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[经验]

基于GPRS的水资源监测解决方案

2011-10-11 09:28:12  1741 GPRS
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水量监测系统(以下简称水量系统)通过GPRS 网络结合INTERNET 技术, 突破了传统水资监管系统实时采集和地域限制等方面的弱点,同时依靠AYG-83C GPRS无线数据终端实现水量监测的自动化、无线化, 降低了原来的人工抄表成本, 实现了数据实时性和信息化.
水量系统是一种集监测区域地下水水位、工业用水、排污等水情信息的实时数据采集系统. 水资监测系统将监测区域内的水情信息以实时传输的方式传递至信息处理中心, 便于相关部门及时进行水资源统一管理、保护和监督工作,从而提高水资源的利用率, 产生较大的社会效益和经济效益.
GPRS即通用分组无线业务是一种基于GSM 网络的, 在理论上,GPRS 数据包通讯服务的花费比电路交换服务所花的费用要少,其通信信道是共享的, 仅在需要的时候才有数据包传输产生, 因此比使用专用的连接要节省很多资源. 一般可用于实时性高、数据量较大的远程数据传输, 具有可靠性高和成本低等优势
系统的组成及主要功能
系统由三部分组成:RTU采集终端、GPRS模块与信息处理中心. 水资监测系统组成结构见图1 .
1 水资监管系统组成结构图
图2 是基于GPRS 技术的水资监管系统模型图, 它是一个主要以通讯网络为纽带的三层数据传输系统:
第1 层为现场数据采集层, 主要包括RTU数据采集终端,GPRS数据传输模块。
第2 层为各监测分中心层, 主要包括各个管理处、水利站、各处监测分中心.
第3 层为水利局总水资监管层, 地表水监测管理中心;地下水监测中心。

系统功能的实现
水量系统是一个从现场实时数据采集到数据逐层向上传输与上级的控制命令向下传输的过程. 水利局信息处理中心通过通过向RTU下发命令来获得数据,同时水利局信息处理中心在Internet 上发布相关信息, 各监测分中心通过Internet网络对所属监测点的相关数据信息进行接受和处理.
RTU终端将各项实时采集的数据通过GPRS 模块将数据发送到中国移动GPRS网络中.移动GPRS网络将各个RTU终端的采集数据传送到指定的信息处理中心上进行数据处理,信息处理中心完成对数据的处理﹑存储﹑显示及发布;
注:通过对AYG-83C进行特定的设置后,监测分中心也可以通过和GPRS通信网络获得所属监测点的相关数据
三.RTU数据采集终端
数据采集部分是水量采集系统的重要环节,为了安装方便和适用不同形状的管道选用超声波流量计量,其优点如下:
超声波流量计为无流动阻挠测量,无额外压力损失,可作非接触测量。适用于大型圆形管道和矩形管道,且原理上不受管径限制,其造价基本上与管径无关。对于大型管道不仅带来方便,可认为在无法实现实流校验的情况下是优先考虑的选择方案。
四.GPRS数据传输模块
  信息传输采用AYG-83C模块,模块特性如下:
基本功能
·内嵌PPP、TCP/IP 协议栈;
·支持移动运营商的APN专网;
·支持固定IP地址和域名;
·支持TCP/UDP/短信三种通信方式;
·TCP/UDP链路支持心跳功能;
·TCP/UDP链路重链接时间可配置;
·支持空闲下线和定时强制下线方式;
·支持自动上线工作模式;
·支持最高115200的串口波特率;
增强功能
·支持获取移动专网的指定IP;
·透明链路下可自定义注册包、心跳包、注销包;
·支持短信参数配置、重启动控制;
·支持短信/电话重启动控制;
·工业级设计,满足恶劣应用环境需求;
·优化电磁兼容性设计;
·支持宽电压范围输入;
·天线接口50欧./SMA/阴头;
·SIM卡3V/1.8V;
·串行数据及配置接口RS-232/485;
·串行数据速率300∽115200bits/s;
供电
·电压: 5 ∽+40VDC;
功耗(外供电压值:12V/1.5A);
·待机电流50mA;
·数传电流<400mA;

五.信息处理中心系统软件
信息中心软件分为4个子模块,功能如下:
( 1) 水量/水位信息接收子模块. 通过网络实时接收各个遥测点采集到的水位、水量等水情数据, 并根据需要删除异常数据;
( 2) 水量/水位存储子模块. 根据采集到的时间对数据进行存储
( 3) 水量/水位分析子模块. 根据当前的采集数据,生成用户用水报表
( 4)水位报警子模块. 根据当前采集到的水位和设定的警戒值进行比较, 当超过警戒值时, 发出报警指示;
六.系统特点
通过实际的应用和不断改进, GPRS 网络数据通信技术在水情监测系统中表现出显著的优势如下:
( 1) 实时的数据传输, 及时获取水情信息, 提高系统的可用性;
( 2) 更合理地按流量计算费用, 使运行费用更加低廉, 降低成本;
( 3) 网络覆盖范围广, 布点方便, 扩容简单快速;
( 4) 系统兼容性强, 组网简单而迅速, 易于实现,开发周期短;
( 5) 安全性高, 维护费用低廉.

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