GPRS水源井远程监控系统方案

分类：解决方案日期：2010-07-16 09:27:42

一、 项目简介

该系统适用于供水公司、电厂、钢厂等大型企业控制管理自备水源井，可采集水泵的启停状态、三相电流、三相电压、出水流量、水位、出水压力等信息，远程控制自备井水泵的启停，及时发现、记录设备故障，保障企业安全供水。

二、 系统组成

本系统主要由仪表设备、GPRS测控终端、GPRS网络、监控管理中心等设备组成。

仪表设备包括：

水表或流量计、水位变送器、压力变送器、温度变送器、电流互感器、水泵启动柜等

1、 GPRS测控终端（RTU）

由蓝迪通信科技公司自主开发，是该系统的核心部分之一。其主要功能：

1）通过变送器及传感器将现场数据采样、A/D转换、逻辑判断、数据编码、数据处理和协议打包、存储并向通信单元传输操作;

2）接受通信单元发来的信息和控制操作，处理并执行控制中心对采集参数的设置或机构操作；

3）流量计数据通信协议的编码和解码

4）供电方式可采用市电220V供电、电池供电、太阳能供电几种方式。

（1） 技术原理：

LAND无线RTU是集成了模拟信号采集、过程IO控制和无线数据通信于一体的高性能测控装置，可以直接接入标准变送器信号或仪表输出的模拟信号、电平信号、干触点、脉冲信号等，是小规模过程信号实施无线测控的最佳手段。

LAND无线RTU内部具有一个高性能的微处理器，可以完成模拟信号的采集、量值转换和滤波处理等，数据的存储周期和上报周期可以根据用户环境的要求而调整，多点组网的方式非常灵活，既可以选择简单方便的GSM短消息方式，也可以选择高效实时的GPRS/CDMA网络方式。监控中心的建立也是非常容易，目前流行的组态软件都可以直接接入，同时我公司也可以提供基于互联网WEB发布的测控系统，可以满足大多数用户的需求。

（2） 功能及特点：

① 配备多种接口资源，包括模拟信号采集、开关量输入、输出，脉冲信号输入等；

② 支持一路RS232/RS485方式的用户数据接口，可接入流量计等各种设备；

③ 采集传输控制一体化，提高了系统可靠性，降低了成本；

④ 采用工业级超低功耗高性能的嵌入式处理器；

⑤ 用户可以编程的量程转换和报警上下限设定；

⑥ 内设工业时钟，精确计时；

⑦ 自动定时上报和事件触发上报功能；

⑧ 内置大容量FLASH存储器，数据自动记录，支持历史数据检索；

⑨ 通讯协议完善，组态软件支持，用户免开发；

⑩ 板载GSM/GPRS传输模块，方便用户选择GSM、GPRS组网方式；

⑪ 提供用户设置软件，开放式接口，方便与组态软件及其它软件连接；

⑫ 工业级设计，稳定可靠，坚固耐用；

（3） GPRS测控终端（RTU）

（4） GPRS测控终端（RTU）组网原理图

RTU的通讯方式可以根据实际情况选择SMS/GPRS/CDMA网络，其他的工作参数如量程、开关量输入模式、存储周期、上报周期等可以通讯RTU初始化软件予以设置。具体使用参照手册进行即可。

2、GPRS网络

（1）GPRS通信的特点

GPRS是目前解决移动通信信息服务的一种较完美的业务，它是以数据流量计费、覆盖范围广泛、数据传输速度更快。GPRS的推出，为行业和企业用户开展无线办公提供了基础设施平台，为推动移动办公的应用和发展创造了有利条件。与有线网络相比，GPRS网络具有租用费用低、移动办公，不受地域制约等优点。GPRS的出现为企业和行业用户开展无线办公提供了一种新的选择。

GPRS通信方式更适合于无线监测系统的通信业务。在水源井监控中有大量的数据需要工作人员及时的采集、记录，如果这些数据都要人工采集、记录的话势必给工作人员巨大的工作量，而且效率不高，于是我公司根据实际工作情况设计了一套完整的解决方案，可以实现各站点累计流量、瞬时流量、压力、温度、流体密度、仪表内部时间的监测，并且通过增加现场仪表可以采集更多的数据。采集的参数可以通过报表输出或者以趋势曲线的方式显示、打印，以便管理部门及时发现异常情况，管理和服务好用户。

（2）GPRS无线传输数据有以下优势：

1、安装简单方便。GPRS用户可随意分布和移动自己的网络点，无须担心线路的维护或有线在移机时导致的通讯中断。建设新的营业点无需进行拉线，埋线等工作。

2、设备投资价格低。随着通信技术的发展，接收传送数据的GPRS模块已经比数传电台便宜的多。

3、通信资费便宜。目前各地移动公司对GPRS 资费包月比有线电话网络资费还便宜。在GPRS网中，用户只需与网络建立一次连接，就可长时间的保持这种连接，并只在传输数据时才占用信道并被计费，保持时不占用信道不计费。这样，营业点即不用频繁建立连接，也不必支付传输间隙时的费用。

4、链路稳定可靠，永不掉线。

5、GPRS网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接。

6、覆盖较好，相比较很多无线数据网络（集群，双向传呼，），其网络覆盖是最好的。

7、接入时间短，分组交换接入时间缩短为少于1秒，能提供快速即时的连接。

8、支持IP协议和X.25协议以及VPN组网

4、监控管理中心（管理服务器+水源井监控系统管理软件）

调度控制中心部分：

在调度控制中心安装远程GPRS数据接入服务器、数据库服务器、WEB数据发布服务器各一台。并利用现有的办公局域网、INTERNET环境形成一套综合的数据业务平台。

三、 系统功能

1、 硬件功能：

1、测控终端现场采集水源井的水泵状态、电参数、出水流量、水位、压力、温度等数据。

2、测控终端主动定时上报现场数据，随时上报状态变化信息和报警信息。

3、测控终端可显示、存储、查询历史数据；可修改工作参数。

4、测控终端可自动控制水泵的启停，可远程控制水泵的启停。

5、测控终端支持远程软件升级和参数设置。

6、测控终端可保护水泵设备，避免在缺相、过流等状态下启动工作。

7、测控终端兼容任何厂家生产的脉冲水表或各种流量计。

8、测控终端兼容任何厂家生产的标准信号输出的测量变送器。

9、使用GPRS-VPN专网，投资少、数据传输可靠、通信设备维护量小。

10、使用GPRS网络通信时，支持GPRS和短消息两个通信通道。

2、 软件功能：

（1）、强大包大揽的数据库支持和存储能力

系统支持SQL Server和其他可以通过ODBC接口进行访问的数据库系统，其中对于Sybase数据库服务器，可以选用UNIX或Windows 2003操作系统。客户端可以使用Open Client和ODBC两种接口。

数据库服务器：存放系统所有的数据(包括：运行数据、配置信息、告警信息、安全及操作员权限信息、操作维护记录等)，它只是被动地响应来自其他业务台的请求，进行访问。具有文件存档功能，存档的文件能在硬盘上保存一年，然后倒入其他存储介质保存。

（2）多种数据查询和报表功能

提供了很多满足用户需要的报表，设备分类告警统计报表、告警分类统计报表、端局告警对比报表、运行状态统计报表、某时刻设备运行状态查询报表、及监控量历史曲线报表等。

（3）数据采集和信息查询功能：

该项功能是整个系统的核心功能之一，因为它直接决定着监测中心是否能够实时准确地掌握用户计量点的实时用量。实现该功能的基础是高精度的计量表和基于GPRS网络的实时在线传输。

GPRS智能数据采集终端是一个具有自动上报计量数据和自动故障报警功能的智能化装置，无需人工干预校时，GPRS智能数据采集终端能够将时钟自动同步于监测中心的电脑，同时对流量计的时钟进行同步，从而保证了整个计量系统时钟的准确性和一致性。根据对各个计量点数据的实时性的要求，系统可以对每一个GPRS智能数据采集终端设定其数据上报周期，上报周期由起始时刻和上报间隔时间组成。即GPRS智能终端从起始时刻开始每隔一个上报间隔时间便会自动向监测中心上报一次计量数据。上报周期可以由监测中心进行远程设置和更改。

（4）计量数据遥测功能：

数据上报体制采用自报和遥测相结合的体制。即以自动上报为主，用户也可以在有权的情况下对任何一个或多个计量点主动遥测。

（5）查看在线监测点:

在查看在线中可以看到所有在线的监测点，用户可对所有在线监测点进行监测。

（6）查看实时信息: 在实时信息查询中，用户可以查询最新的数据。

（7）用户查询：在用户查询中可以查询系统中所有的单位信息。

（8）操作人员查询: 在操作人员查询中，可以查询系统中所有操作人员。

（9）历史数据查询: 在历史数据查询中，可以查询系统中的历史数据。

（10）用量查询和报表生成: 可以查询日、月、年的任何单位的用量信息。

（11）单位用水分析: 在单位分析中可以查询某一单位日、月、年的曲线。

（12）各监测点分析: 在各监测点分析中可以查询某一监测点日、月、年的曲线。

（13）大型SQL数据库：支持多用户和海量数据。

（14）信息发布与上报：采用网站发布的方式，其他分中心没有费用，方便用户使用和管理。

（15）系统的设定和安全保证功能

系统设定: 在系统设定中对系统的相关参数进行设置。

权限管理: 在权限管理中，可以对系统的操作用户进行权限管理。具有防止非本系统人员入侵本系统，不同级别的用户具有不同权限的操做权限。

（16）系统其他功能

在线帮助：提供在线帮助功能,方便用户查找各项功能的操作使用方法.

操作日志功能：操作员对于系统的重要操作,要保留操作日志。

在线地图：在线地图显示当地的地理信息。

远程维护功能：远端设备具备远程维护功能，方便用户安装调试和后期系统维护。

（17）系统可以扩充的功能

可扩充管道压力的监测，可以在管线上增加压力监测点，现场无需220电源，电池供电，中心可以随时了解管线运行状态。

四、 系统特点

根据项目的需求，我们充分考虑到应用的实际情况，注重设备的性价比，建设一个技术先进、成熟可靠、简洁灵活、经济适用、可升级扩展的数据采集远程控制的系统体系。考虑到企业的中长期发展规划，在管理结构、数据应用、生产管理、系统性能以及远程控制等各个方面能够适应未来的发展，最大程度地保护企业的投资。借助输水管线、站数据采集远程控制系统的建设，可充分利用信息资源，真正把现代化管理、安全技术融入到日常办公管理当中，实现更为先进的管理的体系。

1、准确性

计量数据报告的及时、准确；运行状态数据的无丢失；运行资料的可处理，可追踪。

2、可靠性

全天候运行；传输系统独立完整；维护操作方便；

3、经济性

用户可以选择两种方案组成GPRS远程监控网络平台，

4、先进性

选用了全球最先进的GPRS数据网络技术和成熟稳定的智能化终端加上独特的数据处理控制技术。系统功能的扩展性强。

5、实用的低功耗电池供电技术

对于现场没有电源的监测点，可以采用电池供电的超声流量计，压力变送器由采集终端直接升压驱动。选用了最先进的低功耗集成电路技术，使得GPRS数据采集和传输的电源功率非常低，休眠电流<50uA，这样一来可以使用一次性锂电池工作，现场不需要220电源。

6、互换性和拓展性

系统统一规划，分步实施，随时可以扩充压力、液位的信息监测。