一、應用需求 

    石油管道、天然氣管道、城市熱網(wǎng)管道等輸送管道的維護監測中，如何保障輸送管道的安全是石油、天然氣和城市熱力部門(mén)的一項重要責任。但是近年來(lái)針對輸油、輸氣和熱力管道的打孔盜油、盜氣現象非常嚴重，各管道儲運部門(mén)投入大量的人力物力進(jìn)行管道的安全保障維護工作，很多儲運公司都布置了大量的管道巡線(xiàn)人員，但是人工的巡線(xiàn)方式并不能有效保證管網(wǎng)的安全。因此對于管道的儲運公司來(lái)講，采用經(jīng)濟合理的方案布置24小時(shí)全天候的輸油管道監控系統，才能夠對于管網(wǎng)的安全給與有效的技術(shù)支持，從而減少損失。

二、系統概述

    隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來(lái)出現了面向低成本設備無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)要求的ZigBee技術(shù)，它是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，主要適合于自動(dòng)控制、遠程數據采集領(lǐng)域及家用設備聯(lián)網(wǎng)，我們采用ZigBee技術(shù)和GPRS/CDMA技術(shù)結合，可以為管道監控系統的遠程數據傳輸通信提供很好的解決方案。

    通常，在一個(gè)項目中需要采集輸油管道各個(gè)參數采集點(diǎn)的多種參數，比如壓力、流量、溫度等，數據返回監控中心便于進(jìn)行綜合分析。由于油氣管道的空間跨度很大，一般來(lái)講都要綿延上百上千公里，所以管道監控裝置要布置在較大的空間跨度上，各監測節點(diǎn)成鏈型線(xiàn)性分布，所以數據的傳輸必須滿(mǎn)足這一空間要求，可以考慮采用經(jīng)濟的ZigBee無(wú)線(xiàn)數據傳輸方式。 

    此外，由于油氣管道一般都是露天布置、野外無(wú)人值守方式工作，所以要求監控設備必須適合野外工作，具有較高的穩定性和環(huán)境適應能力，而威控科技RTU1600系列低功耗可編程遠程測控終端完全能夠滿(mǎn)足環(huán)境要求，實(shí)現高效監控功能。該系列遠程測控終端集成強大、靈活的通訊功能，可以通過(guò)衛星、無(wú)線(xiàn)基站、電話(huà)線(xiàn)、GSM/GPRS/CDMA1x等方式實(shí)現遠程數據傳輸；配備豐富的I/O資源，您可以真正地感受到采集、控制、通訊all in one的服務(wù)。特有的低功耗到100μA技術(shù)以及全金屬外殼、高可靠的工業(yè)設計，為您提供寬范圍的供電、超低溫、高濕度的運行保證，使其能夠在任何有功耗限制場(chǎng)合下可靠地工作，適合各種苛刻的應用環(huán)境。

    系統供電具有雙電源系統和蓄電池以及太陽(yáng)能電池，停電時(shí)太陽(yáng)能電池自動(dòng)供電，確保正常有效工作，對山區和距離較遠的監測點(diǎn)，還有遙測中繼站，能接受并轉發(fā)信號，亦由太陽(yáng)能電池供電，保持長(cháng)期可靠運行。

    采用線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò )結構，隨管道方向設置監測節點(diǎn)，數據采用多跳逐級路由發(fā)送

    每個(gè)監測節點(diǎn)設置一個(gè)ZigBee路由節點(diǎn)，負責發(fā)送本節點(diǎn)數據，并負責中繼轉發(fā)其他節點(diǎn)數據

    一個(gè)區域監測中心設置一個(gè)ZigBee中心節點(diǎn)

    ZigBee中心節點(diǎn)數據通過(guò)GPRS/CDMA或ADSL上傳到監測中心

三、Zigbee無(wú)線(xiàn)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

    1、設備省電 

    ZigBee技術(shù)采用了多種節電的工作模式，可以確保兩節五號電池支持長(cháng)達6個(gè)月到2年左右的使用時(shí)間； 

    2、通信可靠 

    ZigBee采用了CSMA－CA的碰撞避免機制，同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預留了專(zhuān)用時(shí)隙，避免了發(fā)送數據時(shí)的競爭和沖突；MAC層采用了完全確認的數據傳輸機制，每個(gè)發(fā)送的數據包都必須等待接收方的確認信息； 

    3、網(wǎng)絡(luò )的自組織、自愈能力強

    ZigBee的自組織功能：無(wú)需人工干預，網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)能夠感知其他節點(diǎn)的存在，并確定連接關(guān)系，組成結構化的網(wǎng)絡(luò )； 

    ZigBee自愈功能：增加或者刪除一個(gè)節點(diǎn)，節點(diǎn)位置發(fā)生變動(dòng)，節點(diǎn)發(fā)生故障等等，網(wǎng)絡(luò )都能夠自我修復，并對網(wǎng)絡(luò )拓撲結構進(jìn)行相應地調整，無(wú)需人工干預，保證整個(gè)系統仍然能正常工作。 

    具備自組織、自愈能力的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )才是自動(dòng)抄表系統最理想的通信方式。

    4、成本低廉 

    設備的復雜程度低，且Zigbee協(xié)議是免專(zhuān)利費的，這些可以有效地降低設備成本；

    Zigbee的工作頻段靈活，為免執照頻段的2.4GHz，就是沒(méi)有使用費的無(wú)線(xiàn)通信。

    5、網(wǎng)絡(luò )容量大 

    一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò )可以容納最多254個(gè)從設備和一個(gè)主設備，一個(gè)區域內可以同時(shí)存在200多個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò )； 

    6、數據安全 

    ZigBee提供了數據完整性檢查和鑒權功能，加密算法采用AES-128，同時(shí)各個(gè)應用可以靈活確定其安全屬性。