基于JAVA的工业控制移动数据通信解决方案

图1:系统结构示意图

系统软件包括实时操作系统、TCP/IP协议栈、数据加密、串行数据流到TCP/IP的协议转换、接口驱动程序等

4、产品功能特点

（1）多媒体数据处理功能

无线数传终端集现场图像监视，现场声音监听和数据采集传输多媒体监控功能于一体设备集成视频频编码压缩功能，支持M-JPEG或MPEG-4的编解码技术进行视频编解码，可以串口外接摄像头，能够随时随地拍摄照片，完成实时视频信号的压缩、语音信号和数据的编码，并经过设备打包传送到远端的监控中心，为用户提供高质量的实时图像，可以广泛应用于变电站、邮电、石油、水利等系统的无人值守机房及其它环境监控。

（2）支持协议转换与透明传输

透明传输模式是工业控制领域适用范围最广、通用性最强的一种工作模式在透明传输模式下，设备与监控中心的数据传输采用TCP 连接方式，不解析从串口收到的任何数据，直接将数据作为TCP 或UDP 的数据进行打包发送，而对具体数据的解析分别由后端数据采集终端设备和前端数据中心的相关服务器进行处理同时，为了满足SCADA 系统要求，设备也可配置命令串反向控制数据采集设备，按用户所需改变数据采集设备的工作方式；定义数据成帧的方式，即设备直接将数据按要求的格式封装成规定的帧，然后通过TCP/UDP传送到上位机数字设备分为支持TCP/IP的设备和非TCP/IP设备两大类TCP/IP设备包括采用Windows 系列操作系统的 PC、笔记本电脑和采用嵌入式操作系统的 PDA；而传统的工业控制设备主要是非TCP/IP设备，如RS-232、RS-422、RS-485、CNC、PLC 串行设备或模拟传感器设备。

（3）移动数据网络底层使用的通信协议是TCP/IP，而传统的工业控制设备不支持TCP/IP协议工业控制系统中通常采用实时、可靠的数据传输协议，如CAN、TTP等，这些工业控制底层的通信协议也不支持TCP/IP因此，来自这些工业控制设备的数据，只有通过适当的协议转换，才可以实现与TCP/IP 网络的连接 项目开发具有协议转换功能的嵌入式TCP/IP协议栈用户上位系统向无线数传终端发送工作指令和数据时，数据经由嵌入式TCP/IP协议栈进行协议转换，打成IP数据包，再以数据包的形式发送到移动数据网络嵌入式TCP/IP协议栈使用户可在缺少TCP/IP协议栈功能的工业控制设备（如单片机、可编程控制器PLC）通过PPP、FTP、TelNet、Direct Socket、SerialNet、E-Mail等方式实现数据传输。

（4）支持金融卡信息交换格式标准（ISO8583）ISO8583 是POS 机或ATM 柜员机等金融设备常用的一个标准，它定义了数据的封装格式等在8583应用模式下，无线数传终端与后端终端设备遵循一致的消息格式定义方式，IP 数据终端 解析串口收到的消息，并按照约定的命令格式识别消息，检查校验和提取消息字段中特定的命令字，执行相关操作，完成一次完整的命令处理设备工作在在8583 模式下，设备按照约定执行相关操作，包括：网络配置、建立TCP连接、发送数据、接收数据等，提取8583格式封装的业务数据，并进行相应的传输，可以保证金融终端设备与数据中心间数据交互的完整性，能够满足工控、金融等行业的需求。

（5）支持路由功能设备通过以太口可与多个工业控制设备相连，提供无线路由功能，让物理位置比较近的多个终端同时连接上无线网络，实现终端设备与数据中心的双向数据传输在此模式下，设备完成以太接口所连局域网到无线网络之间的NAT 路由而设备的串口用作控制台配置接口，设备对串口接收到的数据作为标准的控制台命令处理，实现对IP 数据终端的配置管理。

（6）提供AT 扩展命令集很多工业控制产品直接输出AT 命令，控制外接设备无线数传终端作为一个带TCP/IP 功能的扩展数据终端，从串口接收数据终端发来的类AT 命令，并执行相应的操作无线数传终端支持所有标准的AT命令，主要用于控制数据通信模块；同时IP 数据终端还根据应用扩展实现了以下命令：设置数据通信参数、激活/断开数据通信连接、发送/接收短消息、激活/终止TCP连接、发送/接收TCP报文、发送/接收UDP报文等AT扩展命令还可根据用户的需求进行定制。

（7）提供多种标准通信接口提供100BaseT以太网接口、PCMCIA、RS232、USB、RS485等多种标准接口，同时开发相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件，以适应工业控制设备及实验现场仪器分布式处理结构网络连接的需要。

（8）采用嵌入式高性能处理器为了支持多媒体数据业务，采用处理能力强大32位的嵌入式处理器，提供强大的处理能力，并能够满足未来应用功能的升级同时采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂性，简化应用程序设计、保障