［編輯簡(jiǎn)介］：本系統(tǒng)采用基于J2ME的工業(yè)控制無線數(shù)傳終端以支持多媒體數(shù)據(jù)處理和協(xié)議轉(zhuǎn)換，在應(yīng)用編程上創(chuàng)新引入JAVA的“一次編程，到處可用”的應(yīng)用開放平臺(tái)，為多種工業(yè)應(yīng)用提供了統(tǒng)一的綜合軟硬件解決方案。［摘要］：［關(guān)鍵詞］：中聯(lián)科技 JAVA J2ME 移動(dòng)數(shù)據(jù)通信一、項(xiàng)目背景目前，中國(guó)移動(dòng)的GPRS商用業(yè)務(wù)已全面運(yùn)行，聯(lián)通也推出CDMA1X數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在新一代的移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上，可以形成更多的商業(yè)運(yùn)作模式，為用戶提供更多、更好的應(yīng)用服務(wù)。目前，國(guó)內(nèi)外許多運(yùn)營(yíng)商都在加快3G的發(fā)展步伐，加大對(duì)3G的投入力度，開展3G業(yè)務(wù)。中國(guó)聯(lián)通集團(tuán)確定了以CDMA網(wǎng)絡(luò)全面進(jìn)軍2.5G并布局3G的戰(zhàn)略方向，開展CDMA網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和基于CDMA業(yè)務(wù)，并全力向3G推進(jìn)。在全國(guó)性的移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建成后，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將以其方便快捷的特點(diǎn)替代有線網(wǎng)絡(luò)并成為網(wǎng)絡(luò)接入的主要方式之一。2004年3月中國(guó)聯(lián)通已開始將CDMA網(wǎng)絡(luò)全部升級(jí)為CDMA1X。CDMA1X網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在強(qiáng)大的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載能力上。被稱作2.75代的CDMA1X網(wǎng)絡(luò)具有大容量、與互聯(lián)網(wǎng)之間的無縫連接、最高達(dá)153.6kbps的速率等無可比擬的優(yōu)勢(shì)，為行業(yè)無線數(shù)據(jù)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 CDMA1X實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速度為80kbps，超過目前普通有線電話撥號(hào)上網(wǎng)的56kbps，約三倍于Modem 撥號(hào)上網(wǎng)（56kb/s）的速度，是平均30-40kbps的GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)?-3倍。足夠的帶寬可以很好地滿足行業(yè)應(yīng)用的需求，是目前實(shí)現(xiàn)行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)通信最理想的平臺(tái)。目前移動(dòng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用主要集中在公眾服務(wù)和個(gè)人用戶領(lǐng)域，但隨著應(yīng)用的逐漸深入，市場(chǎng)重心會(huì)從公眾服務(wù)應(yīng)用漸漸過渡到行業(yè)應(yīng)用及企業(yè)級(jí)應(yīng)用上。目前基于2.5G技術(shù)的移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)已基本建成，但移動(dòng)數(shù)據(jù)要真正成為主流應(yīng)用，移動(dòng)數(shù)據(jù)市場(chǎng)要真正得以啟動(dòng)，最終還要看它能夠提供多少業(yè)務(wù)應(yīng)用。運(yùn)營(yíng)商要發(fā)展更大的市場(chǎng)，還必須開拓具有較高利潤(rùn)的行業(yè)用戶和企業(yè)級(jí)用戶。隨著新一代移動(dòng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的產(chǎn)生和全面投入，無線移動(dòng)數(shù)據(jù)通訊的應(yīng)用也越來越廣泛。高速的數(shù)據(jù)傳輸和永遠(yuǎn)在線特點(diǎn)，配合按流量收費(fèi)的資費(fèi)方式，使移動(dòng)數(shù)據(jù)通信通訊在工業(yè)控制、環(huán)境保護(hù)、道路交通、商務(wù)金融、移動(dòng)辦公、零售服務(wù)等行業(yè)中的應(yīng)用具有無可比擬的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。隨著以移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，將其應(yīng)用到工控領(lǐng)域，可以達(dá)到降低成本，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)等成效。工業(yè)控制無線數(shù)傳終端是以移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)為通信平臺(tái)，采用CDMA1X、GPRS、SMS、CSD等承載方式，服務(wù)于行業(yè)用戶的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，特別適用于間斷性的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，尤其適用于M2M領(lǐng)域的應(yīng)用。無線數(shù)傳終端的應(yīng)用前景是非常廣泛的，產(chǎn)品具有使用成本低、準(zhǔn)確性高、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性好、易于安裝、易于維護(hù)等特點(diǎn)，能夠?yàn)橛脩籼峁└咚?、永遠(yuǎn)在線、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)和虛擬專用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，完全能夠滿足行業(yè)數(shù)據(jù)采集、傳輸和監(jiān)控的需要。移動(dòng)數(shù)據(jù)通信應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）提供移動(dòng)廣域IP連接可充分利用全國(guó)范圍的網(wǎng)絡(luò)，方便、快速、低成本地為移動(dòng)終端提供遠(yuǎn)程接入服務(wù)；（2）傳輸速率高如GPRS的數(shù)據(jù)傳輸最高可達(dá)到115kbps～170kbps，實(shí)際傳輸速率可達(dá)到30-50kbps，是56k Modem速率的兩倍；CDMA1X最高速率達(dá)153.6kbps，實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速度為80kbps，約三倍于Modem 撥號(hào)上網(wǎng)（56kb/s）的速度。完全可以滿足用戶應(yīng)用需求；（3）接入時(shí)間短，可快速建立連接，平均耗時(shí)為幾秒移動(dòng)數(shù)據(jù)通信應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域具有以下優(yōu)勢(shì)：（4）基于包交換，提供實(shí)時(shí)在線功能移動(dòng)終端可始終處于連線和在線狀態(tài)，這將使訪問服務(wù)變得非常簡(jiǎn)單、快速；（5）按流量收費(fèi)價(jià)格便宜目前中國(guó)移動(dòng)正大力開拓基于GPRS的行業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)，其產(chǎn)品包括企業(yè)無線VPN組網(wǎng)、移動(dòng)辦公、無線數(shù)據(jù)傳輸以及查詢(如煤氣抄表、電力監(jiān)控、銷售數(shù)據(jù)傳輸)，應(yīng)用領(lǐng)域包括金融、交通物流、公用事業(yè)、政府等。其中廣州移動(dòng)提出要在今年內(nèi)推出10多項(xiàng)新的行業(yè)應(yīng)用。目前，CDMA1X移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)也逐漸應(yīng)用到行業(yè)領(lǐng)域。上海市出租汽車公司已經(jīng)采用CDMA1X建設(shè)車輛調(diào)度系統(tǒng)，通過在出租車上安裝了CDMA1X 調(diào)度終端，借助CDMA1X網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度，減少出租車的空駛率。街頭福利彩票銷售點(diǎn)也開始采用CDMA1X的技術(shù)，保證在缺少有線網(wǎng)絡(luò)資源的地方，實(shí)現(xiàn)福利彩票的聯(lián)網(wǎng)銷售。廣州聯(lián)通已成功開展CDMA移動(dòng)POS系統(tǒng)在行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，目前廣州聯(lián)通已經(jīng)和中國(guó)銀聯(lián)達(dá)成了協(xié)議，將在廣州開始CDMA無線POS業(yè)務(wù)。CDMA移動(dòng)POS系統(tǒng)可在銀行和零售業(yè)用戶之間，提供現(xiàn)金結(jié)賬終端等業(yè)務(wù)。移動(dòng)數(shù)據(jù)通信還有更為廣闊的應(yīng)用，包括：無線警務(wù)系統(tǒng)、無線POS機(jī)、無線報(bào)警、監(jiān)控系統(tǒng)等。隨著移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的逐漸成熟，特別是第3代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的建立，各種移動(dòng)數(shù)據(jù)應(yīng)用將會(huì)迅速發(fā)展。

二、JAVA在無線數(shù)據(jù)中的應(yīng)用

目前已有越來越多的開發(fā)商把Java虛擬機(jī)放到無線數(shù)傳終端設(shè)備中， Java已經(jīng)成為無線數(shù)傳終端設(shè)備軟件平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)配置。Java技術(shù)具有開放性、安全性和跨平臺(tái)性的特點(diǎn)。Java虛擬機(jī)可以為工業(yè)無線數(shù)傳終端搭建一個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行平臺(tái)。采用Java編寫的應(yīng)用程序可以運(yùn)行在不同的操作系統(tǒng)和芯片上，不同設(shè)備廠商的設(shè)備可以更好的兼容，同時(shí)用戶通過Java虛擬機(jī)可以方便地下載應(yīng)用程序，終端設(shè)備的軟件功能可以隨時(shí)增加和升級(jí)?？梢越⑼暾?、高效的無線數(shù)據(jù)增值服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈，從而為用戶提供靈活、個(gè)性化、內(nèi)容方式多樣的服務(wù)。隨著Java技術(shù)的發(fā)展，Java技術(shù)被細(xì)分為針對(duì)企業(yè)應(yīng)用的J2EE、針對(duì)桌面系統(tǒng)應(yīng)用的J2SE以及用于嵌入式設(shè)備和消費(fèi)類電子產(chǎn)品的J2ME三種版本，以滿足不同設(shè)備的需要。Sun公司的J2ME（Java 2平臺(tái)微版）是專門為滿足移動(dòng)終端設(shè)備而設(shè)計(jì)的。它是將Java技術(shù)優(yōu)化，使之專門為在具有有限處理和顯示資源的設(shè)備上運(yùn)行的技術(shù)。目前，該技術(shù)已在手機(jī)領(lǐng)域獲得了大量應(yīng)用，以KJava編程語言為手機(jī)開發(fā)應(yīng)用程序，可以為手機(jī)用戶提供游戲、個(gè)人信息處理、電子地圖、股票等服務(wù)程序。在J2ME中，針對(duì)移動(dòng)終端專門推出了MIDP/CLDC。CLDC所定義的類庫(kù)是針對(duì)資源有限的嵌入設(shè)備制定的，它定義了最基本的Java類庫(kù)和基本的網(wǎng)絡(luò)支持類庫(kù)。MIDP可以看作是建立在CLDC基礎(chǔ)之上的更高級(jí)的類庫(kù)，它主要針對(duì)垂直市場(chǎng)的需求來定義Java類庫(kù)的最小集合。針對(duì)移動(dòng)終端，MIDP定義了UI，存儲(chǔ)和更高級(jí)的網(wǎng)絡(luò)支持類庫(kù)。JAVA虛擬機(jī)使得應(yīng)用軟件可以真正實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)運(yùn)行在帶有Java虛擬機(jī)的任何硬軟件系統(tǒng)上執(zhí)行。J2ME將Java的應(yīng)用環(huán)境由單獨(dú)的Java虛擬機(jī)擴(kuò)展到一個(gè)Java虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)，為實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控提供了一個(gè)良好的計(jì)算平臺(tái)。J2ME具有以下特點(diǎn)：（1）和業(yè)務(wù)無關(guān)：它不需要考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)木唧w業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)內(nèi)容和工作背景，在任何系統(tǒng)中都可以獨(dú)立完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆ＶС諻INDOWS、Linux.、UNIX系統(tǒng)。（2）極大地減少開發(fā)工作量：Java虛擬機(jī)屏蔽了不同機(jī)器平臺(tái)和操作系統(tǒng)的異構(gòu)性，它提高了應(yīng)用軟件編程的抽象級(jí)別，使得用戶只需在高層的對(duì)象接口上進(jìn)行編程，而不必處理底層的通信協(xié)議，簡(jiǎn)化了應(yīng)用軟件的編程，極大地減輕了開發(fā)工作量，并避免了編碼過程導(dǎo)致的系統(tǒng)紕漏。（3）強(qiáng)大的可伸縮性：J2ME可以把工業(yè)控制系統(tǒng)變成動(dòng)態(tài)的、靈活的和易管理的系統(tǒng)。J2ME的自形成特性提供了一種自動(dòng)相互發(fā)現(xiàn)和加入J2ME網(wǎng)絡(luò)來組成服務(wù)聯(lián)盟的能力，可以使各種工業(yè)控制設(shè)備以一種簡(jiǎn)捷的方式實(shí)現(xiàn)集成和互操作。J2ME的動(dòng)態(tài)性使得每個(gè)工業(yè)控制設(shè)備可以靈活地加入和離開J2ME服務(wù)。整個(gè)系統(tǒng)仍具有良好的可伸縮性。

三、JAVA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

Java是一種開放性的可擴(kuò)展的互聯(lián)網(wǎng)編程語言，特點(diǎn)是應(yīng)用程序只需編寫一次，就可在多種無線設(shè)備上使用。J2ME的主要優(yōu)點(diǎn)是用戶可以利用不同廠商的產(chǎn)品來運(yùn)行同樣的內(nèi)容，可將代碼從一種設(shè)備移植到另一種設(shè)備，能夠進(jìn)行安全的網(wǎng)絡(luò)傳輸活動(dòng)，甚至是通過互聯(lián)網(wǎng)提供一種完全實(shí)時(shí)的運(yùn)行環(huán)境。這種環(huán)境允許運(yùn)行無需很高網(wǎng)絡(luò)帶寬但更具交互性的應(yīng)用程序，并可進(jìn)行脫機(jī)操作。對(duì)于用戶來說，J2ME為動(dòng)態(tài)部署無線數(shù)據(jù)應(yīng)用提供了一種安全的平臺(tái)。J2ME通過對(duì)易用的、圖形化的交互式服務(wù)的支持使無線數(shù)據(jù)應(yīng)用將能夠更好地發(fā)揮其潛力，而且能夠更好地支持多媒體應(yīng)用。在Java技術(shù)的幫助下，傳統(tǒng)的工業(yè)控制應(yīng)用可以延伸到無線空間。將J2ME應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域是本項(xiàng)目開發(fā)的重點(diǎn)內(nèi)容。工業(yè)控制系統(tǒng)由不同結(jié)構(gòu)的檢測(cè)儀器和傳感器構(gòu)成，這些設(shè)備的CPU和作業(yè)結(jié)構(gòu)均有不同。目前我國(guó)已有部分廠家生產(chǎn)基于移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)用調(diào)制解調(diào)器產(chǎn)品，但還沒有開發(fā)出支持J2ME的無線數(shù)傳終端產(chǎn)品，各種工業(yè)監(jiān)控應(yīng)用程序難以適應(yīng)在不同的操作系統(tǒng)和平臺(tái)上應(yīng)用的需求，不能很好地滿足工業(yè)控制系統(tǒng)的要求。移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)成功應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的關(guān)鍵是要使各種應(yīng)用程序能夠在不同結(jié)構(gòu)的工業(yè)設(shè)備上的運(yùn)行，而采用Java技術(shù)可以很好地解決這一問題。JAVA技術(shù)的最大好處是通過JAVA語言編寫的應(yīng)用程序與設(shè)備的操作系統(tǒng)平臺(tái)無關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)了"一次編程，到處可用"。 由于Java平臺(tái)建筑于虛擬機(jī)之上，對(duì)于虛擬機(jī)以上的層次是平臺(tái)無關(guān)的。JAVA虛擬機(jī)運(yùn)行在一個(gè)解釋器上，解釋器用來解釋Java編譯器編譯后的程序。通過Java編譯器能產(chǎn)生一種結(jié)構(gòu)中立的目標(biāo)文件格式，使編譯碼可以在不同的處理器上運(yùn)行。這使得Java成為一個(gè)與平臺(tái)無關(guān)的計(jì)算機(jī)語言，只要不同的操作系統(tǒng)上的虛擬機(jī)滿足同樣的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，Java應(yīng)用程序不用修改即可在不同的軟硬件平臺(tái)上運(yùn)行。在工業(yè)控制系統(tǒng)中利用J2ME技術(shù)，不但可實(shí)現(xiàn)嵌入式環(huán)境中基于服務(wù)級(jí)的互操作，使系統(tǒng)具有很好的靈活性和可靠性，而且可以降低系統(tǒng)的開發(fā)難度。J2ME是一種全新的構(gòu)建無線數(shù)傳終端系統(tǒng)的技術(shù)，具有動(dòng)態(tài)的、自形成的和自管理的特性，它是一種真正的基于服務(wù)的無線數(shù)傳終端體系結(jié)構(gòu)，利用J2ME可以使得軟件和硬件自發(fā)地結(jié)合起來，可用于構(gòu)建動(dòng)態(tài)的無線數(shù)傳終端平臺(tái)。同時(shí)，基于Java的J2ME技術(shù)提高了無線數(shù)傳終端系統(tǒng)編程的抽象級(jí)別，簡(jiǎn)化了無線數(shù)傳終端系統(tǒng)的開發(fā)。將Java技術(shù)應(yīng)用到無線數(shù)傳終端產(chǎn)品中主要具有以下幾個(gè)方面的好處：（1）通過Java移動(dòng)設(shè)備，用戶可以從網(wǎng)絡(luò)上獲取各種應(yīng)用軟件，來實(shí)現(xiàn)個(gè)性化設(shè)置。（2）易于開發(fā)和維護(hù)使用Java技術(shù)，能夠?qū)哂芯W(wǎng)絡(luò)連接特性的終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，使設(shè)備開發(fā)人員能夠在產(chǎn)品投放市場(chǎng)后在設(shè)備上添加新的功能，或是對(duì)設(shè)備上的軟件進(jìn)行升級(jí)和維護(hù)。Java還使交叉開發(fā)更加容易。開發(fā)人員可以在沒有目標(biāo)硬件環(huán)境的情況下，在PC上對(duì)應(yīng)用進(jìn)行開發(fā)調(diào)試。當(dāng)具備目標(biāo)平臺(tái)后，再通過網(wǎng)絡(luò)或其他方式把代碼加載到設(shè)備中去。（3）代碼的可重用性隨著嵌入式技術(shù)的成熟，嵌入式系統(tǒng)變得越來越龐大和復(fù)雜，使一個(gè)產(chǎn)品能夠重用另一個(gè)產(chǎn)品的部分組件甚至整個(gè)應(yīng)用而不是完全重新開始設(shè)計(jì)就變得非常重要。Java環(huán)境則使組件能夠適應(yīng)多種產(chǎn)品和軟硬件平臺(tái)，提高開發(fā)效率。

四、基于JAVA的無線數(shù)據(jù)應(yīng)用解決方案

J2ME技術(shù)目前在手機(jī)行業(yè)取得了較大成功，已經(jīng)成為手機(jī)增值開發(fā)平臺(tái)的業(yè)界事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，它創(chuàng)造性解決了不同軟硬件平臺(tái)上統(tǒng)一應(yīng)用開發(fā)的問題。把這個(gè)思路引入到工業(yè)控制無線數(shù)傳終端，具有廣闊的市場(chǎng)前景。在工業(yè)控制系統(tǒng)中利用J2ME技術(shù)，不但可以降低系統(tǒng)的開發(fā)難度、實(shí)現(xiàn)嵌入式環(huán)境中基于服務(wù)級(jí)的互操作，而且可使系統(tǒng)具有很好的靈活性和可靠性。使無線數(shù)傳終端實(shí)現(xiàn)了模塊化、構(gòu)件化設(shè)計(jì)，大大提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性與可擴(kuò)充性。JAVA嵌入式軟件具有標(biāo)準(zhǔn)的程序接口和協(xié)議，可解決應(yīng)用互聯(lián)帶來的各種問題，消除不同軟件、硬件系統(tǒng)之間的異構(gòu)問題，可支持各種通訊協(xié)議、各種通訊服務(wù)模式、傳輸各種數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)格式翻譯、流量控制、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)壓縮等；JAVA嵌入式軟件還可解決安全控制、并發(fā)控制、可靠性保證、效率保證等，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源的有效共享，并能提供基于不同平臺(tái)的豐富的開發(fā)接口、支持流行的開發(fā)工具。在工業(yè)控制系統(tǒng)中使用J2ME技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：提供了一種獨(dú)立于廠商的服務(wù)平臺(tái)，使得不同廠商的現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)可以相互兼容。將工業(yè)控制系統(tǒng)中每個(gè)設(shè)備提供的功能都可以映射成J2ME服務(wù)，使其不僅可以被現(xiàn)場(chǎng)總線使用，而且還可以被支持J2ME的任何設(shè)備（如PDA）來訪問；簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)編程，提高系統(tǒng)的安全性；將Java技術(shù)應(yīng)用到無線數(shù)傳終端產(chǎn)品中主要具有以下幾個(gè)方面的好處：將Java技術(shù)應(yīng)用到無線數(shù)傳終端產(chǎn)品中主要具有以下幾個(gè)方面的好處：可以容易地連接到Internet，這樣系統(tǒng)變成了開放的，提高了設(shè)備的可訪問性；使工業(yè)控制系統(tǒng)中的設(shè)備可以與家用消費(fèi)電器和自動(dòng)化設(shè)備通信，增強(qiáng)設(shè)備的功能。1、產(chǎn)品簡(jiǎn)介基于JAVA的工業(yè)控制無線數(shù)傳終端是根據(jù)工業(yè)控制領(lǐng)域行業(yè)用戶需求特點(diǎn)專門設(shè)計(jì)開發(fā)的。具有良好的擴(kuò)展性和可移植性。產(chǎn)品提供完整的PPP 協(xié)議及上層TCP/IP 協(xié)議，具有路由功能，提供100BaseT以太網(wǎng)接口、RS232、RS485等多種標(biāo)準(zhǔn)接口。產(chǎn)品具有性能高、體積小、供耗低、組網(wǎng)靈活、配置簡(jiǎn)單、擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)，支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控、營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)接入等各種行業(yè)應(yīng)用?？蓮V泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制、數(shù)據(jù)采集、交通監(jiān)控、遠(yuǎn)程業(yè)務(wù)點(diǎn)接入等多種領(lǐng)域，也可以內(nèi)置于控制面板，智能儀表等設(shè)備中，充分滿足行業(yè)用戶開展無線數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求。無線數(shù)傳終端產(chǎn)品系列包括：（1）無線數(shù)傳終端內(nèi)建TCP/IP 功能及標(biāo)準(zhǔn)的串行端口功能，集成工業(yè)級(jí)GPRS/CDMA1X 模塊，并提供完備的電源系統(tǒng)，使用方便簡(jiǎn)潔。GPRS 無線數(shù)傳終端CDMA1X 無線數(shù)傳終端（2）嵌入式開發(fā)板內(nèi)建TCP/IP功能及標(biāo)準(zhǔn)的串行端口功能，用戶可靈活選配GPRS/CDMA1X模塊，自定義產(chǎn)品尺寸。該嵌入式開發(fā)板便于二次開發(fā)和快速整合到用戶原有系統(tǒng)，并通過軟硬件整體解決方案滿足行業(yè)用戶快速開發(fā)無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需要。2、技術(shù)來源中聯(lián)科技開發(fā)的無線數(shù)傳終端產(chǎn)品核心技術(shù)來源于國(guó)家“863”計(jì)劃《無線移動(dòng)自組織互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研制》技術(shù)成果，產(chǎn)品具有兩方面的核心技術(shù)：（1）具有完整的嵌入式TCP/IP協(xié)議和GPRS、CDMA公眾無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信。（2）具有針對(duì)應(yīng)用的J2ME開放開發(fā)平臺(tái)。目前，相關(guān)產(chǎn)品多集中在以PC機(jī)為架構(gòu)擴(kuò)展通信模塊，利用PC上的資源來完成相應(yīng)工作的公用市場(chǎng)，其中代表性產(chǎn)品就是GPRS、CDMA無線上網(wǎng)卡。其特點(diǎn)是產(chǎn)品價(jià)格較高，同時(shí)應(yīng)用對(duì)行業(yè)沒有深入滲透，難以形成行業(yè)規(guī)模產(chǎn)業(yè)。目前移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處于一個(gè)新興的蓬勃發(fā)展階段，由于GPRS、CDMA公眾無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP 技術(shù)，因此相應(yīng)的行業(yè)工控終端首先要解決TCP/IP 相關(guān)技術(shù)的長(zhǎng)期積累。國(guó)內(nèi)目前的技術(shù)方案多采用傳統(tǒng)8051單片機(jī)增加簡(jiǎn)單的PPP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)，而我們開發(fā)的無線數(shù)傳終端產(chǎn)品是在已成熟的寬帶路由器和SNMP 網(wǎng)管設(shè)備等產(chǎn)品的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的全新系列產(chǎn)品，硬件采用全新的ARM7 32位嵌入式RISC CPU，處理能力及系統(tǒng)資源提高10倍以上；軟件上采用完整的嵌入式OS及TCP/IP協(xié)議包，整體方案具有如下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：（1）完整TCP/IP協(xié)議，具有100BaseT網(wǎng)絡(luò)接口及完整的IP 路由功能。（2）針對(duì)應(yīng)用具有TCP 可靠連接方式，專為金融交易應(yīng)用而設(shè)計(jì)。（3）內(nèi)嵌WEB Server 配置方式，方便直觀。（4）支持TELNET、SNMP等網(wǎng)絡(luò)管理功能，適合行業(yè)應(yīng)用。（5）支持遠(yuǎn)程維護(hù)，具有遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程升級(jí)和重啟動(dòng)的功能。目前公司在嵌入式TCP/IP技術(shù)、產(chǎn)品及市場(chǎng)方面都取得了較大成功。3、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工作原理產(chǎn)品以32位嵌入式處理器為核心，可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，支持協(xié)議轉(zhuǎn)換和透明數(shù)據(jù)傳輸，可提供各種應(yīng)用定制的嵌入式軟件的代碼空間，根據(jù)具體設(shè)備應(yīng)用，可在嵌入式專用處理器上開發(fā)新軟件，還可提供定制的中心主機(jī)軟件。系統(tǒng)從硬件上主要分為電源、移動(dòng)通信模塊、嵌入式RISC CPU、存儲(chǔ)系統(tǒng)和邏輯控制電路、接口驅(qū)動(dòng)電路等五個(gè)部分，如圖所示。接口驅(qū)動(dòng)支持同步和異步通信，采用和集成第三方的移動(dòng)通信模塊。圖1:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖系統(tǒng)軟件包括實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、TCP/IP協(xié)議棧、數(shù)據(jù)加密、串行數(shù)據(jù)流到TCP/IP的協(xié)議轉(zhuǎn)換、接口驅(qū)動(dòng)程序等。4、產(chǎn)品功能特點(diǎn)（1）多媒體數(shù)據(jù)處理功能無線數(shù)傳終端集現(xiàn)場(chǎng)圖像監(jiān)視，現(xiàn)場(chǎng)聲音監(jiān)聽和數(shù)據(jù)采集傳輸多媒體監(jiān)控功能于一體。設(shè)備集成視頻頻編碼壓縮功能，支持M-JPEG或MPEG-4的編解碼技術(shù)進(jìn)行視頻編解碼，可以串口外接攝像頭，能夠隨時(shí)隨地拍攝照片，完成實(shí)時(shí)視頻信號(hào)的壓縮、語音信號(hào)和數(shù)據(jù)的編碼，并經(jīng)過設(shè)備打包傳送到遠(yuǎn)端的監(jiān)控中心，為用戶提供高質(zhì)量的實(shí)時(shí)圖像，可以廣泛應(yīng)用于變電站、郵電、石油、水利等系統(tǒng)的無人值守機(jī)房及其它環(huán)境監(jiān)控。（2）支持協(xié)議轉(zhuǎn)換與透明傳輸透明傳輸模式是工業(yè)控制領(lǐng)域適用范圍最廣、通用性最強(qiáng)的一種工作模式。在透明傳輸模式下，設(shè)備與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳輸采用TCP 連接方式，不解析從串口收到的任何數(shù)據(jù)，直接將數(shù)據(jù)作為TCP 或UDP 的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包發(fā)送，而對(duì)具體數(shù)據(jù)的解析分別由后端數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備和前端數(shù)據(jù)中心的相關(guān)服務(wù)器進(jìn)行處理。同時(shí)，為了滿足SCADA 系統(tǒng)要求，設(shè)備也可配置命令串反向控制數(shù)據(jù)采集設(shè)備，按用戶所需改變數(shù)據(jù)采集設(shè)備的工作方式；定義數(shù)據(jù)成幀的方式，即設(shè)備直接將數(shù)據(jù)按要求的格式封裝成規(guī)定的幀，然后通過TCP/UDP傳送到上位機(jī)。數(shù)字設(shè)備分為支持TCP/IP的設(shè)備和非TCP/IP設(shè)備兩大類。TCP/IP設(shè)備包括采用Windows 系列操作系統(tǒng)的 PC、筆記本電腦和采用嵌入式操作系統(tǒng)的 PDA；而傳統(tǒng)的工業(yè)控制設(shè)備主要是非TCP/IP設(shè)備，如RS-232、RS-422、RS-485、CNC、PLC 串行設(shè)備或模擬傳感器設(shè)備。移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)底層使用的通信協(xié)議是TCP/IP，而傳統(tǒng)的工業(yè)控制設(shè)備不支持TCP/IP協(xié)議。工業(yè)控制系統(tǒng)中通常采用實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，如CAN、TTP等，這些工業(yè)控制底層的通信協(xié)議也不支持TCP/IP。因此，來自這些工業(yè)控制設(shè)備的數(shù)據(jù)，只有通過適當(dāng)?shù)膮f(xié)議轉(zhuǎn)換，才可以實(shí)現(xiàn)與TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)的連接。 項(xiàng)目開發(fā)具有協(xié)議轉(zhuǎn)換功能的嵌入式TCP/IP協(xié)議棧。用戶上位系統(tǒng)向無線數(shù)傳終端發(fā)送工作指令和數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)經(jīng)由嵌入式TCP/IP協(xié)議棧進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，打成IP數(shù)據(jù)包，再以數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送到移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。嵌入式TCP/IP協(xié)議棧使用戶可在缺少TCP/IP協(xié)議棧功能的工業(yè)控制設(shè)備（如單片機(jī)、可編程控制器PLC）通過PPP、FTP、TelNet、Direct Socket、SerialNet、E-Mail等方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。（4）支持金融卡信息交換格式標(biāo)準(zhǔn)（ISO8583）ISO8583 是POS 機(jī)或ATM 柜員機(jī)等金融設(shè)備常用的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，它定義了數(shù)據(jù)的封裝格式等。在8583應(yīng)用模式下，無線數(shù)傳終端與后端終端設(shè)備遵循一致的消息格式定義方式，IP 數(shù)據(jù)終端 解析串口收到的消息，并按照約定的命令格式識(shí)別消息，檢查校驗(yàn)和提取消息字段中特定的命令字，執(zhí)行相關(guān)操作，完成一次完整的命令處理。設(shè)備工作在在8583 模式下，設(shè)備按照約定執(zhí)行相關(guān)操作，包括：網(wǎng)絡(luò)配置、建立TCP連接、發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)等，提取8583格式封裝的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的傳輸，可以保證金融終端設(shè)備與數(shù)據(jù)中心間數(shù)據(jù)交互的完整性，能夠滿足工控、金融等行業(yè)的需求。（5）支持路由功能設(shè)備通過以太口可與多個(gè)工業(yè)控制設(shè)備相連，提供無線路由功能，讓物理位置比較近的多個(gè)終端同時(shí)連接上無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)中心的雙向數(shù)據(jù)傳輸。在此模式下，設(shè)備完成以太接口所連局域網(wǎng)到無線網(wǎng)絡(luò)之間的NAT 路由。而設(shè)備的串口用作控制臺(tái)配置接口，設(shè)備對(duì)串口接收到的數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)的控制臺(tái)命令處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)IP 數(shù)據(jù)終端的配置管理。（6）提供AT 擴(kuò)展命令集很多工業(yè)控制產(chǎn)品直接輸出AT 命令，控制外接設(shè)備。無線數(shù)傳終端作為一個(gè)帶TCP/IP 功能的擴(kuò)展數(shù)據(jù)終端，從串口接收數(shù)據(jù)終端發(fā)來的類AT 命令，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。無線數(shù)傳終端支持所有標(biāo)準(zhǔn)的AT命令，主要用于控制數(shù)據(jù)通信模塊；同時(shí)IP 數(shù)據(jù)終端還根據(jù)應(yīng)用擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)了以下命令：設(shè)置數(shù)據(jù)通信參數(shù)、激活/斷開數(shù)據(jù)通信連接、發(fā)送/接收短消息、激活/終止TCP連接、發(fā)送/接收TCP報(bào)文、發(fā)送/接收UDP報(bào)文等。AT擴(kuò)展命令還可根據(jù)用戶的需求進(jìn)行定制。（7）提供多種標(biāo)準(zhǔn)通信接口提供100BaseT以太網(wǎng)接口、PCMCIA、RS232、USB、RS485等多種標(biāo)準(zhǔn)接口，同時(shí)開發(fā)相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動(dòng)軟件，以適應(yīng)工業(yè)控制設(shè)備及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)儀器分布式處理結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)連接的需要。（8）采用嵌入式高性能處理器為了支持多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，采用處理能力強(qiáng)大32位的嵌入式處理器，提供強(qiáng)大的處理能力，并能夠滿足未來應(yīng)用功能的升級(jí)。同時(shí)采用實(shí)時(shí)多任務(wù)編程技術(shù)和交叉開發(fā)工具技術(shù)來控制功能復(fù)雜性，簡(jiǎn)化應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、保障軟件質(zhì)量和縮短開發(fā)周期。（9）小尺寸、微功耗和低成本通過選用最佳的編程模型和不斷改進(jìn)算法，采用Java編程模式，優(yōu)化編譯器性能，滿足小尺寸、微功耗和低成本的特性。5、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)支持CDMA1X/GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)支持多媒體數(shù)字功能，提供圖片采集及遠(yuǎn)程傳輸功能內(nèi)嵌32 位嵌入式CPU，實(shí)現(xiàn)TCP/IP通訊協(xié)議棧內(nèi)嵌Watchdog芯片提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘自動(dòng)重新聯(lián)網(wǎng)功能透明數(shù)據(jù)傳輸遵循特定通訊協(xié)議與后端下位機(jī)交互，并提取傳輸內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸提供儀器、終端設(shè)備的反向控制提供TCP、UDP通訊協(xié)議來傳輸資料，并對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅苓M(jìn)行優(yōu)化提供短消息備份功能，保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詢?nèi)嵌以太接口，可為終端設(shè)備提供以太網(wǎng)接入或轉(zhuǎn)接獨(dú)特的無線路由功能，解決分布密度高的集群終端設(shè)備同時(shí)接入CDMA1X無線網(wǎng)絡(luò)的問題提供基于Web的圖形化配置方式支持本地和遠(yuǎn)程升級(jí)

五、市場(chǎng)應(yīng)用前景

近年來隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，各行各業(yè)的信息化建設(shè)工作不斷深入擴(kuò)展，其中工業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控領(lǐng)域也出現(xiàn)了新的發(fā)展機(jī)會(huì)。為提高行業(yè)生產(chǎn)效率及監(jiān)管力度，特別在以電力、石油為主的能源行業(yè)及水網(wǎng)、環(huán)保等城市公用事業(yè)部門對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)控提出了新的要求：（1）要求被監(jiān)測(cè)的數(shù)量點(diǎn)增大（2）要求監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)快速及時(shí)（3）單點(diǎn)監(jiān)測(cè)綜合成本較低，便于規(guī)模推應(yīng)用過去工控監(jiān)控領(lǐng)域的遠(yuǎn)程傳送多采用有線電話、數(shù)傳電臺(tái)、微波等自己的專網(wǎng)方式來實(shí)現(xiàn)，存在投入大，分布廣，維護(hù)難，單點(diǎn)成本高等缺點(diǎn)，所以較長(zhǎng)時(shí)間無法規(guī)模批量使用，并且行業(yè)特點(diǎn)差異較大，行業(yè)之間設(shè)備相對(duì)封閉獨(dú)立，難以形成規(guī)模效益。最近兩年來中國(guó)移動(dòng)的GPRS和中國(guó)聯(lián)通的CDMA1X公眾無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，改變了過去行業(yè)自己建設(shè)維護(hù)專網(wǎng)的諸多缺點(diǎn)，為工控領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)監(jiān)控提供了全新的遠(yuǎn)程通信模式，目前已經(jīng)被眾多工控行業(yè)所認(rèn)識(shí)。由于工控行業(yè)的領(lǐng)域不同，前端相應(yīng)的采集設(shè)備及控制設(shè)備千差萬別，采用的技術(shù)方案及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)多種多樣，由于它們以前只是和自己所構(gòu)建配套的專網(wǎng)通信，一般不存在通信的技術(shù)障礙。但現(xiàn)在要將各種不同標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)前端設(shè)備如何快速方便接入到具有標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議的GPRS、CDMA公眾無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，這就是本項(xiàng)目要解決的中心課題?；贘2ME的工業(yè)控制無線數(shù)傳終端支持多媒體數(shù)據(jù)處理和協(xié)議轉(zhuǎn)換。在硬件上一方面具有豐富多樣的本地工控前端設(shè)備接口，另外一方面具有可置換的GPRS、CDMA通信模塊；在軟件上一方面具有完整的TCP/IP協(xié)議能夠和公眾無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)無縫連接，另一方面在應(yīng)用編程上創(chuàng)新引入JAVA的“一次編程，到處可用”的應(yīng)用開放平臺(tái)，為多種工業(yè)應(yīng)用提供了統(tǒng)一的綜合軟硬件解決方案，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

六、典型應(yīng)用領(lǐng)域

移動(dòng)數(shù)據(jù)通信正逐步進(jìn)入傳統(tǒng)的工業(yè)控制領(lǐng)域。利用移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)可以為工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)搭建遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)。無線數(shù)傳終端利用最新的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為傳輸介質(zhì)，可以與眾多的RTU終端、DTU終端、PLC終端、單片機(jī)終端、工控機(jī)、GPS車載定位儀、儀器儀表、POS終端等工業(yè)控制設(shè)備無縫連接。各種遠(yuǎn)程工業(yè)控制設(shè)備通過移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接到數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)瀏覽溫度，設(shè)置點(diǎn)，報(bào)警或者其他監(jiān)控功能，并使數(shù)據(jù)采樣更加實(shí)時(shí)準(zhǔn)確，用戶可以在異地遠(yuǎn)程控制監(jiān)控設(shè)備，使工業(yè)控制更加高效率，有助于實(shí)現(xiàn)行業(yè)管理現(xiàn)代化、數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化等目標(biāo)。工業(yè)控制無線數(shù)傳終端產(chǎn)品具有支持多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，不僅能滿足工業(yè)遙控、遙調(diào)、遙測(cè)、遙信功能，而且還能實(shí)現(xiàn)對(duì)工控現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程圖像實(shí)時(shí)監(jiān)控，即“遙視”功能，可集中管理各工業(yè)控制設(shè)備的工作狀態(tài)，滿足工業(yè)控制自動(dòng)化發(fā)展的要求。設(shè)備能夠應(yīng)用在電力、自來水、天然氣等領(lǐng)域表計(jì)的計(jì)量，還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量讀取、自動(dòng)計(jì)量發(fā)送、遠(yuǎn)程信息處理、遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控，以及安防、車輛調(diào)度、公眾流量業(yè)務(wù)、工業(yè)處理自動(dòng)化等任何需要統(tǒng)一管理服務(wù)終端的應(yīng)用方案中，可廣泛用于金融、保險(xiǎn)、證券、商業(yè)、公安、多媒體通信、稅務(wù)、氣象、石油等行業(yè)。例如，在環(huán)保系統(tǒng)中，常常需要對(duì)眾多的污染排放點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，大部分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)發(fā)送到管理中心的后端服務(wù)器進(jìn)行處理。由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)分散，分布范圍廣，而且大多設(shè)置在環(huán)境較惡劣的地區(qū)，通過電話線傳送數(shù)據(jù)往往事倍功半。利用GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，成為環(huán)保部門選擇的通信手段亮點(diǎn)之一。污染監(jiān)測(cè)設(shè)備將采集到的污染數(shù)據(jù)和告警信息，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)發(fā)送到環(huán)保監(jiān)察部門，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)排污單位或個(gè)人的及時(shí)管理，大大提高了工作效率，為環(huán)境保護(hù)提供了嶄新方式。無線數(shù)傳終端在環(huán)保系統(tǒng)的應(yīng)用無線數(shù)傳終端在工業(yè)控制領(lǐng)域的主要應(yīng)用有：（1）城市配電網(wǎng)系統(tǒng)與自動(dòng)化抄表、變電站設(shè)備監(jiān)測(cè)（2）自來水、煤氣管道、閘門、泵站與水廠監(jiān)控（3）供熱系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和維護(hù)級(jí)（4）環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集（5）三防與水文監(jiān)測(cè)（6）氣象數(shù)據(jù)采集（7）無人值守如倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控（8）無人值守站機(jī)房監(jiān)控和遠(yuǎn)程維護(hù)（如移動(dòng)基站、微波、光纖中繼站等）。