智能GPRS RTU農(nóng)業(yè)灌區(qū)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案

1、GPRS RTU農(nóng)業(yè)灌區(qū)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案概述水資源短缺已經(jīng)成為全球性的問(wèn)題,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,日益增長(zhǎng)的用水需求與水資源短缺之間的矛盾迫使世界各國(guó)都在尋求解決的有效辦法。因此,采用現(xiàn)代化手段,建設(shè)水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng),動(dòng)態(tài)掌握區(qū)域水資源變化及利用情況,最大限度的調(diào)控使用效率,是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。灌區(qū)所具有的工程分散性、水情雨情變化性、農(nóng)作物需水時(shí)效性、灌溉供水動(dòng)態(tài)性、灌區(qū)性質(zhì)特殊性等方面的特點(diǎn),使灌區(qū)的水管理工作十分艱巨。灌區(qū)管理手段的先進(jìn)程度,不僅反映我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平,也是確保灌區(qū)工程安全運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置、提高用水效率、保障灌區(qū)持續(xù)發(fā)展的實(shí)際需要。灌區(qū)引水監(jiān)控系

2、統(tǒng)的主要目的是解決引水工程各環(huán)節(jié)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。該系統(tǒng)由監(jiān)控中心和各個(gè)水源監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成,各個(gè)水源監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集終端(CM550-5XX可監(jiān)視和采集水位、壓力、流速、等各種數(shù)據(jù),供控制中心及有關(guān)部門分析和決策取用,提高工作效率,保證引水質(zhì)量,滿足灌區(qū)的用水量的需求。灌區(qū)引水監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制,以實(shí)現(xiàn)引水管道壓力、水流速的數(shù)據(jù)傳送及閥門開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制,降低了故障率和提高了對(duì)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間。便于及時(shí)迅速的了解及控制遠(yuǎn)端水源井、引水管道及閥門,低故障率和檢修的時(shí)間,減少停水次數(shù)。各水源監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集終端可自動(dòng)采集引水管道壓力、水流速的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與開(kāi)關(guān)狀態(tài)等數(shù)據(jù),信息

3、傳輸?shù)焦鄥^(qū)的監(jiān)控中心,監(jiān)控中心通過(guò)對(duì)傳輸回的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可找到出故障的地點(diǎn),從而當(dāng)一個(gè)遠(yuǎn)端出現(xiàn)故障時(shí),能在最短的時(shí)間內(nèi)解決問(wèn)題,恢復(fù)供水,提高了整體的服務(wù)水平,從而實(shí)現(xiàn)了灌區(qū)引水的信息化、現(xiàn)代化。系統(tǒng)組成:灌區(qū)引水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由中心控制站、手機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)傳感器(流速計(jì)、水位計(jì)等、廈門才茂通信提供的數(shù)據(jù)采集、傳輸、控制于一體的CM550-5XX GPRS RTU、灌區(qū)引水監(jiān)測(cè)軟件組成。 (系統(tǒng)拓?fù)鋱D1.中心控制站:服務(wù)器申請(qǐng)配置固定IP地址,采用移動(dòng)通信公司提供的專線,與GPRS網(wǎng)絡(luò)相連。由于專線可提供較高的帶寬,當(dāng)引水監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量增加,中心不用擴(kuò)容即可滿足需求。中心監(jiān)控站服務(wù)器采用動(dòng)態(tài)IP 地址(

4、可以申請(qǐng)花生殼軟件采用域名的方式,當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量增加,中心不用擴(kuò)容即可滿足需求(適合監(jiān)控點(diǎn)數(shù)在幾十個(gè)左右的。監(jiān)控中心服務(wù)器接收到GPRS網(wǎng)絡(luò)終端傳來(lái)的連接申請(qǐng)先進(jìn)行認(rèn)證,認(rèn)證通過(guò)后接受傳來(lái)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)整個(gè)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)各監(jiān)控點(diǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和處理,通過(guò)系統(tǒng)中集成的強(qiáng)大軟邏輯(Softlogic功能可對(duì)所有數(shù)據(jù)執(zhí)行高級(jí)算法處理。將結(jié)果值發(fā)回現(xiàn)場(chǎng)或通過(guò)內(nèi)嵌的SQL語(yǔ)言、OPC、ODBC等標(biāo)準(zhǔn)接口發(fā)送給第三方系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫(kù),以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的充分共享,交叉訪問(wèn)以及應(yīng)用的高度獨(dú)立性。2.才茂CM550-5XX產(chǎn)品介紹1基本原理:通過(guò)RS485總線將數(shù)字傳感器(也可采用模擬輸出傳感器與無(wú)線

5、智能測(cè)控終端連為一體,構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元。無(wú)線測(cè)控終端內(nèi)置:CPU模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、控制模塊、GPRS/CDMA數(shù)據(jù)通信模塊?？涩F(xiàn)場(chǎng)接入多路模擬量、一、提供設(shè)備狀態(tài)指示燈,方便設(shè)備維護(hù);二、寬電壓供電范圍:5V-36V;三、帶RS232、RS485;四、內(nèi)置大容量SPI-flash(容量可選1Mbit-64Mbit,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)時(shí)間本機(jī)保存(需定制;五、4路模擬量輸入,采集精度: 12bit六、傳輸支持多種協(xié)議,我公司自定協(xié)議和Modbus協(xié)議(ASCII、RTU、Modbus TCP完美支持;七、數(shù)據(jù)傳輸采用GSM模塊可實(shí)現(xiàn)功能:1GPRS斷線自動(dòng)重連;2根據(jù)需要最多可同時(shí)連接6個(gè)中心服務(wù)器

6、;3支持固定IP、域名解析和APN專網(wǎng)的尋址方式;4支持TCP、UDP、PPP、ICMP、DNS、FTP等協(xié)議;5支持的節(jié)點(diǎn)數(shù),只要服務(wù)器資源允許,理論上不限;6減少布線的成本和施工的麻煩;7支持短信數(shù)據(jù)傳輸、短信參數(shù)配置功能;8支持電話和短信喚醒功能;八、支持專用軟件進(jìn)行本地和遠(yuǎn)程參數(shù)配置及維護(hù);九、支持本地和遠(yuǎn)程固件升級(jí); 3.配置GPRS 激活號(hào)碼,通話號(hào)碼,監(jiān)聽(tīng)號(hào)碼【查詢命令】*CM#02#【配置命令】*CM#02#激活號(hào)碼#通話號(hào)碼#監(jiān)聽(tīng)號(hào)碼#【參數(shù)說(shuō)明】參數(shù)名稱參數(shù)類型備注激活號(hào)碼 Str16 11 位手機(jī)號(hào)通話號(hào)碼 Str16 11 位手機(jī)號(hào)監(jiān)聽(tīng)號(hào)碼 Str16 11 位手機(jī)號(hào)若

7、配置手機(jī)號(hào)碼長(zhǎng)度小于3,認(rèn)為是非法號(hào)碼。3GPRS傳輸特點(diǎn):基于灌區(qū)分布點(diǎn)多面廣,其遠(yuǎn)程采集大多仍沿用有線傳輸方式,線路維護(hù)量很大。由于電話線公用,通訊時(shí)經(jīng)常發(fā)生沖突,既影響了數(shù)據(jù)的傳輸也對(duì)灌區(qū)部門的正常工作造成了干擾,并且此種方式對(duì)通訊部門程控交換機(jī)正常、穩(wěn)定的運(yùn)行也有一定的影響。為保證傳輸質(zhì)量,若采用專線方式,投資成本太高;采用GPRS無(wú)線數(shù)字網(wǎng)的通訊方式,很好地解決了遠(yuǎn)程灌區(qū)引水信息采集的瓶頸問(wèn)題。GPRS 是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service的英文簡(jiǎn)稱,是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展起來(lái)的一種承載業(yè)務(wù),目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS

8、 拋棄了傳統(tǒng)的獨(dú)占電路交換模式,采用分組交換技術(shù),每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無(wú)線信道,同一無(wú)線信道又可以由多個(gè)用戶共享,有效地利用了信道資源,帶寬最高可達(dá)171.2Kb/s。目前中國(guó)移動(dòng)的GPRS 覆蓋范圍在中心城市幾乎達(dá)到了100%,在邊遠(yuǎn)地區(qū)也達(dá)到了80%以上,實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在20-40Kb/s,特別適合遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)行業(yè)的通信需求,完全取代過(guò)去傳統(tǒng)的有線、MODEM、X.25、數(shù)傳電臺(tái)、短信等通信. (RTU CM550-5XX產(chǎn)品拓?fù)鋱D系統(tǒng)功能及特點(diǎn):1.功能:灌區(qū)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是基于GRPS無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模(幾百至幾千個(gè)監(jiān)控子站的遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控,通過(guò)多線程的完全并發(fā)

9、通信,采用高性能的服務(wù)器以及高性能的遠(yuǎn)程測(cè)控終端,能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離遙測(cè)、遙信、遙控、遙脈、遙調(diào)需要,可以在幾秒鐘時(shí)間內(nèi)獲取成百上千個(gè)子站的各種數(shù)據(jù),并完成遙控、遙調(diào)功能,具有許多系統(tǒng)無(wú)法比擬的實(shí)時(shí)響應(yīng)速度以及接近于零故障和零維護(hù)的高可靠性。系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)的功能如下:數(shù)據(jù)定時(shí)采集:遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心可通過(guò)無(wú)線數(shù)傳通道定時(shí)向所有現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控單元發(fā)出監(jiān)測(cè)命令,實(shí)現(xiàn)對(duì)水源井、引水管道的定時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。按需數(shù)據(jù)采集:遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心可在任何時(shí)刻請(qǐng)求召喚一口或多口水源井、引水管道的數(shù)據(jù);通訊控制功能:啟動(dòng)/停止對(duì)水源井、引水管道終端的數(shù)據(jù)采集、切換終端使用的通道等;通道質(zhì)量監(jiān)視及故障診斷,通訊流量計(jì)算;可支持多種通訊規(guī)約、多種

10、通訊通道;添加/刪除水源井終端,修改終端通訊參數(shù),如地址、通訊規(guī)約、數(shù)據(jù)召喚周期等;修改水源井終端參數(shù),如各種報(bào)警限值等,并將必要的參數(shù)下發(fā)到水源井終端;事項(xiàng)報(bào)警處理功能:系統(tǒng)對(duì)模擬量可分別設(shè)置報(bào)警上、下限,有效上、下限,當(dāng)數(shù)據(jù)越限值時(shí)可生成報(bào)警記錄,并且能保存報(bào)警記錄;數(shù)據(jù)保存周期可按不同數(shù)據(jù)類型設(shè)置為逢變即存、10 分鐘、30 分鐘、60 分鐘(保存周期應(yīng)大于等于采集周期;權(quán)限管理:所有系統(tǒng)操作均有授權(quán)控制;計(jì)算功能:支持常用函數(shù)功能;細(xì)膩的圖像和逼真的動(dòng)畫(huà)顯示;功能齊全的數(shù)據(jù)采集界面;報(bào)警發(fā)生時(shí),可自動(dòng)推出報(bào)警畫(huà)面;生成各采集參數(shù)的時(shí)間曲線;歷史數(shù)據(jù)綜合查詢及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示;報(bào)表的生成及打

11、印;web發(fā)布功能;遙控啟/停井; 2.特點(diǎn):1系統(tǒng)的實(shí)用性:灌區(qū)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理所有數(shù)據(jù),不僅可以得到瞬時(shí)曲線,還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到所需各種圖表,而不必工作人員親臨監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng),大大降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且便于管理部門及時(shí)了解情況，進(jìn)一步的分析并及時(shí)采取響應(yīng)措施。 2）系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性： 灌區(qū)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采用最新的通信和軟硬件技術(shù)，建立了清晰和合理的系統(tǒng)架構(gòu)， 可以實(shí)現(xiàn)多線程的遠(yuǎn)程并發(fā)通信， 在幾秒時(shí)間內(nèi)， 可以讓成百上千臺(tái)的深井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到 監(jiān)控中心進(jìn)行集中監(jiān)視和遠(yuǎn)程調(diào)度， 實(shí)現(xiàn)故障信息的及時(shí)報(bào)警， 運(yùn)用通信手段實(shí)現(xiàn)停機(jī)故障 的及時(shí)處理。數(shù)據(jù)量巨大，提供了強(qiáng)大的實(shí)時(shí)數(shù)

12、據(jù)庫(kù)作為系統(tǒng)的支撐，比起傳統(tǒng)的電臺(tái)輪詢 等方式，具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。 3）系統(tǒng)的開(kāi)放性： 灌區(qū)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是一套成熟的開(kāi)放式的系統(tǒng)。 所謂的開(kāi)放， 就是指協(xié)議等方面采 用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，可以進(jìn)行系統(tǒng)或模塊的擴(kuò)展，便于長(zhǎng)期的升級(jí)和維護(hù)，延長(zhǎng)系統(tǒng)的壽命，通 過(guò)更新部件，能讓系統(tǒng)一直存在下去，而不至于整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，造成大量的投資損失。 4）系統(tǒng)的易維護(hù)性： 灌區(qū)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)具有極低的故障率， 所以相應(yīng)的維護(hù)量非常之小。 系統(tǒng)的構(gòu)架非 常清晰，具有多個(gè)調(diào)試工具，以辨別故障所在。此外多年的經(jīng)驗(yàn)和較強(qiáng)的專業(yè)性，保證了整 個(gè)系統(tǒng)的高可靠性和低故障率。 5）系統(tǒng)的強(qiáng)大功能： 灌區(qū)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)監(jiān)管單位的需要， 進(jìn)行高級(jí)開(kāi)發(fā)， 增加或減少功能模塊、 監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量，可以自動(dòng)發(fā)出報(bào)警，