1 引言(yan)

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　　物聯網(wang)(wang)(TheInternetofthings)，即(ji)通(tong)過射頻識(shi)別(RFID)、傳(chuan)感(gan)器、全球定位(wei)系(xi)統、激光掃(sao)描器等信(xin)息傳(chuan)感(gan)設備(bei)，按約定的協(xie)議，把任何物品(pin)與(yu)互聯網(wang)(wang)連接起來，進行(xing)信(xin)息交換和通(tong)訊，以實現(xian)智能化(hua)識(shi)別、定位(wei)、跟蹤、監(jian)控和管理的一種網(wang)(wang)絡，通(tong)俗(su)的說就是可實現(xian)“感(gan)知(zhi)世界(jie)”的網(wang)(wang)絡。

　　數據采集與監控(kong)系統即SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系統，是(shi)以計算機(ji)為基礎的生產過程控(kong)制(zhi)與調度(du)自動(dong)化(hua)系統。它可以對現場的運行(xing)設備(bei)進行(xing)監視(shi)和控(kong)制(zhi)，以實現數據采集、設備(bei)控(kong)制(zhi)、測量、參數調節以及各類信號(hao)報警(jing)等各項功能，也(ye)就是(shi)實現在具(ju)體應用領域的“感(gan)知”。

　　物(wu)(wu)聯網(wang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)對(dui)(dui)自動化工(gong)程師而言并不是(shi)(shi)(shi)一(yi)個(ge)陌生的(de)(de)概(gai)念。因為(wei)(wei)，無論工(gong)廠(chang)的(de)(de)現(xian)場(chang)設備(bei)，還是(shi)(shi)(shi)電網(wang)、自來水管網(wang)、燃氣管道、鐵路(lu)、橋梁(liang)、隧道、水文水利系(xi)統，甚至(zhi)(zhi)我(wo)們(men)的(de)(de)飛(fei)船、衛星(xing)運行監(jian)測，無不是(shi)(shi)(shi)通過將(jiang)(jiang)物(wu)(wu)物(wu)(wu)相聯的(de)(de)這個(ge)“物(wu)(wu)聯”網(wang)絡(luo)來實現(xian)的(de)(de)，只不過我(wo)們(men)傳統上將(jiang)(jiang)這些專業領域的(de)(de)“物(wu)(wu)聯”應用稱之為(wei)(wei)SCADA系(xi)統。當然從定義(yi)上來看，物(wu)(wu)聯網(wang)是(shi)(shi)(shi)一(yi)個(ge)更廣泛意(yi)義(yi)上的(de)(de)“感知”網(wang)絡(luo)，通過物(wu)(wu)聯網(wang)我(wo)們(men)可將(jiang)(jiang)“感知”擴(kuo)展到每臺設備(bei)、每件商(shang)品，甚至(zhi)(zhi)每個(ge)人，實現(xian)對(dui)(dui)靜(jing)態物(wu)(wu)的(de)(de)監(jian)控與管理、對(dui)(dui)動態物(wu)(wu)的(de)(de)定位(wei)與跟蹤、對(dui)(dui)商(shang)品的(de)(de)識別，以(yi)真正達(da)到“感知中國”、“智慧地球”的(de)(de)目標。因此，從嚴格意(yi)義(yi)上說物(wu)(wu)聯網(wang)既(ji)是(shi)(shi)(shi)SCADA這一(yi)傳統“感知”技(ji)(ji)術(shu)(shu)在概(gai)念與應用的(de)(de)延伸，又是(shi)(shi)(shi)對(dui)(dui)SCADA技(ji)(ji)術(shu)(shu)發展的(de)(de)一(yi)個(ge)質的(de)(de)提(ti)升。

　　隨著網絡與通(tong)信技術的(de)(de)(de)發展，物聯網技術必將促進SCADA系(xi)統(tong)(tong)體系(xi)結構的(de)(de)(de)變革與升級，使(shi)SCADA系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)應(ying)用領域(yu)越來越廣，除了在(zai)傳統(tong)(tong)的(de)(de)(de)供(gong)(gong)水、供(gong)(gong)氣、環(huan)保(bao)、能源、軌(gui)道交(jiao)通(tong)、機場、鐵路、電力、石(shi)油、石(shi)化(hua)等(deng)行業外，在(zai)大眾的(de)(de)(de)日常工作生活及其它(ta)各(ge)種(zhong)領域(yu)中(zhong)也(ye)將得到(dao)廣泛應(ying)用，最終使(shi)SCADA這一物聯網的(de)(de)(de)垂直(zhi)具體應(ying)用系(xi)統(tong)(tong)真(zhen)正發展成(cheng)為(wei)“感知世(shi)界”的(de)(de)(de)智慧網。

　　2 物聯網的(de)三(san)種(zhong)應用架構

　　物(wu)聯(lian)網(wang)把新(xin)一代IT技術充(chong)分運用(yong)于各行各業中，使物(wu)理世界與信息世界相(xiang)聯(lian)結。物(wu)聯(lian)網(wang)應用(yong)有三種(zhong)架構：

　　(1)基于RFID的物(wu)(wu)聯網應用(yong)架構(gou)電子(zi)標(biao)(biao)簽可(ke)能是三類技術體系(xi)中能夠最靈活地把“物(wu)(wu)”改變成為智能物(wu)(wu)件(jian)的，其(qi)主要應用(yong)是把移動(dong)和非移動(dong)資產(chan)貼上(shang)標(biao)(biao)簽，實現各種跟蹤(zong)和管理。

　　(2)基于傳感(gan)網絡(luo)(luo)的(de)物聯網應用架(jia)構(gou)主(zhu)要是指無(wu)線(xian)傳感(gan)網絡(luo)(luo)(WSN,WirelessSensorNetworks)，WSN由(you)(you)分(fen)(fen)布在(zai)自(zi)由(you)(you)空間里的(de)一(yi)(yi)組(zu)“自(zi)治(zhi)的(de)”無(wu)線(xian)傳感(gan)器組(zu)成(cheng)，共同協作(zuo)完(wan)成(cheng)對(dui)特(te)定周邊環(huan)境(jing)狀況，包括溫度(du)、濕度(du)、化學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)、壓力、聲音(yin)[FS:PAGE]、位移(yi)、振動(dong)(dong)、污(wu)染顆(ke)粒等(deng)的(de)監控(kong)。WSN中的(de)一(yi)(yi)個(ge)節點(或叫Mote)一(yi)(yi)般由(you)(you)一(yi)(yi)個(ge)無(wu)線(xian)收發(fa)器、一(yi)(yi)個(ge)微控(kong)制器和一(yi)(yi)個(ge)電源組(zu)成(cheng)。WSN一(yi)(yi)般是自(zi)治(zhi)重構(gou)(Ad-Hoc或Self-Configuring)網絡(luo)(luo)，包括無(wu)線(xian)網狀網(MeshNetworks)和移(yi)動(dong)(dong)自(zi)重構(gou)網(MANET)等(deng)。

　　(3)基于M2M的(de)物(wu)聯網應(ying)用(yong)架構業界認同的(de)M2M理念和(he)技術架構覆蓋的(de)范(fan)圍應(ying)該是(shi)最廣泛的(de)，包(bao)含有線(xian)和(he)無線(xian)兩種通信方式(shi)。

　　M2M覆蓋和拓展了工業信息化(兩化融(rong)合)中(zhong)傳統的SCADA系統。

　　3 新型(xing)SCADA系(xi)統設計

　　3.1 傳(chuan)統(tong)SCADA系(xi)統(tong)

　　一般(ban)SCADA系(xi)統(tong)由監(jian)控(kong)中(zhong)心(xin)、通訊網絡和(he)遠程數(shu)據采集終端組成。監(jian)控(kong)中(zhong)心(xin)即數(shu)據處理和(he)顯示系(xi)統(tong)，也稱上位機HMI(HumanMachineInterface)——人機界(jie)面系(xi)統(tong)由軟件(jian)(jian)和(he)硬(ying)件(jian)(jian)組成，其中(zhong)硬(ying)件(jian)(jian)主要(yao)包括服務(wu)器、管理員站和(he)操作員站，軟件(jian)(jian)采用專用的SCADA系(xi)統(tong)軟件(jian)(jian)。SCADA系(xi)統(tong)通訊網絡大體可以分(fen)為兩類：

　　有線和(he)無線。遠程(cheng)數(shu)據采(cai)集終端，即各(ge)種(zhong)智能(neng)數(shu)據采(cai)集設備，也就是通常所說的(de)下位機，如各(ge)種(zhong)RTU、PLC及各(ge)種(zhong)智能(neng)控制設備等(deng)。SCADA系(xi)統的(de)網絡(luo)拓撲(pu)結構如圖1所示：

圖(tu)1　SCADA系(xi)統的網絡拓撲(pu)結構圖(tu)

　　SCADA系統已經從最初的主機控制系統、分布式控制系統，發展到了今天的網絡化的控制系統。SCADA也從專有協議的封閉系統演變為以以太網和TCP/IP協議為主流的開放系統。