PLC远程控制网关煤矿税收监控系统

一、前言

煤炭是我国重要的基础能源和重要原料,在国民经济中具有重要的战略地位,我国一次能源结构中,煤炭比重一直保持到70%左右。电力燃料的76%、钢铁能源的70%、民用燃料的80%、化工燃料的60%均来自煤炭，煤炭将长期是我国的主要能源。

然而，在我国每年大量产煤的同时，PLC远程控制网关煤炭采掘行业的产量难以核实，计量不准确，税务部门很难掌握到真实的生产情况，虽然各级税务部门在不断加强煤炭行业税收的控制管理，但煤炭行业税收管理中的问题仍然没有得到根本性的解决，仍然存在非常严重的偷逃税款现象。

煤炭作为地市、县的主要财政征管征收源之一，生产历史由来已久，特别是十一届以来，私营、个体煤矿得到了长足性的发展，但是，由于小煤窑数量众多，生产经营情况复杂，PLC远程控制网关太多属于家族式管理，财务核算不健全，产量难以核实，销售情况不能准确掌握，核定征收款项又没有充足的证据，偷逃征收款项的现象十分严重。虽然，各地市在政府财政征收上，对煤矿企业实施了不少的改观性方法，调查了解，目前，各地市县的中小煤矿在财政行政征收的管理上仍存在着以下几点缺憾与“瓶颈”：A 财务机制不建全，难以准确掌握其相关数据；B 对财政行政执行机关的征收项目认识、认知意识差；C 煤炭生产行业架构的特殊性造成难以控管的局面；D 政府机构的行政征收项目可参考的准确性数据获得较难；E 小煤矿安全生产条件简陋，事故隐患较多，治理整顿频繁，导致企业生产不正常，PLC远程控制网关受安全生产整顿的影响，昼伏夜干，时干时停，生产时间、投入生产的工人数量，班产量难经监控评测；F 小煤矿业主、工人整体素质较低，致使生产抵触性纠纷较多；G 地市、县政府机构从事征收的行政人员编制较少。

二、 项目分析

2．1 系统组成

PLC远程控制网关系统构成

2．1．1 终端数据采集器

一般在煤矿的出煤井口安装称重传感器和数据处理接口箱，其功能主要有两部分：

1）精确测量皮带、矿车、箕斗等每次提升的煤炭重量；

2）实现故障检测功能，当运输设备发生载荷超限、流量超限、速度超限等故障时，可以发出报警信号，选用4G路由器配置4G模块并将报警信号上传到中心站的服务器，通知管理人员及时处理故障。

皮带秤数据串包含：信号、速度、流量、零点、累计量、计量控制器的馈电状态、壳体启/闭状态。

矿车衡数据串包含：传感器输出信号值，上行累计量、下行累计量，上行车数、下行车数，车速，选用4G路由器配置4G模块计量控制器的馈电状态、壳体启/闭状态。

箕斗数据串包含提升次数，重量，传感器输出信号值，位置、计量控制器的馈电状态、壳体启/闭状态。

2．1．2 无线传输设备

从矿山现场的具体工况、终端采集器通讯接口等多方面考虑，我们决定采用选用4G路由器配置4G模块进行传输。智联物联技术ZD1000 DTU采用RS232/485通讯接口、金属外壳设计，它具有体积小、功耗低、安装配置简单的特点。设备支持主备数据通道、并行多数据通道的功能，支持多种设备上线和实时在线的工作方式，选用4G路由器配置4G模块支持移动APN专网接入功能以保障数据安全可靠。

2．1．3税控监控中心

监控中心主要由子系统服务器组、数据库系统、大屏幕显示系统、网络接入系统和UPS不间断电源组成。主要完成对各个终端远程传输的数据的处理、存储、显示，并对终端上传的各种报警信息进行处理。

2．2 系统总架构

终端数据采集设备通过RS232/485通讯接口与ZD1000串口连接，选用4G路由器配置4G模块远程数据中心服务器可以使用APN专线或普通ADSL等作为网络接入。

通讯设备ZD1000通过GPRS网络接入Internet连接到税控中心服务器主机，建立透明数据通道。这样采集终端产生的数据只要送到串口，ZD1000就会把收到的数据不做任何处地发送到税控中心服务器主机。服务器主机收到终端上传上来的各项源始数据后，对数据进行分析、存储并向终端设备发出控制指令，服务器主机发出的控制指令通过通道传输到选用4G路由器配置4G模块后，ZD1000通过串口送到采集终端，从而实现了数据双向透明传输。

三、 项目架构实施

3．1 终端采集器与通讯设备连接

通讯设备同时支持RS232/485接口，终端采集器可通过RS232/485与通讯设备连接。

3．2 税控监控中心网络接入方式

3．2．1专线接入

中心采用APN专线， 所有点都采用内网固定IP 客户中心通过一条2M APN专线接入移动公司GPRS网络，双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接，在GGSN与移动公司互联路由器之间采用GRE隧道。

为客户分配专用APN，普通用户不得申请该APN。PLC远程控制网关用于GPRS专网的SIM卡才能进入专网APN，防止其他非法用户的进入。

用户在内部建立RADIUS服务器，作为内部用户接入的远程认证服务器（或在APN路由器内，启用路由器本地认证功能）。只有通过认证的用户才允许接入，用以保证用户内部安全。

用户在内部建立DHCP服务器（或在APN路由器内，启用DHCP功能），PLC远程控制网关为通过认证的用户分配用户内部地址。移动终端和服务器平台之间采用端到端加密，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。

双方采用防火墙进行隔离，并在防火墙上进行IP地址和端口过滤。

此种方案无论实时性，安全性和稳定性较前一种方案都有大大提高，PLC远程控制网关适合于安全性要求较高、数据点比较多、实时性要求较高的应用环境。在资金允许的情况下佳组网方式。

3．2．2 ADSL拨号连接（动态公网IP地址）

中心采用ADSL等INTELNET公网连接，采用公网动态IP+DNS解析服务的。客户先 与DNS服务商联系开通动态域名，IP MODEM先采用域名寻址方式连接DNS服务器，再 由 DNS服务器找到中心公网动态IP，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP的费用，但稳定性受制于DNS服务器的稳定，所以要寻找可靠的DNS服务商。此种方案适合小规模应用。

3．2．3 通过固定公网IP连接

中心采用ADSL等INTELNET公网连接，采用公网固定IP服务的。PLC远程控制网关此种方案先向INT ERNET运营商申请ADSL等宽带业务，中心有公网固定IP的。IP MODEM(DTU)直接向中心发起连接。 运行可靠稳定，推荐此种方案。

3．2．4 数据中心软件平台构建

中心端软件的构建有多种方式，对于传入数据的方式的不同，我们提供不同的软件来帮助客户快速地实现中心端的数据接收和现场设备的管理。

目前智联物联提供三种方式的中心接口：

首先是对于组态软件，目前很多组态软件厂家已经集成了我们的驱动了，PLC远程控制网关可以直接配置使用；其次对于原本是读串口的程序，提供一个虚拟串口软（TCP2COM）；最后是对于想开发自己的数据中心软件的客户，会提供一个动态链接库及智联物联公司的数据中心软件，不仅开放源码还全程协助客户进行自己数据中心软件和功能的开发。客户可能通过动态链接库快速开发一个灵活的，稳定的，功能齐全的终端管理和数据交互的中心软件

四、 方案特点

1、系统采用数据自动化录入系统，避免人为少录、漏录等问题而影响税务收入。

2、传输模块采用无线接入GPRS网络，目前GPRS网络已覆盖到全国各地甚至偏远山区也有覆盖，因此煤矿矿井可以在不受地理位置影响的情况下正常接入GPRS网络，为数据中心提供数据传输通信通道。

3、传输模块具有可靠的网络连接，智能防掉线，支持在线检测，PLC远程控制网关在线维护，掉线自动重拔，确保设备永远在线，确保通信通道正常，为数据中心提供准备、实时的侦测数据。

4、传输模块经过简单配置即可使用；体积小方便安装。支持远程参数的配置修改、控制，可以不必到现场修改设备工作数，为整个系统的运作节省了大量的人力物力。

5、传输模块采用工业级设计，金属外壳，外接电源DC 12V/500mA；通信电流：<250mA (12V);工作环境温度 -25~+65ºC;储存温度 -40~+85ºC;相对湿度 95%(无凝结);多重软硬件看门狗设计。

6、终端传输模块支持多种激活方式，如语音电话、短信、数据等；终端设备故障或异常时，自动发短信报警信息给维护人员。

7、传输模块采用主备份中心和自动回复主中心功能,并同时支持多中心并发功能(最多5个)，PLC远程控制网关数据中心支持多种网络接入方式,如APN、固定IP、动态IP、动态域名等。

8、智联物联可为客户提供二次开发包和多语言版本数据中心服务器软件以便客户的需要进行二次开发；同时针对客户的需求，提供多种技术支持，包括产品网络组网方案设计、技术人员技术培训、软件开发全程技术配合、设备现场调试技术支持等服务。

五、 方案总结

此系统在GRPS无线网络平台的基础上，实现了终端采集器与税控监控中心的无线通信，PLC远程控制网关从而实现了税控部门掌握各矿井的煤矿产量，解决矿业业主虚报、产量，减少税费申报的现象。通过该系统可以将实时产量、设备状态，发送到的数据服务器，报警信息发送到管理人员。

对矿山生产实现在线监督，为税务系统、政府的计税管理提供一个准确、科学的依据。同样,此系统同样也可以应用在其他矿业的税务监管,如铜矿、铁矿、原矿石、萤石矿、金矿、铅锌矿、钨矿、锰矿、钼矿、磁铁矿、镍钼矿、磷矿、硫铁矿、天然矿石等。

六、产品如图所示：

深圳市智联物联科技有限公司是一家致力于提供工业级无线网络通讯产品和解决方案的物联网企业，智联物联科技集产品研发、生产、销售、技术服务及定制化开发于一体。公司成立以来，为各行各业提供基于移动通信M2M系列产品和解决方案；工业级3G/4G无线路由器，4g工业路由器，4G dtu，车载wifi，PLC远程控制网关，工业路由器，工业级路由器，工业级无线路由器，工业级4g无线路由器，3g路由器，4g路由器，工业4G网关，工业无线路由器，打印服务器，串口服务器

遍及智能电力、智能交通、智能消防、智能家居、智慧水利、智慧医疗、快递柜、充电桩、自助终端、公共安全、安防通信、工业监测、环境保护、环境监测、路灯照明、花卉栽培、车载Wifi等多个领域。

智联物联拥有一支专业的工业网络通讯产品研发团队，由具有丰富的电子产品开发经验的电子工程师、软件工程师和丰富的系统应用经验的网络工程师组成，以工业产品的开发流程和标准，采用的技术，不断创新，追求，开发出一系列稳定、可靠的工业通讯产品，获得了多项发明和。

企业文化：智联物联以专业的团队、优质的产品、完善的服务得到客户的信任和认可。

智联物联价值观：专业合作、诚信立业、创新兴业、客户满意。

一、工业级设计

1.采用高性能工业级32位处理器

采用无线解决方案高通芯片，处理速度快，功耗小，发热量低，兼容性强，更加稳定，能满足一年365天7*24小时长时间稳定运行不掉线。

2.采用高性能工业级通信模块

采用华为等高质量的通信模块，接收能力强，信号稳定，传输更快。

操作系统

采用OpenWRT一个高度模块化、高度自动化的嵌入式Linux系统，让设备更加稳定，拥有128Mb超大Flash、1G超大内存，可以支持个性化定制开发的需求。

优质的PCB线路板，采用工业级元器件

公司产品线路板采用高品质材质，高标准生产，4层板工艺，产品元器件采用性能稳定的工业级元器件，全部机器自动化实现贴片生产，保证了产品的稳定可靠。

电源采用宽电压设计

支持DC5V-36V，内置电源反相保护和过压过流保护，承受瞬间电压电流过高的冲击。

以太网采用千兆网口，内置电磁防护

以太网接口内置1.5KV电磁隔离保护，千兆网口，传输速度更快。

抗力强

外壳采用加厚金属外壳，屏蔽电磁干扰，设备防护等级IP34，适合在环境恶劣的工业环境下使用。

二、功能强大

1.多模多卡，负载均衡

扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

支持网络制式

支持国内三大运营商2G、3G、4G网络制式，或者支持欧洲，或者支持东南亚，或者支持非洲，或者支持拉美等国家的2G、3G、4G网络制式。

支持有线无线备份

WAN口和LAN口可弹性切换，支持WAN口有线和无线备份，有线优先、无线备份。

串口传输

支持同时串口232/485串口传输。

支持APN/VPDN专网卡，支持多种VPN

支持APN/VPDN专网卡使用，同时支持PPTP、L2TP、Ipsec、OpenVPN、GRE等多种VPN。

强大的 WIFI功能

具备WIFI功能，可隐藏SSID，同时支持3路WiFi，最多可支持15个信道，可同时接入50个设备，WIFI支持802.11b/g/n,支持WIFI AP、AP Client，中继器，中继桥接和WDS等多种工作模式，支持802.11ac，即5.8g（可选）。

支持IP穿透功能

可实现主机IP为路由器获取的IP地址，相当于主机直接插卡拨号上网获取基站IP。

支持VLAN虚拟局域网划分

通过VLAN的划分，增强局域网的安全性，VLAN技术，能将不同地点、不同网络、不同用户组合在一起，形成一个虚拟的网络环境。

支持QOS，带宽限速

支持不同网口带宽限速，IP限速，总带宽限速。

支持DHCP，DDNS，防火墙，NAT，以及DMZ主机等功能

支持ICMP，TCP，UDP，Telnet，FTP，HTTP，HTTPS等网络协议

支持定时重启、手机短信控制上下线

可选支持portal广告，短信认证，微信认证，GPS/北斗定位功能（可选）

支持M2M云平台管理，和WEB监控

设备数据监控、流量限制功能、资源推送、统计报表、远程设备管理（远程重启，WiFi开关），远程参数修改，流量限制，gps定位追踪轨迹。

三、稳定可靠

1.支持硬件WDT看门狗，提供防掉线机制，确保数据终端永远在线。

2.支持ICMP检测，流量检测，及时发现网络异常自动重启设备，保证系统长期使用稳定可靠。

3.工业级设计，金属外壳，抗干扰、防辐射，湿度95%无凝结，耐高温耐低温，零下30度至高温75度也可以正常工作。

4.产品通过，欧洲CE认证等多种认证

操作简单，方便易用

1.上网简单，推杆式用户卡接口，插入手机卡/物联网卡/专网卡，上电后即可联网使用网口和WIFI。

2.支持软硬件恢复出厂设置，可软件清除参数，可硬件RST一键恢复出厂设置。

3.产品快速使用说明书，WEB菜单式页面，可以快速设置使用设备。

4.诊断工具：日志下载查看，远程日志记录，ping检测，路由追踪，方便检测设备信息。