有一定差距，产品精密度、数字化、智能化、集成化、自动化程度较低，一般常规品种居多，高档智能型产品较少，前沿技术和标准化技术的研究还很不足。基于此，本研究主要探讨自动化仪表与控制系统的现状与发展趋势。 【关键词】自动化仪表;综述;现状;智能化;网络化 1.国内外仪器仪表行业发展现状 1.1行业技术发展现状 当前国际流程工业仪器仪表的技术发展如通过智能化和现场总线网络技术，使产品故障可以得到迅速判断，实施前瞻性维护。同时新原理、新技术、新材料的应用使现场仪表显著提高了对复杂工况条件和环境的适应性，耐高温、高压、高压差、强冲刷、强辐射、多相流、非接触检测、无损检测等产品的出现解决了绝大部分用户的现场检测“难题”。高量程比、模块化结构、红外技术、无线通讯、自校正、自适应、自诊断等技术的发展应用使得现场仪表操作应用便捷，劳动强度降低、备品备件减少。 1.2我国行业市场发展情况 工业自动化仪表的发展，不但取决于产品技术水平，而且涉及工程应用技术。近年来，不少测控设备生产企业以及火电、石化、 冶金等应用部门的科技型企业和工程公司在应用软件和优化软件开发及系统集成技术等方面有了相当进展。通过承担国外系统的工程应用，掌握了一批大型工程和装置的自控应用技术。但随着现场总线、solution、miv、epc等技术和工程总成方式的发展，进一步加大了我国自控系统及现场仪表进入大型工程的困难，我国重大工程核心技术之一的自控技术及其主干装备被国外控制甚至垄断的风险正在上升。 2.产业发展国内外主要差距 2.1创新能力方面 （1）缺乏技术储备，原创性成果少。我国企业往往通过引进外国技术来实现一代产品的更新，但是又不能很好地消化吸收，形成了“引进一落后一再引进一再落后”的怪圈。我国大学和科研机构涉及自动化领域的科研成果不少，但实用性差，对相关的生产制造技术，特别是核心工艺技术研究深度和力度不够，二次开发的工作量很大，成果的转化率低。产品主要以中低档为主，缺乏中高档产品的研发能力，更缺乏前瞻性和原创性的创新能力。 （2）企业尚未形成良好的创新理念。研发投入严重不足，平均仅占销售收入的1%~3%，而国外企业平均达到占销售收入的5%～10%。缺少精密加工、特殊工艺、测试检验、模拟仿真等先进研发手段，生产制造技术的研发未列入应有的地位，特别是核心技术的研发力度很低；研发体系的建设也落后于企业的技术要求，国内没有一个企业有接近国外同类中型企业研发中心的水平。 2.2产品化方面 （1）可靠性较差。现有国内高档产品的可靠性指标（平均无故障运行时间）与国外产品相比，大致要相差1~2个数量级。 （2）性能、功能落后。现有国内产品在测量精度上要与外国产品相差1个数量级，智能化程度还较低。 3.发展趋势与对策 3.1自动化仪表的发展方向 （1）智能化。从工业自动化仪表的发展趋势看，智能化是其核心部分，所谓智能化表现在其具有多种新功能。在工控方面，过去控制的算法，只能由调节器或dcs来完成，如今一台智能化的变送器或者执行器，只要植入pid模块，就可以与有关的现场仪表在一起，在现场实现自主调节；从而实现控制的彻底分散，从而减轻了dcs主机的负担，使调节更加及时，并提高了整个系统的可靠性。 （2）高精度化。由于工业生产对成品质量的要求日益提高，国家的政策和法令对节能减排也有具体的要求和规定，因此提高测量仪表与控制系统的精度就被提上了议事日程。例如变送器的精度，普遍从百分之零点七五提高到百分之零点零四。 （3）总线化。过程控制系统自动化中的现场设备通常称为现场仪表。现场总线技术的广泛应用，使组建集中和分布式测试系统变得更为容易。然而集中测控越来越不能满足复杂、远程及范围较大的测控任务的需求，必须组建一个可供各现场仪表数据共享的网络，现场总线控制系统（fcs）正是在这种情况下出现的。它是一 种用于各种现场智能化仪表与中央控制之间的一种开放、全数字化、双向、多站的通信系统。目前现场总线已成为全球自动化技术发展的重要表现形式，它为过程测控仪表的发展提供了千载难逢的发展机遇，并为实现进一步的高精度、高稳定、高可靠、高适应、低消耗等方面提供了巨大动力和发展空间。 （4）网络化。现场总线技术采用计算机数字化通信技术，使自动控制系统与现场设备加入工厂信息网络，成为企业信息网络底层，可使智能仪表的作用得以充分发挥。随着工业信息网络技术的发展，以网络结构体系为主要特征的新型自动化仪表，即ip智能现场仪表代表了新一代控制网络发展的必然趋势，基于嵌入式internet的控制网络体系结构。 （5）开放性。现在的测控仪器越来越多采用以windows/ce、linux、vxworks等嵌入式操作系统为系统软件核心和高性能微处理器为硬件系统核心的嵌入式系统技术，未来的仪器仪表和计算机的联系也将会日趋紧密，agilent公司表示仪器仪表设备上应当具备计算机的所有接口，如usb接口、打印机接口、局域网网络接口等，测量的数据也应通过usb接口存储在可移动存储设备中，使用这样的仪器仪表设备和操作一台简易电脑简直是如出一辙。齐备的接口可连接多种现场测控仪表或执行器设备，在过程控制系统主机的支持下，通过网络形成具有特定功能的测控系统，实现了多种智能化现场测控设备的开放式互连系统。 3.2对今后发展的建议 （1）建立产业风险投资机制，鼓励对产业的风险投资。降低企业税赋，尤其是增值税，使企业能够积累较多的资金用于科技创新和扩大再生产。允许企业提取上年销售总额10%用于科技开发，计入当年成本，并能够滚动使用。 （2）抓住市场导向，拓宽领域。在优先发展国民经济支柱产业和重大技术装备急需的仪器仪表的同时，紧紧围绕市场需求，拓宽其服务领域，培养新市场，增强市场的快速反应能力。 （3）在产业技术政策方面，支持关键共性技术的开发；鼓励产品出口，尤其鼓励高技术含量、高附加值产品出口，与之相应制定鼓励出口的有关政策；明确制定有利于民族工业发展的采购政策。 （4）积极推进新一代基于现场总线技术的智能仪表的开发和产业化，积极发展特种工况要求的执行器与调节器等系列产品的研发，重视冶金、石化、建材、纺织、造纸、食品等行业所需的各种专用仪表的开发和生产。 4.结束语 从工业自动化仪表尤其是工业现场仪表的智能化、高精度化、总线化、网络化的发展进程，不难看出计算机技术对现代自动化仪表技术的发展起到了十分积极的促进作用，计算机网络与工业局域网的融合又大大丰富和发展了现代自动控制技术。因此，现代自动化仪表的智能化技术不但改善了仪表本身的性能，还影响到了控制网络的体系结构，它不再是功能单一的固定结构，其适应性越来越强，功能也越来越丰富。相信新一代的智能化仪器仪表将在计算机 网络技术支持下，在各行各业得到越来越广泛的应用。 【参考文献】 ［１］李运胜.对现阶段我国工业自动化仪器仪表行业的展望[j].中国高新技术企业，2008,(2)：85-86.
远程测控系统的发展 Ｔｈｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｒｅｍｏｔｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ
ｌ远程测控系统的发展及需求 作为远程测控系统，』 义看它包 括局域网和城域网、城际网（广域 网），通信距离从几公里到几百公 里，甚至更远，地域跨越城市内和城 市问，直至陆地、天空、海洋。窄义 看，它是指如下系统，即各现场测点 分散（１ ２公里），以测量和数据采 集为主，控制比较少、比较简单（泵 启停或单同路调节）、就地控制（类 似基地式仪表）等，检测分散但数据 处理及显示操作集中，数据处理量 大，数据传输介质多种、数据传输方 式也多样化。 尽 中国仪器仪表行业协会现场总线专业委员会卞正岗 Ｂｉａｎ Ｚｈｅｎｇｇａｎｇ 摘 要：本文详述了远程测控系统的发展及需求，并介绍了数据通信技术的发展以及ＳＣＡＤＡ 系统和现场仪表。 关键词：远程测控数据通信ＳＣＡＤＡ现场仪表 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｅｍａｎｄ ｏｆ ｒｅｍｏｔｅ ｍｅａｓｕ ｒｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ．ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｄａｔａ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉＯｎｉ ＳＣＡＤＡ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ． ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｒｅｍｏｔｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ Ｄａｔａ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ＳＣＡＤＡ Ｉｎｓｔｒｕ‘ ｍｅｎｔ 【中图分类号】ＴＰ２７３ 【文献标识码】Ｂ 文章编号１ ６０６—５１ ２３（２０１１）０７—００３９—０５ 作为远程测控系统（Ｒ Ｍ Ｃ Ｓ）， 和工业上常用的ＤＣＳ、ＰＬＣＳ等以工厂 自动化为目标的控制系统相比，是有 差异的。ＲＭＣＳ、ＤＣＳ、ＰＬＣＳ都是以 “３Ｇ”技术为基础，但是ＤＣＳ等在通 讯（Ｃｏｍｍｕｎ ｉ ｃａｔ ｉ ｏｎ）技术方面跟踪世 界潮流不及ＲＭＣ Ｓ快（详见本文第＿二 ），在开拓市场方面，ＲＭＣ Ｓ更是 受到青睐，我国以生产ＤＣＳ等产品为 主的和利时、浙江中控、上自仪等公 司，都开展了ＲＭＣＳ的业务，其中以 轨道交通相关的测控系统最为显著。 作为数字通信，远程测控系统的 数据传输方式有工程实例的种类很 多，如电力线带无线载波；铜缆电话 线及光纤通讯传输（如ＡＤ Ｓ Ｌ非对称数 字用户环路等）；数传无线电台传输 （利用免申请频率或申请专用频点一 窄带、点对点或点对多点）；利用移 动通讯（手机）资源传输（Ｃ Ｄ Ｍ Ａ码 分多址、ＧＰＲＳ通用分组无线服务即 ＧＳＭ的延续、３Ｇ高速数据传输的蜂窝 移动通讯）；利用互联网资源直至三 网融合、利用卫星通讯等。 作为远程测控系统的测量端的现 场层，各行业情况差异很大。一般单 个测量仪表多接￣ＵＲＴＵ上（ＲＴＵ：Ｒｅ— ｍｏｔｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｕｎｉｔ远程终端单位），形 成多点Ｉ／Ｏ集中，安装在现场或现场附 近，可经数据传输电台发射接收无线 信号，连入网络。有些行业发展到在 单个变送器上可发射接收无线电波， 从而多台变送器和监视站形成无线局 域网。ＲＦＩＤ射频识别技术做到智能卡 贴到物体上，可以发射、接收无线电 波，做到“物与物相联”，这也是物 联网的基础。同时使远程测控系统功 能扩大，获得“物体”地理位置等信 息。远程故障诊断及远程维护技术已 发展十多年，也对远程测控系统提出 更高要求。 远程测控系统对来自现场的数 据，有的要求连续测量数据，有的则 要求定时传输来的数据，所以现在的 无线传输的变送器，可以断续工作， 从而节省了能量，做到了低功耗，所 以现场仪表可以用电池供电。 由于在网络中形成集中监视站， 这就产生了ＳＣＡＤＡ软件（监视和数据 采集，Ｓｕｐｅｒｖｉ ｓｏｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉ ｓｉｔｉｏｎ），该测控系统也称为 ＳＣＡＤＡ系统。 在实际应用中，油田、市政工程 （自来水厂的水源地、城市煤气稳压站 等），大型工厂的公用工程（原料或成 品的储运，电力、热力、水汽等供应， 为了调度需要，某些工厂内与各车间的 ＤＣＳ平行而专设测控系统），输油输气 管线，电网调度，移动设备（交通工 具、工程机械、大型车间内天车等）采 用ＳＣＡＤＡ系统和无线传输用ＲＴＵ的工 程实例较多，但由于近来可被选择的相 关设备种类很多，所以ＲＴＵ等现场设 备和人机界面等中控室设备，或网络设 备，面临着更新换代的问题。作为自动 化行业，解决几十公里或几公里或／公 里以内的测控系统的问题，是我们的要 务，为各行业提供解决方案和做好服务 是我们在市场中立足的要务。提供几公 里内的现场测量仪表和ＲＴＵ是自动化 仪表制造行业的责任，提供对应接口和 驱动软件，应该满足主流网络的要求。 在更Ｊ一的范围内，工业现场以外， 远测测控也在发展，如自然环境的地 质、水文、海啸预测的传感网，各种大 型建筑物、大型设备、消防和有毒气体 的监测（包括矿山）、粮库等社会公共 资源的监测等。特别是由于传感器技术 和无线通信技术的发展，使传感器和信 号传输的成本下降，能耗降低，使泛在 感知技术逐步普及，传感网或物联网成 为新兴产业。 有线和无线通信介质的兼容，数 据信号扩大到声音、图像等多媒体。 信号、网络结构多样化及网格结构的 流行，使远程测控系统形成异构系 统，所以需要进一步的学习数据通信 技术。 ２ 数据通信技术的发展 （１）美国电子和电气工程师协 会ＩＥＥＥ８０２委员会，３０年前制定出局 域网（ＬＡＮ）体系结构，ｌ ９８３年该委 员会以施乐公司、数字设备公司、英 特尔公司提交的ＤＩＸ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ Ｖ２为基 础，推出了ＩＥＥＥ８０２．３，ＮＤＣＳＭＡ／ＣＤ 具有载波监听多路访问／冲突检测网 络，人们习惯称为以太网。而后陆续 发表ＩＥＦ￣０２．３ｉ及３ｕ，３ａｂ，３ｘ，３，３ｚ等，完 成了１ ０Ｂ ａ Ｓ ｅ—Ｔ、１ ０ ０ Ｂａ ｓ ｅ ｒ、 １ ００ ０Ｂａ ｓ ｅ—Ｔ及１ ０００Ｂａ ｓ ｅ—ＳＸ、 ｌＯ００Ｂａｓｅ ＬＸ等快速以太网协议，使 以太网技术得到了普及，基金会现场 总线ＦＦ—ＨｓＥ采用了此技术。 与此同时，完成了ＩＥＥＥ８０２．４和５的 Ｔｏｋｅｎ—Ｂｕｓ、Ｔｏｋｅｎ—Ｒｉｎｇ令牌传输协 议，在ＤＣＳ和现场总线（ＦＦ—Ｈ１等）等 工业控制系统中得到了广泛的作用。 （２）Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２．６为城域网 （Ｍｅｔｒｏｐｏ１ｉｔａｎ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ， Ｍ Ａ Ｎ）访问控制方法与物理层规 范，用于数据、语音和视频的传输， 跨越距离范围较大，网络跨度可达３Ｏ 英里（１英里＝１．６公里），传输速率范 围从３４ＭｂＰ Ｓ到１５５ＭｂｐＳ，技术类似 于ＡＴＭ异步传输模式。 此外，还有ＩＥＥＥ８０２．７宽带局域 网，ＩＥＥＥＳＯ２．８ＦＤＤＩ光纤局域网， Ｉ Ｅ Ｅ ８ ０ ２．９综合语音数据局域网， ＩＥＥ８０２．１０可互操作的局域网的安全与 保密等。 （３）至此，形成了有线通信的一 个里程碑。上两段落说明ＩＥＥＥ仅是在 国际标准化组织ＩＳＯ于１９７８年建立的开 放系统互联的参考模型的物理层和数 据链路层（介质访问等）方面做的工 作。实际上这阶段互联网大发展， ＩＳＯ／ＯＳＩ ７层模型中ＴＣＰ／ＩＰ已经逐渐普 及，即ＩＴ信息产业在自动化行业中已 产生了巨大影响，现场总线技术和工 业以太网技术已经深入到Ｄ Ｃ Ｓ和 ＲＭＣ Ｓ系统中。在ＲＭＣ Ｓ远程测控系 统中，作为Ａ Ｔ Ｍ的一种，Ａ Ｄ Ｓ Ｌ （Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ￣ 对称数字用户环路）传输方式逐步被 采用，它采用频分复用技术把普通的 电话线分成电话、上行和下行三个相 对独立的信道，做到其终端提供一个 电话口、一个以太网口，能够边打电 话边上网（互联网），ＡＤＳＬ在一对铜 缆上有效传输距离可达３ ５公里。 在流程工业大型企业和社会公用工 程中，大量使用集线器、交换机、光纤 电缆、多媒体显示等。为管控（测）～ 体化打开了新的局面。同时也为无线通 信时代进入测控系统打下了基础，以下 是无线数据通信的内容。 （４）１９９７年发布了ＩＥＥＥ８０２．１１ 无线局域网（Ｗｉｒｅ１ｅｓＳ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ ＮｅｔｗｏｒｋＳ，ＷＬＡＮ）访问控制方法与 物理层规范，随后还发布了ＩＥＥＥ８０２． １ ２ １ ０ ０ Ｍｂ／Ｓ的优先高速局域网， ＩＥＥＥＳ０２．１３有线电视（Ｃａｂｌｅ—ＴＶ）、 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２．１ ４协调混合光纤同轴 （ＨＦＣ）网络的前端和用户站点间数 据通信的协议。 ＩＥＥＥ８０２１１及用于高速的ｌｌｂ无线局 域网络的吞吐速率可为１ Ｍ ｂ Ｐ Ｓ、 ２Ｍｂｐｓ、５．５ＭｂＤｓ￣Ｈ１ １Ｍｂｐｓ，通讯距离 可达３０５米，移动用户能够获得同以太 网一样的性能、网络吞吐率、可用性。 ＩＥＥＥＳ０２．１１定义了两种类型的设备， 一 种是无线站，通常是通过一台Ｐｃ机上 加一块无线网络接口 ，另一种称为无 线接入点，它的作用是提供无线和有线 网络之间的桥接，接入点就像是无线网 络的一个无线基站，将多个无线的接入 站聚合到有线的网络上。 ＩＥＥＥＳ０２．１１标准在北美非常流行， 其别称为Ｗｉ－Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ，无线 保真），俗称无线宽带，它是由一个名 为“无线以太网相容联盟”组织所发 布，能够在数百英尺范围内支持互联网 接入的无线电信号。随着技术的发展， 还有ＩＥＥＥ８０２．１ ｌａ、ＩＥＥＥ８０２．１ ｌｇｓＦＵ ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ，现在，后者在世界上最为 常用（速率为５４ＭｂｐＳ和１０８ＭｂｐＳ），目 前常见的是无线路由器产品。 （５）作为无线局域网的伙伴或补 充，应用于无线个人区域网 （ＷＰＡＮ，Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＰｅｒＳｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）的标准ＩＥＥＥ８０２．１５诞生了， 它是在１９９８年５月成立的专门兴趣小组 基础上诞生的，也有称之为基于蓝牙 的局域网，它有４个任务组；８０２．１５．１ 为蓝牙低层协议，面向低速率，它因 ＷｉＦｉ产品价格大幅下降的冲击，市场 不太理想：８０２．１５．２只是对８０２．１５．１的 一些改变；８０２．１５．３ｔｇ称为ＷｉＭｅｄｉａ， 旨在实现高速率，后发展为８０２．１ ５． ３ ａ，它使用超宽带（ＷＷＢ）的多频段 ０ Ｆ Ｄ Ｍ联盟（Ｍ Ｂ ０ Ａ）的物理层，速 率高达４ ８ ０Ｍｂ ｉ ｔ／Ｓ。ＵＷＢ（Ｗ ｌ ｔ ｒａ Ｗｉ ｄｅ ｂ ａｎｄ）是一种无线载波通信技 术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波 窄脉冲传输数据。ＵｗＢ不同于把基 带信号变换为无线射频（Ｒ Ｆ）的常 规无线系统，可视为在ＲＦ上基带传 播方案，在建筑物内能以极低频谱密 度达到１ ００Ｍｂ／Ｓ数据速率，而ＴＧ ３ Ｕ Ｗ Ｂ则支持用于多媒体的介于 ２０ＭｂＰ Ｓ和ｌＧｂｐＳ之间的数据传输速 率；８０２．１５．４ｔｇ称为Ｚｉｇ Ｂｅｅ，属于低 速率短距离的ＷＰＡＮ，低电压、低功 耗，提供９．６ Ｋ ｂ Ｐ Ｓ及２ ０Ｋ ｂ Ｐ Ｓ或 ２５０Ｋｂｐｓ的数据传输速率，它除去用 于家庭控制方案外，工业上应用较 』 ，我国中科博微公司就采用了Ｚｉｇ Ｂｅｅ技术及相关芯片。 （６）ＩＥＥＥ８０２．１６宽带无线城域网 （Ｗ Ｍ Ａ Ｎ）技术标准。ｗ Ｍ Ａ Ｎ主要 用于解决城域网的接入问题，覆盖范 围为几公里到几十公里，除提供固定 无线接入外，还提供具有移动性的接 入能力，包括多信道多点分配系统、 本地多点分配系统。除ＩＥＥＥ８０２．１６ 外，还有ＥＴＳＩ Ｈｉｐｅｒ ＭＡＮ（Ｈｉｇｈ Ｐｅｒ ｆｏｒｍａｎｃｅ ＭＡＮ，高性能城域网）技术。 应用宽带无线接入技术，可以将数 据、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ、语音、视频和多媒体应 用传送到商业和家庭用户。即 Ｗ Ｍ Ａ Ｎ标准的开发两大组织为： ＩＥＥＥ８０２．１６Ｉ作组和欧洲的ＥＴＳＩ。在 ２００３年４月部分８０２．１６的领先供应商 成立了ＷｉＭａｘ（Ｗｏｒｌｄ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏ ｗａｖｅ Ａｅｃｅｓｓ，全球微波接入 互操作系统），该联盟由Ｉｎｔｅｌ牵头， 当前，ＭｉＭａｘ是继Ｍｉ—Ｆｉ之后最受关 注的宽带无线接入技术。 ＩＥＥＥ８０２．１ ７为弹性分组环工作 组、ＩＥＥ８０２．１８为宽带无线局域网技术 咨询组、ＩＥＥＥ８０２．１９为多重虚拟局域 网共存技术咨询组，ＩＥＥＥ８０２．２０为移 动宽带无线接入（Ｍ Ｂ Ｗ Ａ）工作组。 （７）ＩＥＥＥ８０２．２ｌ为无线接口标 准，以英特尔公司为主导，工作组于 ２ ０ ０ ４年３月开始，现已实现３ Ｇ、 ＷｉＭＡＸ、Ｗｉ—Ｆｉ、ＵＷＢ、Ｂｌｕｅ Ｔｏｏｔｈ ￣ＩＲＦＩＤ等同时共存并紧密连接的混合 网络（Ｍ ｘＮ），即实现ｗＬＡ Ｎ、３Ｇ到 ｗｉ ＭＡＸ之问的语音与数据传输，且 能无缝整合。同时ＩＥＥＥ８０２．２１也面临 来自ＵＭＡ的竞争（ＵＭＡ，Ｕｎｌ Ｃ ｅｎ ｓ ｅｄ Ｍｏｂｉ ｌｅ Ａｃｃｅｓｓ￣授权移动接入）。 ＩＥＥＥＢ０２．２２解决运营在』一播电视频 段的感知无线广域接入网络技术。无线 区域网络（Ｗ Ｒ Ａ Ｎ）工作于 ５４ＭＨｚ ８６２ＭＨｚ ＶＨＦ／ＵＨＦ频段中的 ＴＶ信道，它可以自动检测空闲的频段 资源并加以使用，可向低人口密度地区 供类似于城区所得到的宽带服务。 （８）关于３Ｇ（３ｒｄ－－ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ） 第三代移动通信技术，简称为支持高 速数据传输的蜂窝移动通讯技术。 ２０００年５月，国际电信联盟正式发布 第三代移动通信标准，我国提交的 ＴＤ—ｓＣＤＭＡ正式成为国际标准，与 欧洲ｗＣＤＭＡ、美国ＣＤＭＡ２ ０００成为 ３ Ｇ时代三大主流技术，我国经过重 组，于２００９年１月新的中国移动公司 获得ＴＤ—ＳＣＤＭＡ牌照。新的中国电 信公司获得ＣＤＭＡ２０００牌照，中国联 通获得ＷＣＤＭＡ牌照。从此，由于传 输声音和数据的速度上的提升，可在 全球范围内更好地实现无线漫游，并 处理图像、音乐、视频流等多种媒体 信息。这为远程测控系统的发展提供 了Ｊ 一阔的空间。 （９）Ｌ Ａ Ｎ、Ｍ Ａ Ｎ、Ｗ Ｌ Ａ Ｎ、 ｗＭＡＮ、Ｗ Ｐ Ａ Ｎ以及Ｗ—Ｗ Ａ Ｎ（无线 广域网）等的互连互通，还应不时学 习一下ＩＥＥＥ８０２．１通用网络概念和网桥 等标准。 （１ ０）总之，世界是丰富多彩 的，各行各业对远程测控系统要求是 多种多样的，正好数据通信技术又可 以在通信介质、通信速度、系统结 构、通信方式等方面是多种多样的， 所以自动化行业可以与信息产业更好 的融合。
