J2ME技術目前在手機行業(yè)取得了較大成功，已經成為手機增值開發(fā)平臺的業(yè)界事實標準，它創(chuàng)造性解決了不同軟硬件平臺上統一應用開發(fā)的問題把這個思路引入到工業(yè)控制無線數傳終端，具有廣闊的市場前景 在工業(yè)控制系統中利用J2ME技術，不但可以降低系統的開發(fā)難度、實現嵌入式環(huán)境中基于服務級的互操作，而且可使系統具有很好的靈活性和可靠性使無線數傳終端實現了模塊化、構件化設計，大大提高了系統的可擴展性與可擴充性JAVA嵌入式軟件具有標準的程序接口和協議，可解決應用互聯帶來的各種問題，消除不同軟件、硬件系統之間的異構問題，可支持各種通訊協議、各種通訊服務模式、傳輸各種數據內容、數據格式翻譯、流量控制、數據加密、數據壓縮等；JAVA嵌入式軟件還可解決安全控制、并發(fā)控制、可靠性保證、效率保證等，實現了數據資源的有效共享，并能提供基于不同平臺的豐富的開發(fā)接口、支持流行的開發(fā)工具 在工業(yè)控制系統中使用J2ME技術的優(yōu)勢：提供了一種獨立于廠商的服務平臺，使得不同廠商的現場控制系統可以相互兼容將工業(yè)控制系統中每個設備提供的功能都可以映射成J2ME服務，使其不僅可以被現場總線使用，而且還可以被支持J2ME的任何設備（如PDA）來訪問；簡化網絡編程，提高系統的安全性；將Java技術應用到無線數傳終端產品中主要具有以下幾個方面的好處：將Java技術應用到無線數傳終端產品中主要具有以下幾個方面的好處：可以容易地連接到Internet，這樣系統變成了開放的，提高了設備的可訪問性；使工業(yè)控制系統中的設備可以與家用消費電器和自動化設備通信，增強設備的功能

    1、產品簡介 基于JAVA的工業(yè)控制無線數傳終端是根據工業(yè)控制領域行業(yè)用戶需求特點專門設計開發(fā)的具有良好的擴展性和可移植性產品提供完整的PPP 協議及上層TCP/IP 協議，具有路由功能，提供100BaseT以太網接口、RS232、RS485等多種標準接口產品具有性能高、體積小、供耗低、組網靈活、配置簡單、擴展性強的特點，支持實時數據采集、遠程監(jiān)控、營業(yè)網點接入等各種行業(yè)應用可廣泛應用于工業(yè)現場控制、數據采集、交通監(jiān)控、遠程業(yè)務點接入等多種領域，也可以內置于控制面板，智能儀表等設備中，充分滿足行業(yè)用戶開展無線數據應用的需求無線數傳終端產品系列包括：

    （1）無線數傳終端內建TCP/IP 功能及標準的串行端口功能，集成工業(yè)級GPRS/CDMA1X 模塊，并提供完備的電源系統，使用方便簡潔GPRS 無線數傳終端CDMA1X 無線數傳終端

    （2）嵌入式開發(fā)板內建TCP/IP功能及標準的串行端口功能，用戶可靈活選配GPRS/CDMA1X模塊，自定義產品尺寸該嵌入式開發(fā)板便于二次開發(fā)和快速整合到用戶原有系統，并通過軟硬件整體解決方案滿足行業(yè)用戶快速開發(fā)無線網絡應用的需要
 
    2、技術來源 中聯科技開發(fā)的無線數傳終端產品核心技術來源于國家“863”計劃《無線移動自組織互聯網技術及實驗系統研制》技術成果，產品具有兩方面的核心技術：

    （1）具有完整的嵌入式TCP/IP協議和GPRS、CDMA公眾無線數據網絡通信
    （2）具有針對應用的J2ME開放開發(fā)平臺目前，相關產品多集中在以PC機為架構擴展通信模塊，利用PC上的資源來完成相應工作的公用市場，其中代表性產品就是GPRS、CDMA無線上網卡其特點是產品價格較高，同時應用對行業(yè)沒有深入滲透，難以形成行業(yè)規(guī)模產業(yè)目前移動數據網絡設備處于一個新興的蓬勃發(fā)展階段，由于GPRS、CDMA公眾無線數據網絡采用TCP/IP 技術，因此相應的行業(yè)工控終端首先要解決TCP/IP 相關技術的長期積累國內目前的技術方案多采用傳統8051單片機增加簡單的PPP協議來實現，而我們開發(fā)的無線數傳終端產品是在已成熟的寬帶路由器和SNMP 網管設備等產品的基礎上發(fā)展起來的全新系列產品，硬件采用全新的ARM7 32位嵌入式RISC CPU，處理能力及系統資源提高10倍以上；軟件上采用完整的嵌入式OS及TCP/IP協議包，整體方案具有如下技術優(yōu)勢：

    （1）完整TCP/IP協議，具有100BaseT網絡接口及完整的IP 路由功能

    （2）針對應用具有TCP 可靠連接方式，專為金融交易應用而設計

    （3）內嵌WEB Server 配置方式，方便直觀

    （4）支持TELNET、SNMP等網絡管理功能，適合行業(yè)應用

    （5）支持遠程維護，具有遠程配置、遠程升級和重啟動的功能目前公司在嵌入式TCP/IP技術、產品及市場方面都取得了較大成功 3、產品結構和工作原理 產品以32位嵌入式處理器為核心，可對數據進行處理，采用嵌入式實時多任務操作系統，支持協議轉換和透明數據傳輸，可提供各種應用定制的嵌入式軟件的代碼空間，根據具體設備應用，可在嵌入式專用處理器上開發(fā)新軟件，還可提供定制的中心主機軟件系統從硬件上主要分為電源、移動通信模塊、嵌入式RISC CPU、存儲系統和邏輯控制電路、接口驅動電路等五個部分，如圖所示接口驅動支持同步和異步通信，采用和集成第三方的移動通信模塊

    圖1:系統結構示意圖系統軟件包括實時操作系統、TCP/IP協議棧、數據加密、串行數據流到TCP/IP的協議轉換、接口驅動程序等 

    4、產品功能特點 

    （1）多媒體數據處理功能無線數傳終端集現場圖像監(jiān)視，現場聲音監(jiān)聽和數據采集傳輸多媒體監(jiān)控功能于一體設備集成視頻頻編碼壓縮功能，支持M-JPEG或MPEG-4的編解碼技術進行視頻編解碼，可以串口外接攝像頭，能夠隨時隨地拍攝照片，完成實時視頻信號的壓縮、語音信號和數據的編碼，并經過設備打包傳送到遠端的監(jiān)控中心，為用戶提供高質量的實時圖像，可以廣泛應用于變電站、郵電、石油、水利等系統的無人值守機房及其它環(huán)境監(jiān)控

    （2）支持協議轉換與透明傳輸透明傳輸模式是工業(yè)控制領域適用范圍最廣、通用性最強的一種工作模式在透明傳輸模式下，設備與監(jiān)控中心的數據傳輸采用TCP 連接方式，不解析從串口收到的任何數據，直接將數據作為TCP 或UDP 的數據進行打包發(fā)送，而對具體數據的解析分別由后端數據采集終端設備和前端數據中心的相關服務器進行處理同時，為了滿足SCADA 系統要求，設備也可配置命令串反向控制數據采集設備，按用戶所需改變數據采集設備的工作方式；定義數據成幀的方式，即設備直接將數據按要求的格式封裝成規(guī)定的幀，然后通過TCP/UDP傳送到上位機數字設備分為支持TCP/IP的設備和非TCP/IP設備兩大類TCP/IP設備包括采用Windows 系列操作系統的 PC、筆記本電腦和采用嵌入式操作系統的 PDA；而傳統的工業(yè)控制設備主要是非TCP/IP設備，如RS-232、RS-422、RS-485、CNC、PLC 串行設備或模擬傳感器設備
    （3）移動數據網絡底層使用的通信協議是TCP/IP，而傳統的工業(yè)控制設備不支持TCP/IP協議工業(yè)控制系統中通常采用實時、可靠的數據傳輸協議，如CAN、TTP等，這些工業(yè)控制底層的通信協議也不支持TCP/IP因此，來自這些工業(yè)控制設備的數據，只有通過適當的協議轉換，才可以實現與TCP/IP 網絡的連接 項目開發(fā)具有協議轉換功能的嵌入式TCP/IP協議棧用戶上位系統向無線數傳終端發(fā)送工作指令和數據時，數據經由嵌入式TCP/IP協議棧進行協議轉換，打成IP數據包，再以數據包的形式發(fā)送到移動數據網絡嵌入式TCP/IP協議棧使用戶可在缺少TCP/IP協議棧功能的工業(yè)控制設備（如單片機、可編程控制器PLC）通過PPP、FTP、TelNet、Direct Socket、SerialNet、E-Mail等方式實現數據傳輸

    （4）支持金融卡信息交換格式標準（ISO8583）ISO8583 是POS 機或ATM 柜員機等金融設備常用的一個標準，它定義了數據的封裝格式等在8583應用模式下，無線數傳終端與后端終端設備遵循一致的消息格式定義方式，IP 數據終端 解析串口收到的消息，并按照約定的命令格式識別消息，檢查校驗和提取消息字段中特定的命令字，執(zhí)行相關操作，完成一次完整的命令處理設備工作在在8583 模式下，設備按照約定執(zhí)行相關操作，包括：網絡配置、建立TCP連接、發(fā)送數據、接收數據等，提取8583格式封裝的業(yè)務數據，并進行相應的傳輸，可以保證金融終端設備與數據中心間數據交互的完整性，能夠滿足工控、金融等行業(yè)的需求

    （5）支持路由功能設備通過以太口可與多個工業(yè)控制設備相連，提供無線路由功能，讓物理位置比較近的多個終端同時連接上無線網絡，實現終端設備與數據中心的雙向數據傳輸在此模式下，設備完成以太接口所連局域網到無線網絡之間的NAT 路由而設備的串口用作控制臺配置接口，設備對串口接收到的數據作為標準的控制臺命令處理，實現對IP 數據終端的配置管理

    （6）提供AT 擴展命令集很多工業(yè)控制產品直接輸出AT 命令，控制外接設備無線數傳終端作為一個帶TCP/IP 功能的擴展數據終端，從串口接收數據終端發(fā)來的類AT 命令，并執(zhí)行相應的操作無線數傳終端支持所有標準的AT命令，主要用于控制數據通信模塊；同時IP 數據終端還根據應用擴展實現了以下命令：設置數據通信參數、激活/斷開數據通信連接、發(fā)送/接收短消息、激活/終止TCP連接、發(fā)送/接收TCP報文、發(fā)送/接收UDP報文等AT擴展命令還可根據用戶的需求進行定制

    （7）提供多種標準通信接口提供100BaseT以太網接口、PCMCIA、RS232、USB、RS485等多種標準接口，同時開發(fā)相應的通信組網協議軟件和物理層驅動軟件，以適應工業(yè)控制設備及實驗現場儀器分布式處理結構網絡連接的需要

    （8）采用嵌入式高性能處理器為了支持多媒體數據業(yè)務，采用處理能力強大32位的嵌入式處理器，提供強大的處理能力，并能夠滿足未來應用功能的升級同時采用實時多任務編程技術和交叉開發(fā)工具技術來控制功能復雜性，簡化應用程序設計、保障軟件質量和縮短開發(fā)周期

    （9）小尺寸、微功耗和低成本通過選用最佳的編程模型和不斷改進算法，采用Java編程模式，優(yōu)化編譯器性能，滿足小尺寸、微功耗和低成本的特性 典型應用領域移動數據通信正逐步進入傳統的工業(yè)控制領域利用移動數據通信技術可以為工業(yè)監(jiān)控系統搭建遠程數據傳輸平臺無線數傳終端利用最新的移動通信網絡作為傳輸介質，可以與眾多的RTU終端、DTU終端、PLC終端、單片機終端、工控機、GPS車載定位儀、儀器儀表、POS終端等工業(yè)控制設備無縫連接各種遠程工業(yè)控制設備通過移動數據網絡連接到數據中心，實現實時瀏覽溫度，設置點，報警或者其他監(jiān)控功能，并使數據采樣更加實時準確，用戶可以在異地遠程控制監(jiān)控設備，使工業(yè)控制更加高效率，有助于實現行業(yè)管理現代化、數據采集自動化等目標 

    工業(yè)控制無線數傳終端產品具有支持多媒體數據傳輸的特點，不僅能滿足工業(yè)遙控、遙調、遙測、遙信功能，而且還能實現對工控現場遠程圖像實時監(jiān)控，即“遙視”功能，可集中管理各工業(yè)控制設備的工作狀態(tài)，滿足工業(yè)控制自動化發(fā)展的要求設備能夠應用在電力、自來水、天然氣等領域表計的計量，還可實現自動測量讀取、自動計量發(fā)送、遠程信息處理、遠程設備監(jiān)控，以及安防、車輛調度、公眾流量業(yè)務、工業(yè)處理自動化等任何需要統一管理服務終端的應用方案中，可廣泛用于金融、保險、證券、商業(yè)、公安、多媒體通信、稅務、氣象、石油等行業(yè) 

    例如，在環(huán)保系統中，常常需要對眾多的污染排放點進行實時監(jiān)測，大部分監(jiān)測數據需要實時發(fā)送到管理中心的后端服務器進行處理由于監(jiān)測點分散，分布范圍廣，而且大多設置在環(huán)境較惡劣的地區(qū)，通過電話線傳送數據往往事倍功半利用GPRS網絡進行無線數據傳輸，成為環(huán)保部門選擇的通信手段亮點之一污染監(jiān)測設備將采集到的污染數據和告警信息，通過GPRS網絡，及時發(fā)送到環(huán)保監(jiān)察部門，可以實現對排污單位或個人的及時管理，大大提高了工作效率，為環(huán)境保護提供了嶄新方式

                                        無線數傳終端在環(huán)保系統的應用 

    無線數傳終端在工業(yè)控制領域的主要應用有： 

    （1）城市配電網系統與自動化抄表、變電站設備監(jiān)測 

    （2）自來水、煤氣管道、閘門、泵站與水廠監(jiān)控 

    （3）供熱系統實時監(jiān)控和維護級 

    （4）環(huán)境保護系統數據采集 

    （5）三防與水文監(jiān)測 

    （6）氣象數據采集 

    （7）無人值守如倉庫監(jiān)控 

    （8）無人值守站機房監(jiān)控和遠程維護（如移動基站、微波、光纖中繼站等）