天车无线调度管理定位系统

定位系统：格雷母线定位通信系统是一种比较成熟的位移检测和数据通信传感器,非接触绝对位置检测,定位精度5毫米，可以断续或连续检测，尤其适用于轨道不平整的大车或环形运动机械位移检测，防水、防油、防尘、耐酸碱，理论上无寿命极限。

定位系统设计说明
天车无线调度管理系统
武钢三炼钢天车原有的无线数据传输系统因年代已久，设备严重老化,已经不能满足生产和管理的要求，需要更新和改造，特提出本方案。
一、定位系统改造内容
1、保留车上的称重系统，只将称重数据读入本系统中。
2、增加无线数据传输系统，将称重数据送到中央控制室。
3、增加称重数据管理功能。
二、定位系统的主要结构
 图1  系统结构图
系统由地面站和车载站组成。
地面站由无线通信单元、控制器、数据服务器和计算机网络组成，主要功能：与各机车的通讯、数据管理等功能。
车载站由无线通信单元、控制器等部分组成，主要功能：现场数据采集、与中央控制室通讯等功能。

三、定位系统采用的核心技术
定位系统采用无线扩频通信技术实现天车吊钩秤称重数据的无线传输
1、定位系统扩频通信的理论基础
扩频通信的可行性，是从信息论和抗干扰理论的基本公式中引伸而来的。
信息论中关于信息容量的仙农(Shannon)公式为：
C＝WLog2(1十P/N)         (1)
式中：C------信道容量(用传输速率度量)
W-----信号频带宽度
P------信号功率
N------白噪声功率
式(1)说明，在给定的传输速率C不变的条件下，频带宽度W和信噪比P／N是可以互换的。即可通过增加频带宽度的方法，在较低的信噪比P／N(S／N)情况下传输信息。
扩展频谱换取信噪比要求的降低，正是扩频通信的重要特点，并由此为扩频通信的应用奠定了基础。
总之，我们用信息带宽的100倍，甚至1000倍以上的宽带信号来传输信息，就是为了提高通信的抗干扰能力，即在强干扰条件下保证可靠安全地通信。这就是扩展频谱通信的基本思想和理论依据。
2、定位系统扩频通信的几种工作方式
按照扩展频谱的方式不同，现有的扩频通信系统可以分为：
①直接序列扩频工作方式，简称直扩(DS)方式
②跳变频率工作方式，简称跳频(FH)方式
③跳变时间工作方式，简称跳时(TH)方式
④宽带线性调频工作方式，简称Chirp方式
⑤各种混合方式
3、定位系统无线扩频模块介绍
（1）定位系统统采用DATA-LINC公司生产的无线扩频通信模块，该模块的主要特点如下：
①无需许可证，工作于2.4-2.483GHz的工业、 科研和医疗 (ISM) 扩展频段(可选902-928MHz),最大程度的抗干扰，可用于高噪声环境 ，根据不同应用，进行工厂和现场的预设置，从而确保用户实现无故障安装
    ②用户可配置主站，从站，中继器或从站/中继器模式，频率按键选择确保不同系统同时工作
    ③在无阻挡物情况下，信号传输距离可达32.18公里(20英里)，如安装中继器可继续扩展通讯距离
     ④Data-LincGroup的SRM6100无线电调制解调器提供最可靠和最高性能的串行无线通讯方案。
    通过在2.4GHz-2.483GHz频段应用智能频谱跳频技术，SRM6100可提供最可靠和有力的通讯。
    SRM6100应用跳频，扩频和32位误码矫正技术保证数据传输的可靠性。无需昂贵的射频点检测技术。射频数据传输速率为188Kbps。并且不需要FCC点现场许可证。
    SRM6100安装简单、便宜。SRM6100无线电通讯技术无需昂贵和不容易安装的硬电缆和光缆。
    SRM6100支持多种组态，包括点对点通讯和多点通讯。多点通讯对从站数目无限制。SRM6100可做为中继器工作，以达到扩展通讯距离或克服阻挡物通讯的目的。
（2）定位系统工业应用场合
SRM6100最适合应用于下列工业自动化系统：
①安装在移动平台、高架起重机、转车或其他旋转设备上PLC的无线通讯。
    ②远程PLC的编程和诊断。
    ③SCADA系统，如水处理/污水处理，电力和石油/天然气系统
    ④地下通讯或岸船通讯
    ⑤高射频干扰环境 (如钢铁, 制造)
（3）定位系统技术参数
①工作频率：无需许可证, 2.4-2.483 GHz
②发送器
工作范围： 32.18 公里, 无阻挡物情况下使用DATA-LINC的鞭式天线
    输出功率： 最大为500 mW (根据10 可编程步，功率从100mw变化到500mW)(+27dBm)
   调制扩频： GFSK, 120 Kbps - 170 Kbps
   扩展码： 跳频
   跳模式： 15 (用户可选)
   占用带宽： 230 KHz
③接收器
灵敏度： -108 dBm @ 10-6 raw BER
选择性： 40 dB @ fc + -230 KHz; 60 dB @ fc + -460 KHz
系统增益： 135Db
④RF 数据传输
错误监测： 32 位CRC误码矫正，数据包重传
数据编码置换：动态键
连接吞吐量： 115 Kbps
⑤接口
可选 RS422 和 RS485 。
数据吞吐量 (未压缩).1200 Baud - 115.2 Kbaud; 监测吞吐量时，假设只可利用75%的工作频率
⑥接头： RS232, DB-9 female
RS232, 异步, 10 或 11 位字, 全双工
⑦天线
鞭式天线、外置全向天线或yagi天线
⑧电源
供电电压： 10.5 - 18.0 VDC; 12 VDC 墙安装式变压器。 可选 24 VDC
   发送电流： 650ma @ 12 VDC @ 1 Watt
   接收电流：当12 VDC时，电流为100mA
   备用电流：当12 VDC时，电流为65mA
⑨工作状态
点对点通讯, 点对多点通讯, 存储和转发中继器
温度： -40° 到 75°C (-40° 到 +167° F )
湿度： 0 to 95% 无凝结湿度
⑩机壳
标准： NEMA 1; 18号钢， 带安装法兰.
可选： NEMA 4标准
重量：0.91 公斤 (2 磅)
SRM6100 机壳尺寸
4、定位系统通信控制器技术说明
（1）原理框图
（2）定位系统功能和作用
①建立与PLC连接的通信桥梁。
②从车上称重PLC中读取数据。
③协议转换。地面站的无线模块仅有一台，要与两台或者两台以上车上无线模块进行通信，必须制定一个一对多的通信协议。
④数据缓冲，称重数据送到无线模块去发送之前，需要进行存储，否则数据容易丢失。
⑤I/O操作。

（3）定位系统技术参数
①工作温度：–100C — +600C。
②通信波：300bps — 115200bps任选。
③数据模式：ASCⅡ码或自定义方式

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