Page 20 - 网络电信2022年3月刊

运 营 商 专 栏

配、多样化输出模式及图形化控制终端系统设计，对传感数据 图4 设备软件框架图
结合空间地理信息数据进行管理和计算，能直观诠释空间、时
间及各感知信息之间 的相互关系。
在数据上传和客户端访问的前端，都通过负载均衡来实现
对高并发访问的分流控制。
3.高频采集设备组成
如图3所示，设备由多个模块组成，高精度时钟模 块经校
准后，为设备提供高精度的时间同步功能；移动通信模块支持
与4G/5G 移动网络进行通信；传感器网络通 信模块具备协议栈
处理功能，提供与低速/ 高速传感器网 络及设备的通信，并通
过总线（SPI)与主处理器相连；WiFi模块提供到无线局域网的
接入能力；信息显示模块为设备提供图形化信息显示；外部采
控提供高频采集设备连接多种传感器的接口，并进行接口转换
5.大规模高频采集数据分析处理软件
和防护处理；GPS/北斗模块提供设备位置信息；数据处理和控
如图5所示，数据分析处理软件使用组态软件架构，把处
制模块为高频采集设备提供高性能的处理能力；电源模块为设
理、显示、分析等模块分离，易于修改显示方式和增加分析处
备所有其它模块供电。
理功能。
图3 硬件组成图 分析处理软件包括底部驱动程序，通讯协议等与设备配套
使用的控制软件，自动识别设备配置，远程设置设备的量程、
滤波及采样参数，完成信号的实时采集分析处理。
控制界面提供设备识别、参数配置、实时采集、数据预
处理、格式转换及数据保存功能。分析界面提供时差域、幅值
域、频率域和相关分析功能。
决策界面部分，通过长时间统计分析，多设备综合计算 ，
对结果进行数据可视化显示，生成决策报告，并提供在线操作
帮助。

图5 分析处理软件框架图

4.高频采集设备软件框架
如图4所示，软件布署在数据处理和控制模块中，数据服务
完成高频采集传感器数据的汇聚与传输，实现传感网数据到无
线局域网、移动通信网络、有线网络的传输。采集控制实现外
部采控接口中传感器数据的高频采集。协议管理实现对传感器
网络的管理，实现 RS-485 Modbus RTU、Modbus TCP应用协议
支持；参数配置功能实现管 理中心对设备参数进行配置，通过
RJ4 5或USB进行配置。
TCP/IP协议栈提供网络通信支持。WiFi协议栈提供 无线局
域网通信。4G/5G通信RIL框架提供移动网络通信框架。传感器
网络通信接口实现与传感器网络的信息交互，实现传感网数据
的汇聚和控制指令的分发。
四、关键技术
操作系统提供应用软件的平台支持。
1.采集时间同步技术
驱动提供对硬件的抽象接口。包括：SPI、LAN、UART、
时间同步是对多传感器综合分析的前提，需要在统一的
USB、4G 模块、GPIO、AD/DA、I2C、WiFi、LCD显示、按键、传
时间轴上，方可通过传感器数据时间分析多传感器之间的相关
感器驱动。

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