PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)煤礦稅收監控系統

一、前言

煤炭是我國重要的基礎能源和重要原料,在國民經(jīng)濟中具有重要的戰略地位,我國一次能源結構中,煤炭比重一直保持到70%左右。電力燃料的76%、鋼鐵能源的70%、民用燃料的80%、化工燃料的60%均來(lái)自煤炭，煤炭將長(cháng)期是我國的主要能源。

然而，在我國每年大量產(chǎn)煤的同時(shí)，PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)煤炭采掘行業(yè)的產(chǎn)量難以核實(shí)，計量不準確，稅務(wù)部門(mén)很難掌握到真實(shí)的生產(chǎn)情況，雖然各級稅務(wù)部門(mén)在不斷加強煤炭行業(yè)稅收的控制管理，但煤炭行業(yè)稅收管理中的問(wèn)題仍然沒(méi)有得到根本性的解決，仍然存在非常嚴重的偷逃稅款現象。

煤炭作為地市、縣的主要財政征管征收源之一，生產(chǎn)歷史由來(lái)已久，特別是十一屆以來(lái)，私營(yíng)、個(gè)體煤礦得到了長(cháng)足性的發(fā)展，但是，由于小煤窯數量眾多，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)情況復雜，PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)太多屬于家族式管理，財務(wù)核算不健全，產(chǎn)量難以核實(shí)，銷(xiāo)售情況不能準確掌握，核定征收款項又沒(méi)有充足的證據，偷逃征收款項的現象十分嚴重。雖然，各地市在政府財政征收上，對煤礦企業(yè)實(shí)施了不少的改觀(guān)性方法，調查了解，目前，各地市縣的中小煤礦在財政行政征收的管理上仍存在著(zhù)以下幾點(diǎn)缺憾與“瓶頸"：A 財務(wù)機制不建全，難以準確掌握其相關(guān)數據；B 對財政行政執行機關(guān)的征收項目認識、認知意識差；C 煤炭生產(chǎn)行業(yè)架構的特殊性造成難以控管的局面；D 政府機構的行政征收項目可參考的準確性數據獲得較難；E 小煤礦安全生產(chǎn)條件簡(jiǎn)陋，事故隱患較多，治理整頓頻繁，導致企業(yè)生產(chǎn)不正常，PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)受安全生產(chǎn)整頓的影響，晝伏夜干，時(shí)干時(shí)停，生產(chǎn)時(shí)間、投入生產(chǎn)的工人數量，班產(chǎn)量難經(jīng)監控評測；F 小煤礦業(yè)主、工人整體素質(zhì)較低，致使生產(chǎn)抵觸性糾紛較多；G 地市、縣政府機構從事征收的行政人員編制較少。

二、 項目分析

2．1 系統組成

PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)系統構成

2．1．1 終端數據采集器

一般在煤礦的出煤井口安裝稱(chēng)重傳感器和數據處理接口箱，其功能主要有兩部分：

1）精確測量皮帶、礦車(chē)、箕斗等每次提升的煤炭重量；

2）實(shí)現故障檢測功能，當運輸設備發(fā)生載荷超限、流量超限、速度超限等故障時(shí)，可以發(fā)出報警信號，選用4G路由器配置4G模塊并將報警信號上傳到中心站的服務(wù)器，通知管理人員及時(shí)處理故障。

皮帶秤數據串包含：信號、速度、流量、零點(diǎn)、累計量、計量控制器的饋電狀態(tài)、殼體啟/閉狀態(tài)。

礦車(chē)衡數據串包含：傳感器輸出信號值，上行累計量、下行累計量，上行車(chē)數、下行車(chē)數，車(chē)速，選用4G路由器配置4G模塊計量控制器的饋電狀態(tài)、殼體啟/閉狀態(tài)。

箕斗數據串包含提升次數，重量，傳感器輸出信號值，位置、計量控制器的饋電狀態(tài)、殼體啟/閉狀態(tài)。

2．1．2 無(wú)線(xiàn)傳輸設備

從礦山現場(chǎng)的具體工況、終端采集器通訊接口等多方面考慮，我們決定采用選用4G路由器配置4G模塊進(jìn)行傳輸。智聯(lián)物聯(lián)技術(shù)ZD1000 DTU采用RS232/485通訊接口、金屬外殼設計，它具有體積小、功耗低、安裝配置簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。設備支持主備數據通道、并行多數據通道的功能，支持多種設備上線(xiàn)和實(shí)時(shí)在線(xiàn)的工作方式，選用4G路由器配置4G模塊支持移動(dòng)APN專(zhuān)網(wǎng)接入功能以保障數據安全可靠。

2．1．3稅控監控中心

監控中心主要由子系統服務(wù)器組、數據庫系統、大屏幕顯示系統、網(wǎng)絡(luò )接入系統和UPS不間斷電源組成。主要完成對各個(gè)終端遠程傳輸的數據的處理、存儲、顯示，并對終端上傳的各種報警信息進(jìn)行處理。

2．2 系統總架構

終端數據采集設備通過(guò)RS232/485通訊接口與ZD1000串口連接，選用4G路由器配置4G模塊遠程數據中心服務(wù)器可以使用APN專(zhuān)線(xiàn)或普通ADSL等作為網(wǎng)絡(luò )接入。

通訊設備ZD1000通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )接入Internet連接到稅控中心服務(wù)器主機，建立透明數據通道。這樣采集終端產(chǎn)生的數據只要送到串口，ZD1000就會(huì )把收到的數據不做任何處地發(fā)送到稅控中心服務(wù)器主機。服務(wù)器主機收到終端上傳上來(lái)的各項源始數據后，對數據進(jìn)行分析、存儲并向終端設備發(fā)出控制指令，服務(wù)器主機發(fā)出的控制指令通過(guò)通道傳輸到選用4G路由器配置4G模塊后，ZD1000通過(guò)串口送到采集終端，從而實(shí)現了數據雙向透明傳輸。

三、 項目架構實(shí)施

3．1 終端采集器與通訊設備連接

通訊設備同時(shí)支持RS232/485接口，終端采集器可通過(guò)RS232/485與通訊設備連接。

3．2 稅控監控中心網(wǎng)絡(luò )接入方式

3．2．1專(zhuān)線(xiàn)接入

中心采用APN專(zhuān)線(xiàn)， 所有點(diǎn)都采用內網(wǎng)固定IP 客戶(hù)中心通過(guò)一條2M APN專(zhuān)線(xiàn)接入移動(dòng)公司GPRS網(wǎng)絡(luò )，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進(jìn)行廣域連接，在GGSN與移動(dòng)公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。

為客戶(hù)分配專(zhuān)用APN，普通用戶(hù)不得申請該APN。PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)用于GPRS專(zhuān)網(wǎng)的SIM卡才能進(jìn)入專(zhuān)網(wǎng)APN，防止其他非法用戶(hù)的進(jìn)入。

用戶(hù)在內部建立RADIUS服務(wù)器，作為內部用戶(hù)接入的遠程認證服務(wù)器（或在A(yíng)PN路由器內，啟用路由器本地認證功能）。只有通過(guò)認證的用戶(hù)才允許接入，用以保證用戶(hù)內部安全。

用戶(hù)在內部建立DHCP服務(wù)器（或在A(yíng)PN路由器內，啟用DHCP功能），PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)為通過(guò)認證的用戶(hù)分配用戶(hù)內部地址。移動(dòng)終端和服務(wù)器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個(gè)傳輸過(guò)程中可能的泄漏。

雙方采用防火墻進(jìn)行隔離，并在防火墻上進(jìn)行IP地址和端口過(guò)濾。

此種方案無(wú)論實(shí)時(shí)性，安全性和穩定性較前一種方案都有大大提高，PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)適合于安全性要求較高、數據點(diǎn)比較多、實(shí)時(shí)性要求較高的應用環(huán)境。在資金允許的情況下佳組網(wǎng)方式。

3．2．2 ADSL撥號連接（動(dòng)態(tài)公網(wǎng)IP地址）

中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS解析服務(wù)的?？蛻?hù)先 與DNS服務(wù)商聯(lián)系開(kāi)通動(dòng)態(tài)域名，IP MODEM先采用域名尋址方式連接DNS服務(wù)器，再 由 DNS服務(wù)器找到中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP，建立連接。此種方式可以大大節約公網(wǎng)固定IP的費用，但穩定性受制于DNS服務(wù)器的穩定，所以要尋找可靠的DNS服務(wù)商。此種方案適合小規模應用。

3．2．3 通過(guò)固定公網(wǎng)IP連接

中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP服務(wù)的。PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)此種方案先向INT ERNET運營(yíng)商申請ADSL等寬帶業(yè)務(wù)，中心有公網(wǎng)固定IP的。IP MODEM(DTU)直接向中心發(fā)起連接。 運行可靠穩定，推薦此種方案。

3．2．4 數據中心軟件平臺構建

中心端軟件的構建有多種方式，對于傳入數據的方式的不同，我們提供不同的軟件來(lái)幫助客戶(hù)快速地實(shí)現中心端的數據接收和現場(chǎng)設備的管理。

目前智聯(lián)物聯(lián)提供三種方式的中心接口：

首先是對于組態(tài)軟件，目前很多組態(tài)軟件廠(chǎng)家已經(jīng)集成了我們的驅動(dòng)了，PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)可以直接配置使用；其次對于原本是讀串口的程序，提供一個(gè)虛擬串口軟（TCP2COM）；最后是對于想開(kāi)發(fā)自己的數據中心軟件的客戶(hù)，會(huì )提供一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫及智聯(lián)物聯(lián)公司的數據中心軟件，不僅開(kāi)放源碼還全程協(xié)助客戶(hù)進(jìn)行自己數據中心軟件和功能的開(kāi)發(fā)?？蛻?hù)可能通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接庫快速開(kāi)發(fā)一個(gè)靈活的，穩定的，功能齊全的終端管理和數據交互的中心軟件

四、 方案特點(diǎn)

1、系統采用數據自動(dòng)化錄入系統，避免人為少錄、漏錄等問(wèn)題而影響稅務(wù)收入。

2、傳輸模塊采用無(wú)線(xiàn)接入GPRS網(wǎng)絡(luò )，目前GPRS網(wǎng)絡(luò )已覆蓋到全國各地甚至偏遠山區也有覆蓋，因此煤礦礦井可以在不受地理位置影響的情況下正常接入GPRS網(wǎng)絡(luò )，為數據中心提供數據傳輸通信通道。

3、傳輸模塊具有可靠的網(wǎng)絡(luò )連接，智能防掉線(xiàn)，支持在線(xiàn)檢測，PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)在線(xiàn)維護，掉線(xiàn)自動(dòng)重拔，確保設備永遠在線(xiàn)，確保通信通道正常，為數據中心提供準備、實(shí)時(shí)的偵測數據。

4、傳輸模塊經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單配置即可使用；體積小方便安裝。支持遠程參數的配置修改、控制，可以不必到現場(chǎng)修改設備工作數，為整個(gè)系統的運作節省了大量的人力物力。

5、傳輸模塊采用工業(yè)級設計，金屬外殼，外接電源DC 12V/500mA；通信電流：<250mA (12V);工作環(huán)境溫度 -25~+65oC;儲存溫度 -40~+85oC;相對濕度 95%(無(wú)凝結);多重軟硬件看門(mén)狗設計。

6、終端傳輸模塊支持多種激活方式，如語(yǔ)音電話(huà)、短信、數據等；終端設備故障或異常時(shí)，自動(dòng)發(fā)短信報警信息給維護人員。

7、傳輸模塊采用主備份中心和自動(dòng)回復主中心功能,并同時(shí)支持多中心并發(fā)功能(最多5個(gè))，PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)數據中心支持多種網(wǎng)絡(luò )接入方式,如APN、固定IP、動(dòng)態(tài)IP、動(dòng)態(tài)域名等。

8、智聯(lián)物聯(lián)可為客戶(hù)提供二次開(kāi)發(fā)包和多語(yǔ)言版本數據中心服務(wù)器軟件以便客戶(hù)的需要進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)；同時(shí)針對客戶(hù)的需求，提供多種技術(shù)支持，包括產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)方案設計、技術(shù)人員技術(shù)培訓、軟件開(kāi)發(fā)全程技術(shù)配合、設備現場(chǎng)調試技術(shù)支持等服務(wù)。

五、 方案總結

此系統在GRPS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )平臺的基礎上，實(shí)現了終端采集器與稅控監控中心的無(wú)線(xiàn)通信，PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)從而實(shí)現了稅控部門(mén)掌握各礦井的煤礦產(chǎn)量，解決礦業(yè)業(yè)主虛報、產(chǎn)量，減少稅費申報的現象。通過(guò)該系統可以將實(shí)時(shí)產(chǎn)量、設備狀態(tài)，發(fā)送到的數據服務(wù)器，報警信息發(fā)送到管理人員。

對礦山生產(chǎn)實(shí)現在線(xiàn)監督，為稅務(wù)系統、政府的計稅管理提供一個(gè)準確、科學(xué)的依據。同樣,此系統同樣也可以應用在其他礦業(yè)的稅務(wù)監管,如銅礦、鐵礦、原礦石、螢石礦、金礦、鉛鋅礦、鎢礦、錳礦、鉬礦、磁鐵礦、鎳鉬礦、磷礦、硫鐵礦、天然礦石等。

六、產(chǎn)品如圖所示：

深圳市智聯(lián)物聯(lián)科技有限公司是一家致力于提供工業(yè)級無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通訊產(chǎn)品和解決方案的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，智聯(lián)物聯(lián)科技集產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、技術(shù)服務(wù)及定制化開(kāi)發(fā)于一體。公司成立以來(lái)，為各行各業(yè)提供基于移動(dòng)通信M2M系列產(chǎn)品和解決方案；工業(yè)級3G/4G無(wú)線(xiàn)路由器，4g工業(yè)路由器，4G dtu，車(chē)載wifi，PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)，工業(yè)路由器，工業(yè)級路由器，工業(yè)級無(wú)線(xiàn)路由器，工業(yè)級4g無(wú)線(xiàn)路由器，3g路由器，4g路由器，工業(yè)4G網(wǎng)關(guān)，工業(yè)無(wú)線(xiàn)路由器，打印服務(wù)器，串口服務(wù)器

遍及智能電力、智能交通、智能消防、智能家居、智慧水利、智慧醫療、快遞柜、充電樁、自助終端、公共安全、安防通信、工業(yè)監測、環(huán)境保護、環(huán)境監測、路燈照明、花卉栽培、車(chē)載Wifi等多個(gè)領(lǐng)域。

智聯(lián)物聯(lián)擁有一支專(zhuān)業(yè)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )通訊產(chǎn)品研發(fā)團隊，由具有豐富的電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)驗的電子工程師、軟件工程師和豐富的系統應用經(jīng)驗的網(wǎng)絡(luò )工程師組成，以工業(yè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程和標準，采用的技術(shù)，不斷創(chuàng )新，追求，開(kāi)發(fā)出一系列穩定、可靠的工業(yè)通訊產(chǎn)品，獲得了多項發(fā)明和。

企業(yè)文化：智聯(lián)物聯(lián)以專(zhuān)業(yè)的團隊、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、完善的服務(wù)得到客戶(hù)的信任和認可。

智聯(lián)物聯(lián)價(jià)值觀(guān)：專(zhuān)業(yè)合作、誠信立業(yè)、創(chuàng )新興業(yè)、客戶(hù)滿(mǎn)意。

一、工業(yè)級設計

1.采用高性能工業(yè)級32位處理器

采用無(wú)線(xiàn)解決方案高通芯片，處理速度快，功耗小，發(fā)熱量低，兼容性強，更加穩定，能滿(mǎn)足一年365天7*24小時(shí)長(cháng)時(shí)間穩定運行不掉線(xiàn)。

2.采用高性能工業(yè)級通信模塊

采用華為等高質(zhì)量的通信模塊，接收能力強，信號穩定，傳輸更快。

操作系統

采用OpenWRT一個(gè)高度模塊化、高度自動(dòng)化的嵌入式Linux系統，讓設備更加穩定，擁有128Mb超大Flash、1G超大內存，可以支持個(gè)性化定制開(kāi)發(fā)的需求。

優(yōu)質(zhì)的PCB線(xiàn)路板，采用工業(yè)級元器件

公司產(chǎn)品線(xiàn)路板采用高品質(zhì)材質(zhì)，高標準生產(chǎn)，4層板工藝，產(chǎn)品元器件采用性能穩定的工業(yè)級元器件，全部機器自動(dòng)化實(shí)現貼片生產(chǎn)，保證了產(chǎn)品的穩定可靠。

電源采用寬電壓設計

支持DC5V-36V，內置電源反相保護和過(guò)壓過(guò)流保護，承受瞬間電壓電流過(guò)高的沖擊。

以太網(wǎng)采用千兆網(wǎng)口，內置電磁防護

以太網(wǎng)接口內置1.5KV電磁隔離保護，千兆網(wǎng)口，傳輸速度更快。

抗力強

外殼采用加厚金屬外殼，屏蔽電磁干擾，設備防護等級IP34，適合在環(huán)境惡劣的工業(yè)環(huán)境下使用。

二、功能強大

1.多模多卡，負載均衡

擴展網(wǎng)絡(luò )設備和服務(wù)器的帶寬、增加吞吐量、加強網(wǎng)絡(luò )數據處理能力、提高網(wǎng)絡(luò )的靈活性和可用性。

支持網(wǎng)絡(luò )制式

支持國內三大運營(yíng)商2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò )制式，或者支持歐洲，或者支持東南亞，或者支持非洲，或者支持拉美等國家的2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò )制式。

支持有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)備份

WAN口和LAN口可彈性切換，支持WAN口有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)備份，有線(xiàn)優(yōu)先、無(wú)線(xiàn)備份。

串口傳輸

支持同時(shí)串口232/485串口傳輸。

支持APN/VPDN專(zhuān)網(wǎng)卡，支持多種VPN

支持APN/VPDN專(zhuān)網(wǎng)卡使用，同時(shí)支持PPTP、L2TP、Ipsec、OpenVPN、GRE等多種VPN。

強大的 WIFI功能

具備WIFI功能，可隱藏SSID，同時(shí)支持3路WiFi，最多可支持15個(gè)信道，可同時(shí)接入50個(gè)設備，WIFI支持802.11b/g/n,支持WIFI AP、AP Client，中繼器，中繼橋接和WDS等多種工作模式，支持802.11ac，即5.8g（可選）。

支持IP穿透功能

可實(shí)現主機IP為路由器獲取的IP地址，相當于主機直接插卡撥號上網(wǎng)獲取基站IP。

支持VLAN虛擬局域網(wǎng)劃分

通過(guò)VLAN的劃分，增強局域網(wǎng)的安全性，VLAN技術(shù)，能將不同地點(diǎn)、不同網(wǎng)絡(luò )、不同用戶(hù)組合在一起，形成一個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境。

支持QOS，帶寬限速

支持不同網(wǎng)口帶寬限速，IP限速，總帶寬限速。

支持DHCP，DDNS，防火墻，NAT，以及DMZ主機等功能

支持ICMP，TCP，UDP，Telnet，FTP，HTTP，HTTPS等網(wǎng)絡(luò )協(xié)議

支持定時(shí)重啟、手機短信控制上下線(xiàn)

可選支持portal廣告，短信認證，微信認證，GPS/北斗定位功能（可選）

支持M2M云平臺管理，和WEB監控

設備數據監控、流量限制功能、資源推送、統計報表、遠程設備管理（遠程重啟，WiFi開(kāi)關(guān)），遠程參數修改，流量限制，gps定位追蹤軌跡。

三、穩定可靠

1.支持硬件WDT看門(mén)狗，提供防掉線(xiàn)機制，確保數據終端永遠在線(xiàn)。

2.支持ICMP檢測，流量檢測，及時(shí)發(fā)現網(wǎng)絡(luò )異常自動(dòng)重啟設備，保證系統長(cháng)期使用穩定可靠。

3.工業(yè)級設計，金屬外殼，抗干擾、防輻射，濕度95%無(wú)凝結，耐高溫耐低溫，零下30度至高溫75度也可以正常工作。

4.產(chǎn)品通過(guò)，歐洲CE認證等多種認證

操作簡(jiǎn)單，方便易用

1.上網(wǎng)簡(jiǎn)單，推桿式用戶(hù)卡接口，插入手機卡/物聯(lián)網(wǎng)卡/專(zhuān)網(wǎng)卡，上電后即可聯(lián)網(wǎng)使用網(wǎng)口和WIFI。

2.支持軟硬件恢復出廠(chǎng)設置，可軟件清除參數，可硬件RST一鍵恢復出廠(chǎng)設置。

3.產(chǎn)品快速使用說(shuō)明書(shū)，WEB菜單式頁(yè)面，可以快速設置使用設備。

4.診斷工具：日志下載查看，遠程日志記錄，ping檢測，路由追蹤，方便檢測設備信息。