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GPRS/4G水文數據采集系統

供稿:上??婆_斯電子科技有限公司 2019/2/11 11:43:21

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  • 關鍵詞: 水位點數據采集 數據實時上傳 監控
  • 摘要:隨著我國經濟社會的發展,對水文信息不斷提出新要求,水文觀測項目和內容不斷增加,對觀測手段和方法以及水文監測技術的研發和應用提出了越來越高的要求;現代電子技術、傳感技術、通信技術和計算機技術的迅速發展,也促進了水文監測技術自動化的發展。

       

在水文監測系統中,常常需要對眾多的水位點進行實時監測,大部分監測數據需要實時發送到管理中心的后端服務器進行處理。由于監測點分散,分布范圍廣,而且大多設置在環境較惡劣的地區,通過電話線傳送數據往往事倍功半。通過GPRS無線網絡進行數據傳輸,成為水文部門選擇的通信手段之一。污染源監測設備可將采集到的污染數據和告警信息通過GPRS網絡及時發送到水文監測部門,實現對排污單位或個人的及時管理,可以大大提高水文部門的工作效率。

一、水文監測自動化技術的應用

1、 水文監測的范圍與內容:

水文監測是水文傳感器技術與采集、存儲、傳輸、處理技術的集成。
監測范圍:江、河、湖泊、水庫、渠道和地下水等水文參數。
監測內容:水位、流量、流速、降雨(雪)、蒸發、泥沙、冰凌、墑情、水質等。

2、 水位的采集和傳輸

用于自動化監測的水位傳感器主要有浮子式水位計、壓力式水位計、電子水尺和超聲波水位計等。這些傳感器可以直接接到PLC上,自動監測水位參數。地下水位的監測與地表水相同。目前,省水文監測站與各采集點之間的數據通信主要采用手工抄錄或PSTN電話線傳輸。采用電話線傳輸數據時,由于每次撥號都需要等待,速度慢,而且費用也較高。同時,由于各監控點分布范圍廣、數量多、距離遠,個別點還地處偏僻,因此需申請很多電話線,而且有些監控點有線線路難以到達。

GPRS具有速度快、使用費用低的特點,其傳輸速度可達171.2kb/s。與有線通訊方式相比,采用GPRS無線通信方式則顯得非常靈活,它具有組網靈活、擴展容易、運行費用低投,維護簡單、性價比高等優點因此,目前正考慮采用GPRS無線傳輸方式解決污染源監測數據的實時傳輸問題。

二、解決方案介紹:

(一)系統結構

(二)GPRS無線網絡與中心軟件的連方式:

A、公網方案:

中心用一個服務器組作為中心接收,中心采用ADSL等INTELNET公網連接,采用公網固定IP或者公網動態IP+DNS解析服務。此種方案先向INTERNET運營商申請ADSL等寬帶業務。

1)中心公網固定IP:監控點直接向中心固定IP發起連接。運行可靠穩定,推薦此種方案。(當然固定IP費用比較貴,視客戶財力決定)

2)中心公網動態IP+DNS 解析服務:大部分IP都是動態的,而且費用相對便宜??蛻粝扰cDNS 服務商聯系開通動態域名,動態域名解析軟件網址如下:(可以先申請免費的二級域名) 88IP名解析http://www.88ip.cn

監控點先采用域名尋址方式連接DNS 服務器,再由DNS 服務器找到中心公網動態IP,建立連接。此種方式可以大大節約公網固定IP的費用,但穩定性受制于DNS服務器的穩定,所以要尋找可靠的DNS服務商。

如上圖所示水文遠程測控調度系統由調度中心、無線GPRS網絡、遠程終端單元(GPRS無線傳輸設備,PLC)幾個部分組成:


1.遠程終端單元

遠程終端單元分散的分布在遠程各個遙測點上,主要由GPRS模塊、電源、天線、PLC及各種水文傳感器等幾部分組成。

PLC與現場儀表(傳感器)相連,對現場儀表(傳感器)的開關量、模擬量信號進行數據采集、處理、存儲并通過GPRS模塊向調度中心傳送數據,接收并執行調度中心的命令。

PLC:根據客戶要求選擇使用品牌,如LG、西門子、三菱、歐姆龍等。

無線傳輸設備:采用上??铺┧闺娮拥腒S-91?GPRS DTU透明無線數據傳輸終端,通過RS232/RS485/TTL與水文設備采集點的各個PLC連接,通過 GPRS網絡,把數據傳到調度中心。

2.調度中心

調度中心計算機處理系統是一個開放式實時應用系統,實現全部的數據處理工作。中心的功能有:數據收發管理、站點管理、水文數據管理和系統管理。

數據遙測功能:定時巡測、手動巡測、隨機抽測、分組召測。

遙控功能:控制RTU 開關量輸出點的開、關狀態、遙信開關狀態。

參數狀態管理功能:設置修改各測量數據上、下限值,通訊參數。

在線組態功能:新增數據采集點等參數通過組態定義即可完成。

數據庫管理功能:對測得的數據建庫,對數據進行處理,查詢歷史數據,報表打印。

數據顯示功能: 能顯示測量的各種數據、遙信開關狀態、各種系統圖形等 ,具有圖形功能,模擬顯示管網圖、水廠工藝流程圖等。

搶修修理、停水、管網沖洗等數據錄入及統計。

數據共享功能:提供一個WEB站點,該WEB站點使公司寬帶內部網的任意一臺工作站只通過WEB瀏覽器就可以登陸查看所有監控點的實時數據和存儲的任何時間段的歷史數據。WEB 站點通過用戶身份認證授權方式控制該用戶可訪問那些監控點的實時監控數據和存儲的任何時間段的歷史數據。調度中心系統管理員能增加、刪除可訪問用戶,并對用戶進行不同權限的授權。該WEB站點應能通過超鏈接方式聯入公司統一平臺。

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