1．DT MCU/RTU監(jiān)測單元概述
DT MCU/RTU監(jiān)測單元以dataTaker 最新一代的DT80系列數(shù)據(jù)采集器為核心，專門用于各類工程安全自動(dòng)化監(jiān)測，技術(shù)先進(jìn)、性能可靠。dataTaker產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)和制造全部在澳大利亞完成，自1983年第一臺DT100型數(shù)據(jù)采集器問世以來，其質(zhì)量、可靠性已經(jīng)在世界范圍內(nèi)被認(rèn)可，其適應(yīng)性及能力已在數(shù)以萬計(jì)的實(shí)際應(yīng)用中被驗(yàn)證，dataTaker已經(jīng)成為一個(gè)國際知名品牌，自上個(gè)世紀(jì)80年代以來一直領(lǐng)導(dǎo)著世界智能數(shù)據(jù)采集器設(shè)計(jì)及制造的潮流。dataTaker 產(chǎn)品通過ISO 9001:2008質(zhì)量管理體系認(rèn)證，擁有歐洲指令CE標(biāo)志（電磁兼容指令、低壓電子產(chǎn)品指令）和澳洲C-TICK標(biāo)志，提供終身免費(fèi)固件升級和三年質(zhì)量保證期。
2．DT MCU/RTU監(jiān)測單元構(gòu)成
DT MCU/RTU監(jiān)測單元采用模塊化結(jié)構(gòu)，由DT80系列采集器主機(jī)、CEM20通道擴(kuò)展模塊、通道防雷模塊、無線通訊模塊（僅限于DT RTU配備）、電源、免維護(hù)蓄電池、防潮加熱器、接線端子、系統(tǒng)接地和工業(yè)保護(hù)機(jī)箱等組成。
3．DT MCU/RTU監(jiān)測單元特點(diǎn)
先進(jìn)性：DT MCU/RTU采用高智能、模塊化、集成設(shè)計(jì)，采用高品質(zhì)工藝和元件精致打造，配備32位軍用級微處理器、128MB工業(yè)級FLASH存儲器、18位工業(yè)級A/D轉(zhuǎn)換、高精準(zhǔn)時(shí)鐘、智能采集電路、高性能繼電器、通道萬用技術(shù)和多信道通訊端口。
實(shí)時(shí)性：DT MCU/RTU內(nèi)置有用于有線TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的以太網(wǎng)接口，具有全球唯一MAC地址的網(wǎng)卡，具有真正的10BaseT的傳輸速度，保證了有線光纖雙向通訊的實(shí)時(shí)性。DT MCU/RTU采樣時(shí)間：≤2S/點(diǎn)，具有快速采集特性，在保證讀數(shù)穩(wěn)定和精確的情況下，采集時(shí)間更短，進(jìn)一步保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。
可靠性：DT MCU/RTU將關(guān)鍵功能模塊高度集成，包括振弦信號激勵(lì)及智能采集模塊、各通訊接口模塊、電源管理模塊、顯示屏等都集成在采集器主機(jī)內(nèi)，DT MCU/RTU采用冗余的繼電器多路復(fù)用器技術(shù)以及采用雙通道隔離技術(shù)，這種高度集成大大減少因不同模塊外部搭接而引起的性能不匹配不一致的不可靠現(xiàn)象，從而能夠保證MCU/RTU的長期穩(wěn)定可靠工作。
可擴(kuò)展性：DT MCU/RTU可連接多個(gè)DT CEM自動(dòng)測量集線箱來實(shí)現(xiàn)多通道擴(kuò)展，最多可擴(kuò)展到600個(gè)差分通道。
適用性：DT MCU/RTU通道萬用，可以混合接入各種不同類型的現(xiàn)場儀器設(shè)備，不需要增加額外的模塊就能進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；DT MCU/ RTU極低功耗，具有自動(dòng)休眠模式；DT MCU/RTU抗干擾能力強(qiáng)、具有遠(yuǎn)程維護(hù)特性，因此它非常適用于工程安全長期監(jiān)測。
易用性：DT MCU/RTU與DT CEM-20自動(dòng)測量集線箱都具有可插拔的接線端子，通道擴(kuò)展方式非常簡單，傳感器接線簡單清晰，程序指令簡單易懂，帶有USB通訊接口及U盤存儲口使現(xiàn)場調(diào)試方便、帶有人工比測接口、易于遠(yuǎn)程維護(hù)和設(shè)備管理。
冗余性：DT MCU/RTU具有128MB大容量的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，可以連續(xù)存儲3年以上的數(shù)據(jù)，采用18位高分辨率A/D轉(zhuǎn)換，±30V寬范圍電壓輸入，-45℃～+70℃寬范圍工作溫度，單機(jī)高達(dá)600個(gè)差分通道擴(kuò)展能力，通道萬用技術(shù)，冗余的繼電器多路復(fù)用器技術(shù)，可以選擇10～30V范圍的供電，因此，具有很好的冗余特性。
可維護(hù)性：DT MCU/RTU具有遠(yuǎn)程自檢、自診斷、維護(hù)功能�，F(xiàn)場調(diào)試及維護(hù)也非常方便，可通過主機(jī)的USB接口和筆記本電腦USB相連，通過可插拔接線端子及主機(jī)按鍵，可進(jìn)行人工比測。測量振弦式儀器可通過主機(jī)上自帶的耳機(jī)聽孔偵聽來調(diào)試。
獨(dú)特的濾波功能：硬件方面，DT MCU/RTU使用“撥弦電路”、“耦合放大電路”、“相位鎖定濾波器(PLL)”、“頻率測量電路”等四個(gè)電路，通過帶寬為400~6000hz的模擬濾波器濾掉之外的頻率信號，從而讀取到正確的頻率值，還使用高能激勵(lì)和高增益放大電路，可以很好地測讀引線較長的鋼弦儀器；軟件方面，可通過設(shè)置通道激勵(lì)因子和MD測量延遲兩個(gè)通道選項(xiàng)，保證測量振弦式儀器時(shí)可以捕捉到真實(shí)的頻率值。
獨(dú)特的運(yùn)算功能：DT MCU/RTU具有強(qiáng)大的運(yùn)算功能，包含1000個(gè)通道變量CV，不僅可以給出工程單位數(shù)據(jù)，還可進(jìn)行高級運(yùn)算包括算數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)、統(tǒng)計(jì)函數(shù)、關(guān)系函數(shù)和邏輯函數(shù)，并能發(fā)出報(bào)警信息和執(zhí)行報(bào)警指令。
4．DT MCU/RTU監(jiān)測單元技術(shù)指標(biāo)
主要功能：DT MCU/RTU可兼容全球絕大多數(shù)傳感器生產(chǎn)廠家的各種類型傳感器，包括標(biāo)準(zhǔn)信號、振弦式信號、卡爾遜差阻信號、數(shù)字信號、SDI-12信號、RS232/RS422/RS485 信號，可對布置在野外現(xiàn)場的各類傳感器及設(shè)備進(jìn)行長期的在線/離線數(shù)據(jù)采集、存儲、運(yùn)算和報(bào)警，可通過有線和無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊和控制。
通道數(shù)：DT MCU/RTU 標(biāo)準(zhǔn)型為40個(gè)差分通道，單機(jī)通道可擴(kuò)展成80、120、160、200、240、280、320、360、400、440、480、520、560、600個(gè)差分通道。（多臺MCU/ RTU組網(wǎng)后，通道數(shù)量因網(wǎng)絡(luò)類型不同而異，理論上沒有限制。）
標(biāo)準(zhǔn)信號測量：電壓±3V，分辨率25µA；電壓±30V，分辨率250µA；電流0～30mA，分辨率250nA。
差阻式信號測量：支持4芯線和5芯線輸入，電阻比0.8000～1.2000，分辨率：0.000001；電阻0～120Ω，分辨率0.0015Ω。
振弦式信號測量：支持起振頻率不同的各類
振弦式儀器，頻率400～6000Hz，分辨率0.002Hz。
熱敏電阻信號：支持1k,2k,3k,4k,6k,10k 類型熱敏電阻，溫度：-75℃～+200℃，分辨率0.1℃。
RTD溫度信號：支持Pt,Ni,Cu, 10～10KΩ。
熱電偶溫度信號：支持B,C,D,E,G,J,K,N,R, S, T。
半導(dǎo)體溫度信號：支持LM34～60, LM135, 235,335,AD590,592,TMPxx。
應(yīng)變橋路信號：1/4,1/2,全橋，電壓或電流激勵(lì)。
智能串行接口：支持RS232/RS422/ RS485智能串行信號設(shè)備。
數(shù)字I/O： 支持SDI-12信號、高頻計(jì)數(shù)和開關(guān)量等。
微處理器：32位軍用級微處理器。
A/D轉(zhuǎn)換：18位工業(yè)級A/D，最大采樣頻率25Hz，線性度0.01%。
數(shù)據(jù)存儲容量：可提供128MB工業(yè)級FLASH的內(nèi)部存儲空間（約10,000,000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)），掉電保護(hù)功能保證數(shù)據(jù)安全。
通道激勵(lì)：電壓4.5V、12V或外部電壓激勵(lì)；配有恒流源電流激勵(lì)，250µA、2.5mA可選。
通道阻抗：輸入阻抗>100MΩ。
時(shí)鐘精度：±1分/年。
顯示器：LCD，2行16字符，帶背光燈，用于顯示通道數(shù)據(jù)、報(bào)警信息、系統(tǒng)狀態(tài)等。
按鍵區(qū)：6個(gè)按鍵，用于查看和特殊功能（下載數(shù)據(jù)、傳輸程序、人工比測等）。
指示燈：4個(gè)LED，指示采集、存儲、警告、電源等狀態(tài)。
通訊接口：具有1個(gè)USB通訊口(USB1.1）、1個(gè)以太網(wǎng)通訊口(10Mbps)、1個(gè)RS232通訊口(300～115kbps)、1個(gè)RS485通訊口(300～57600bps)和1個(gè)U盤存儲接口（用于現(xiàn)場下載內(nèi)存數(shù)據(jù)和程序更新），具有人工比測接口。
支持協(xié)議：TCP/IP，MODBUS。
測量方式：通過重復(fù)計(jì)劃、即時(shí)計(jì)劃、X計(jì)劃等方式實(shí)現(xiàn)定時(shí)、間斷、單檢、巡檢、選測或任設(shè)測點(diǎn)群測量，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)分類、分部位儀器的不同測量周期測量。
定時(shí)間隔：1ms～180d，多計(jì)劃重復(fù)采樣，可任意設(shè)置。
采樣時(shí)間：50ms～2s／點(diǎn)，巡檢時(shí)間可設(shè)置。平均無故障時(shí)間（MTBF）：DT MCU/RTU平均無故障時(shí)間≥30000h，DT監(jiān)測系統(tǒng)平均無故障時(shí)間≥20000h（以1000臺MCU/RTU系統(tǒng)為計(jì)）。
平均維修時(shí)間（MTTR）：DT MCU/RTU平均維修時(shí)間≤1h。
設(shè)備傳輸?shù)恼`碼率：DT MCU/RTU設(shè)備傳輸?shù)恼`碼率≤10-4。
自動(dòng)采集數(shù)據(jù)的缺失率：DT MCU/RTU每小時(shí)采集1次，每年數(shù)據(jù)的缺失率<1%。
防雷電感應(yīng)：≥3000W。
供電范圍：外部電壓輸入范圍：10～30 VDC 。
平均功耗：60mW～12W。
內(nèi)部電池：6VDC,4Ah免維護(hù)鉛酸蓄電池，支持24小時(shí)不間斷運(yùn)行（使用內(nèi)部電池1小時(shí)采集一次，可連續(xù)工作3個(gè)月以上）。
電源管理模塊：接受外部、內(nèi)部供電，電池充電管理，監(jiān)測供電電源的電壓、電流、機(jī)身溫度，及時(shí)了解現(xiàn)場供電狀況。
工作環(huán)境：溫度-45℃～+70℃，濕度≤98%RH。
5．DT MCU/RTU技術(shù)性能匯總表
6．DT CEM-20自動(dòng)測量集線箱
主要功能：DT CEM-20自動(dòng)測量集線箱用于DT安全監(jiān)測自動(dòng)化系統(tǒng)的模擬通道擴(kuò)展，適用于DT MCU80G、DT MCU85G、DT RTU80G、DT RTU85G等主機(jī)的通道擴(kuò)展（接入數(shù)量見下表）。
通道數(shù)量：5線輸入20個(gè)模擬通道（40差分通道或60單端通道）。
傳感器接入類型：同DTMCU/RTU主機(jī)的模擬通道性能，通道萬用，不同傳感器可混合接入。
控制和采集：由DTMCU/RTU主機(jī)控制和采集。
采樣頻率：最大12Hz。
供電方式：由DTMCU/RTU主機(jī)自帶12V輸出供電，平均功耗0.36W，也可使用外部12VDC±5%單獨(dú)供電。
地址編碼：4位DIP開關(guān)。
指示燈：1個(gè)LED，指示采集狀態(tài)。
距離主機(jī)：距離DTMCU/RTU主機(jī)最遠(yuǎn)100m。
防雷電感應(yīng)：≥3000W。
防護(hù)等級：IP66。
外形尺寸：380*380*210mm。
重量：9kg。
工作環(huán)境：溫度-45℃～+70℃，濕度≤98%RH。
7．DT MCU/RTU多種通訊方式
所有現(xiàn)場的DT MCU都通過自帶的以太網(wǎng)口很方便接入相對應(yīng)節(jié)點(diǎn)的以太網(wǎng)光端機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口(RJ45)，各節(jié)點(diǎn)光端機(jī)再接入監(jiān)測站的匯聚點(diǎn)光端機(jī)，構(gòu)成一個(gè)鏈狀網(wǎng)絡(luò)；然后，各個(gè)安全監(jiān)測站通過匯聚點(diǎn)光端機(jī)與三層交換機(jī)連接，從而與上級計(jì)算機(jī)安全監(jiān)測系統(tǒng)連接起來，形成分布式智能節(jié)點(diǎn)控制開放型的全網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并以以太網(wǎng)10BaseT進(jìn)行交互通訊和控制。
DT RTU通過無線節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)和無線WIFI、無線數(shù)據(jù)終端CDMA/GPRS DTU以及無線路由，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線通訊，在監(jiān)測中心的工作站連接無線路由器或通過IP地址接入Internet，均可以接收來自現(xiàn)場的MCU/RTU的監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及控制和管理現(xiàn)場的RTU，從而構(gòu)建了遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)。
8．監(jiān)測采集軟件
DTsMonitor監(jiān)測系統(tǒng)，是一個(gè)大型工程應(yīng)用軟件，是一個(gè)開放式的集成組件系統(tǒng)，由北京數(shù)泰科技完全自主開發(fā)。系統(tǒng)側(cè)重于原始數(shù)據(jù)的采集，原始數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠管理，同時(shí)展現(xiàn)給用戶一個(gè)簡約的、集成的、兼顧數(shù)據(jù)回放、展示、分析功能的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集監(jiān)測系統(tǒng)。
DTsMonitor系統(tǒng)，是基于 DT MCU/RTU硬件產(chǎn)品和Microsoft.Net Framework架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)的新一代的專業(yè)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可分布存放于網(wǎng)絡(luò)中不同的管理處節(jié)點(diǎn)，并最大限度地與其他的管理分析系統(tǒng)兼容對接。數(shù)據(jù)分布設(shè)計(jì)模式提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、實(shí)用性，并節(jié)約了成本。系統(tǒng)的編寫采用了C/S架構(gòu)模型，可實(shí)時(shí)的進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、存儲、分發(fā)共享。
系統(tǒng)按照集成、簡約、易于使用的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對接入系統(tǒng)的傳感器進(jìn)行了優(yōu)化管理。用戶在使用的時(shí)候，僅需要點(diǎn)擊軟件界面的可視化按鈕，就能輕松管理一個(gè)或多個(gè)MCU/RTU。
DTsMonitor相比其他的公司的工程監(jiān)測軟件。最主要的優(yōu)勢有：
1、 DTsMonitor完美支持dataTaker硬件采集設(shè)備，可根據(jù)用戶的需求，增加其他的硬件設(shè)備。
2、 可定制用戶需要的數(shù)據(jù)顯示，如各種實(shí)時(shí)、歷史曲線顯示，工程量的計(jì)算，報(bào)警，報(bào)表、用
戶輸入公式等通用模塊，用戶具有自定義權(quán)限訪問系統(tǒng)功能等。
3、 用戶可以自定義建立自己的分析模型。
4、 集成了一定數(shù)量的模擬構(gòu)件。
5. 集成了一些行業(yè)應(yīng)用的分析模型。
用戶管理：
此模塊主要用于設(shè)置用戶的訪問權(quán)限。獲得相應(yīng)操作權(quán)限的人員才能進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行權(quán)限內(nèi)的操作。軟件將記錄使用人員的登錄和操作信息。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，上級中心和分中心可獲得DTsMonitor系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、采集數(shù)據(jù)和人員操作情況。
通訊模塊：
系統(tǒng)軟件支持適合于符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串口協(xié)議，如TCP/IP、GPRS/CDMA等。用戶在使用的時(shí)候，可以選擇某一種通訊方式，來操作遠(yuǎn)程設(shè)備。本模塊負(fù)責(zé)硬件設(shè)備的采集管理，并將MCU/RTU上傳的數(shù)據(jù)信息，分類存貯在數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)將用戶可能用到的常用操作全部編寫為函數(shù)，在軟件上表現(xiàn)為功能按鈕，包括：可選測量模式（主動(dòng)模式、問答模式）、檢測方式（單檢、巡檢、選測）、采樣時(shí)間更改、常用指令等。
自檢模塊：
系統(tǒng)每次啟動(dòng)或人工強(qiáng)制自檢時(shí)，會通過系統(tǒng)可通過一些指令集來檢查MCU/RTU硬件系統(tǒng)和傳感器的狀態(tài)�？蓹z測狀態(tài)如：硬件序列號、供電電壓、備份蓄電池電壓、內(nèi)部溫度、數(shù)據(jù)內(nèi)存狀態(tài)、內(nèi)部開關(guān)量、內(nèi)部采集程序及各種儀器的讀數(shù)是否正常等。
曲線顯示：
本模塊將采集到的數(shù)據(jù)或計(jì)算后的數(shù)據(jù)，用各種曲線直觀的展現(xiàn)在客戶面前。用戶可通過配置分組來顯示想要展現(xiàn)的數(shù)據(jù)。模塊擁有以下功能：打印曲線、曲線信息查詢、坐標(biāo)軸放大、坐標(biāo)軸縮小、指定坐標(biāo)軸顯示范圍等。
報(bào)警模塊：
本模塊可依據(jù)數(shù)據(jù)通道來配置報(bào)警閥值，每個(gè)數(shù)據(jù)通道都可設(shè)置為四個(gè)基本報(bào)警屬性：低于低限值報(bào)警、高于高限值報(bào)警，高低值之間報(bào)警、高低值之外報(bào)警。系統(tǒng)擁有數(shù)據(jù)報(bào)警顯示界面，當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，會發(fā)出聲音和彈出數(shù)據(jù)報(bào)警顯示框，并以文字和顏色做以區(qū)分，并存報(bào)警信息入庫。用戶可調(diào)用報(bào)警歷史數(shù)據(jù)庫來查詢歷史報(bào)警信息，并可設(shè)置數(shù)據(jù)通道是否報(bào)警和聲音報(bào)警的開關(guān)。
遠(yuǎn)程管理：
系統(tǒng)可向下管理多臺MCU/RTU，向上能夠向網(wǎng)絡(luò)上任何一臺具有開放權(quán)限的可靠計(jì)算機(jī)傳送數(shù)據(jù)報(bào)文，同時(shí)也可以接收遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)管理軟件向本地發(fā)送的指令報(bào)文，通過各種編碼方式，可經(jīng)多重中繼發(fā)送到指定的MCU/RTU監(jiān)測點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多級監(jiān)測站遠(yuǎn)程管理。
報(bào)表模塊：
用戶可根據(jù)自己的需要來定制報(bào)表顯示模板，默認(rèn)報(bào)表包括：表頭、報(bào)表生成時(shí)間、數(shù)據(jù)時(shí)間、數(shù)據(jù)值、數(shù)據(jù)編號、數(shù)據(jù)均值、最大值、最小值等。
9．成功案例
DTS_Monitor軟件系統(tǒng)是一套基于DT MCU/RTU開發(fā)的自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)，多種監(jiān)測開發(fā)軟件已成功運(yùn)行于多個(gè)巖土工程監(jiān)測項(xiàng)目上。
