纜道水文ADCP在無線wifi下的數據采集傳輸研究

盛鐘銘 許朝勇 陳超

(長江水利委員會水文局長江中游水文水資源勘測局,湖北武漢 430012)

纜道水文ADCP在無線wifi下的數據采集傳輸研究

盛鐘銘 許朝勇 陳超

(長江水利委員會水文局長江中游水文水資源勘測局,湖北武漢 430012)

通過工業級無線wifi距離遠,大數據,實時傳輸的特性,我們可以構建在纜道水文測流的中距離范圍內的ADCP,羅經及GPS的無線串口傳輸數據和采集,實現較短波VHF更具優勢的無線纜道水文ADCP測流新方法。

ADCP 工業級wifi RS232 纜道水文

1 纜道水文無線傳輸方法概述

目前船用ADCP可以直接采用電腦通過RS232接口直接采集測流數據,而在國內許多水文站使用的是纜道測流,而纜道ADCP數據采集和傳輸就是普遍都面臨的問題。目前普遍在采用的纜道ADCP數據傳輸方式是與遙測方式相同的電臺VHF短波傳輸方式。本文就是介紹一種更新的途徑,利用無線wifi的原理來實現中遠距離的纜道水文數據傳輸。

2 無線wifi路由器的基本參數

我們根據工業級無線wifi的poe供電路由器,作為無線網絡的構架,其無線路由器具有以下特點:頻段和信道:2.3～2.7GHz;5MHz、10MHz、20MHz、40MHz調制方式:DBPSK、DQPSK、CCK、OFDM、16-QAM、64-QAM

數據與工作參數

自動速率選擇:802.11n:6.5-300Mbps;802.11b:11/5.5/2/ 1Mbps;802.11g:108/54/48/36/24/18/12/9/6Mbps

標準:IEEE802.11n,IEEE802.11g,IEEE802.11b,IEEE802.3u, IEEE802.3af

支持的協議:CSMA/CA,TCP/IP,IPX/SPX,NetBEUI, DHCP,NDIS3,NDIS4,NDIS5

管理基于Web管理支持SNMP MIB支持Telnet支持安全性:MAC地址控制支持

加密:WEP加密64/128bits,WPA,WPA2,802.1x頻率范圍(MHz):2300-2700

3 串口RS232與無線路由器的通訊

我們需要具有映射物理地址或帶ip設置功能的網絡轉串口RS232雙向透明傳輸的客戶端。

3.1 串口模塊的功能

網絡串口模塊是用來將TCP網絡數據包或UDP實現數據透明傳輸的設備,模塊體積小巧,功耗低,穩定性高,搭載ARM處理器,速度快,多功能型嵌入式以太網串口數據轉換模塊。它內部集成了TCP/IP協議棧,用戶利用它可以輕松完成嵌入式設備的網絡功能。模塊集成10M/100M自適應以太網接口,串口通信最高波特率高達230.4kbps,具有TCP Sever,TCP Client,UDP工作模式,通過軟件輕松配置。

3.2 功能特點

10/100M自適應以太網接口;支持AUTO MDI/MDIX,可使用交叉網線或平行網線連接;波特率在115.2kbps以上并且可以設置;工作方式可選擇TCP Server,TCP Client,UDP工作模式;工作端口,目標IP地址和端口均可設定;網絡斷開后自動斷開連接,保證整個網絡可靠的建立TCP連接;靈活的串口數據分幀設置,滿足用戶各種分包需求;提供配套的TCPIP編程資料;TCP Server模式下支持4個客戶端同時連接。

3.3 產品特性

32位ARM CPU;LA以太網:10/100Mbps;保護:內建2KV電磁隔離;串口RS232×1:TXD、RXD、GND;串口速率:波特率:從2400到115.2kbps可設置,最高可達3Mbps;協議:ETHER ET、ARP、IP、UDP、TCP;工具軟件:模塊配置軟件、TCP/UDP測試工具、串口調試軟件;配置方式:串口和網絡均支持。

4 無線wifi實現纜道水文ADCP測流傳輸設計

在纜道普遍在一公里跨度范圍內,其實有更好的,更簡單更快速,無需大緩存,且可以實現實時海量數據傳輸的方式:工業級無線wifi數據傳輸。

此方式較VHF有諸多優勢:(1)從采集到傳輸,到終端,直至最終進入電腦,全程數據透明傳輸,無損無錯且海量。工業級wifi有300M/S的最高傳輸速率。(2)工業級無線wifi可實現1公里甚至遠達5公里的傳輸距離。(3)工業級wifi傳輸數據無需大容量緩存,更是低延時,較短波VHF傳輸更簡單實用,反應更快速。

10/100M自適應以太網接口。

5 結語

支持AUTO MDI/MDIX,可使用交叉網線或平行網線連接;波特率在115.2kbps以上并且可以設置。

工業級無線wifi作為在中等距離范圍內,有其較其他無線傳輸方式的諸多優勢。且纜道水文ADCP結合羅經和GPS都使用RS232串口作為采集方式,并在工業級wifi傳輸使用的有效范圍內,功耗低,無需緩存,實時大數據,所以此技術是在ADCP纜道水文測流中更高效可靠,穩定節能的方式。

[1]深圳長鷹科技有限公司.工程級無線路由器說明書.http:// szcykj86sz.ce.c-c.com/,2013-01-14.

[2]濟南有人物聯有限公司.網絡轉串口模塊說明書.http://usrzgm. cn.china.cn/,2013-04-28.