Ad hoc技术在SCADA无线通信系统中的运用

摘要

遥测遥控和数据采集(SCADA- Supervisor Control And Data Acquisition)系统通常由分布广泛的远程遥测遥控站点和单一的中心或少量的分中心所组成。该系统适用于电力设备的监控和数据采集、配电网自动化、油气田自动化、公用事业（自来水、废水处理）、水利，水情测报、工业自动化、路况监控以及实时交易的数据采集（银行ATM取款机、彩票系统）等。系统内终端设备采集的数据和中心或分中心的遥控信号必须要通过可靠的通信手段相互传输。通信系统即使在很恶劣的条件下也要提供可靠的通讯服务。 由于SCADA系统的通信很多是基于无线通信网络,并且系统的远程站点一般位于恶劣环境中和本身条件限制，常规的无线通信技术和协议不能完全满足系统的要求,因此本文讨论将部分的移动自主网技术（Ad hoc）运用于SCADA无线网络，构造一个分布式、多跳、可共享无线信道的数字通信网络，改善通信系统的性能。研究包括网络的结构和信道多址的接入方式，自适应速率提高信道容量和数据吞吐量，基于自适应速率的路由协议等诸多方面。通过计算机仿真得到网络及协议的实际性能，在此基础上进行优化和改进。 作为工程硕士学位论文，本课题的研究范围会受到时间和实验条件的限制，因此本论文的重点是SCADA无线通信协议的两个方面：MAC层的多路接入协议，以自适应速率的技术来提高网络的吞吐量；网络层Ad hoc路由技术，改进DSDV的度量机制，采用信道占用时间作为度量标准，使系统的鲁棒性和吞吐量获得改善。