关于RBN-DGNSS台站远程监控系统未来建设和升级的设想研究

何尉

摘要：为了更有效实现设备的运行自动监控管理，确保系统的性能和安全工作，节省人员值守的成本，对未来航海航保智能化信息化发展提供有效的技术支持，文章通过对数据采集、数据分析等技术的探讨分析，为差分台远程监控系统在未来的建设、改进完善等方面提出设想建议。

关键词：RBN-DGNSS差分台;远程监控系统;智能化;信息化

中图分类号：F407.67 文献标识码：A

RBN-DGNSS远程监控系统是将差分全球定位台站的监控平台采用分布式架构，集合数模混合切换显示、数据存储分析、视频监控、设备维护管理、故障自动报警处理等多功能于一体的监控平台[1]。目前，南海海区已经率先实现全天候远程监控值班，下辖11座RBN-DGNSS台站及完善性监测站目前均已实现对发射机入射功率、反射功率、天线电流及驻波比等监测，以及短信设备参数查询和报警、机房空调机控制、移动设备客户端对台站访问监测等功能。

本文对远程监控系统的设想建议为：通过运用ZigBee技术，完善RBN-DGNSS远程监控系统中的数据/环境采集系统，提高数据采集精度。通过数据持久化、j2ee技术，提高数据分析系统的能力。通过引入IMS技术，实现对系统的智能维护，进一步推动水上船只交通安全工作的发展。

1 目前差分台站和差分台远程监控系统的组成

当前的RBN-DGNSS（沿海无线电指向标-差分全球卫星导航系统）差分台站主要由基准站（RS）、IO接口单元和完善性监测站（IM）组成。基准站由GPS接收机和调制器构成，播发台由发射机、天线调谐器和天线组成。完善性监控站由GPS接收机、信标接收机和完善性监控计算机组成。差分台站是把一台GNSS接收机放在位置已经经过精确测定的点上，组成基准站，通过接收卫星信号，测出并计算到卫星的伪距，将伪距和已知精确距离相比较，求得该点在系统中的伪距测量误差，再将这些误差作为修正值以标准格式向外界播发，附近的DGNSS用户利用接收到的来自基准站的误差修正信息，来修正自身GNSS测量值，提高定位精度[2]。

2 关于进一步优化RBN-DGNSS台站远程监控系统的设计概述

该平台的设计应用将具有以下的特点。

第一，对差分信号及各种信息进行整合，使得信息的特征性更加明显，适用于多频DGNSS服务，便于检索，提高信息描述的精确度。

第二，加入了信息平台集中效验和信息分类存储，使各类信息能和平台信息进行智能交互，并能对原始信息进行提炼并加工。

第三，坚持以人为本，将使用者的偏好作为设计的主要考虑因素。通过对分析使用者的日常工作需求，寻找可信度高的发布源，并对故障现象进行整理分析，得出最佳的处理方案，甚至进行自动调整处理，提高数据应用的效率。

3 RBN-DGNSS台站远程监控系统设计

3.1 系统总体设计

系统主要由以下几个部分组成：数据/环境采集系统（模块）、数据分析系统、监控显示界面、通信调度系统和维护管理系统。主要包括通讯服务功能、数据管理功能、业务功能、航道图像显示功能等，管理系统还可以根据具体的实际情况添加或者减少功能。该系统通过对差分数据、差分台站各项数据进行存储、分析、处理、归类、编辑、建档等一系列环节，实现在控制中心通過图像化的操作界面、监控软件对差分台站的信息进行监测，例如发射机发射/接受功率、发射报文误码率、信噪比等具体数据的监控。具体设计如图1所示。

3.2 数据/环境采集系统（模块）

数据/环境采集是远程监控系统最基础的模块，为后续系统的监测、数据分析提供最基础和原始的资料。系统未来升级可以从以下着手：利用核心控制处理器模块，通过RS485总线连接数字温湿度检测模块、烟雾传感模块、UPS电压电流监测模块等，实现对系统的全面监控。在双模改造之后，基准站和IO接口单元接入RS服务器，IM接入IM服务器，对设备的监控通过与RS服务器和IM服务器的通信完成，设备监控与其他监控模块又通过交换机相连[3]。

由于ZigBee技术具有适合用于数据采集、功耗低、成本小的特性，网络的覆盖范围一般为几十米，工作于2.4 GHz频段（该频段可以提供16个250 kbps信道的通信，支持255个网络节点），满足多模块相互通信的需求，广泛应用于机房内模块、监控自动化、传感器网络之间的通信。所以，各室内监控模块之间可以采用基于ZigBee的数据采集系统的设计方案。室内和室外监控模块则通过网关与其他网络（例如WiFi、以太网）进行连接，从而扩大网络覆盖范围，实现远程监控。

数据采集的核心处理器可以采用CC2430、CC2530或CC2591等芯片，配备RS232或RS485串口连接多个检测仪器实现自动数据采集，随后用USB接口输出数据进入数据分析系统和监控显示界面;采集系统（模块）主要有传感器节点、协调器、网关、服务器、客户端四个部分组成。传感器节点的组网可以通过使用Zstack协议栈来进行，协调器与传感器之间组成星型和树型混合网，各传感器模块之间以星型的方式连接，协调器与传感器又以树型的方式连接在一起，由协调器对传感器进行同步和控制。终端节点I/O数据采集端口采集到数据后，协调器再将数据通过串口上传到网关。最后客户端将串口发送上来的传感器数据进行封装并发送到服务端，并且存储到数据库中。

客户端通过访问服务器，将获取数据展示出来。

环境监测数据采集系统如图2所示。

3.3 数据分析系统

数据分析系统是在数据采集之后，对数据进行存储、建模、分析和智能应用，在系统内部对原始数据进行一系列处理转化的过程。该系统体系结构构成如图3所示。

图3 数据分析系统

数据分析系统是系统的核心，由推理机和数据库、知识定义库组成。系统通过建立完整数据知识仓库，深度挖掘数据价值。