1 方案背景
城市供水調度監控系統的主要目的是解決自來水公司對供水各環節監測點的數據采集和監控。該系統可以監視和采集水位、壓力、流量、濁度、余氯、泵頻等各種數據,供控制中心及有關部門分析和決策取用,提高工作效率,保證供水質量,滿足日益增產的用水量的需求。
2 系統設計方案優勢
城市供水調度監控系統可以對遠程現場的運行設備進行監視和控制,以實現管道壓力、水流量的數據傳送及閥門開關的自動控制,降低了故障率并提高了對系統的反應時間。便于及時迅速的了解及控制遠端管道及閥門,低故障率和檢修的時間,減少停水次數。各水源監測點的數據采集終端可自動采集管道壓力、水流量的實時數據與開關狀態等數據,信息傳輸到自來水公司的監控中心,監控中心通過對傳輸回的數據進行分析,可找到出故障的地點,從而當一個遠端出現故障時,能在最短的時間內解決問題,恢復供水,提高了整體的服務水平,從而實現了城市供水的信息化、現代化。而且利用GPRS無線監控系統組成的城市供水調度監控系統還有這些優勢:
良好的實時響應與處理能力。與短消息服務比較,由于GPRS具有實時在線特性,系統無時延,系統能夠同時實時收取、處理多個/所有監測點的各種數據,無需輪巡就可以同步監測點的時鐘可很好的滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。
遠程儀器設備控制:由于采用GPRS雙向傳輸系統,監控中心可以反向實現對儀器設備的時間校正、狀態報告、開關以及其他監測、控制等功能;
建設成本低:可充分利用現有GPRS網絡,設備安裝即接通,而采用超短波通信時需要充分考慮現場環境,還需要配備天線鐵架等附屬設備。
安裝調試簡單,建設周期短:利用現有成熟GPRS網絡,系統投入運行時基本不需要調試,安裝簡捷。采用超短波通信時安裝調試工作量大,要先進行現場信號測試,天線鐵架架設,天線方向角度調試等工作。
覆蓋范圍廣。構建供水調度監控系統要求數據通信覆蓋范圍廣,擴容無限制,接入地點無限制,能滿足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。
由于管網監控點數量眾多,分布在全市范圍內,部分管網監控點位于偏僻地區,而且地理位置分散。采用超短波通訊方式,覆蓋范圍只有30多公里;而采用GPRS方式,理論上在無線GSM/GPRS網絡的覆蓋范圍之內,都可以實現監控。
數據傳輸速率高。GPRS網絡傳送速率理論上可達171.2kbit/s,實際應用時數據傳輸速率在40Kbps左右,而目前一般的超短波數傳電臺傳送速率多為2.4kbit/s或更低。
系統的傳輸容量大。監控中心站要和每一個管網監控點實現實時連接。由于管網監控點數量眾多,系統要求能滿足突發性數據傳輸的需要,而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要。
通信費用低。由于GPRS采用包月計費的方式,運營維護成本低。
3 系統方案介紹
各監控點使用GPRS透明數據傳輸終端,通過移動的GPRS網絡與監控中心相連。
各污染源數據采集點使用移動通信公司統一的STK卡,同時監控中心對各點進行登記,保存相關資料以便識別和維護處理。各信息采集點運行監控系統軟件,支持24小時實時在線,實現信息采集點24小時傳送采集的信息數據。
凡自來水公司授權的信息采集點均可以使用本系統:
1、管網監控點必須使用移動統一的STK卡,用戶使用本卡只能用于與監控中心數據通信功能。
2、終端設備使用北京東方訊科技發展有限公司提供的GPRS移動數據通信終端。
3、用戶登記:符合自來水公司的規定。
4 產品特性
系統采用北京東方訊科技發展有限公司EIC系列GPRS無線透明數據傳輸終端。產品基于中國移動的GPRS網絡,具有高性能、高可靠及抗干擾能力強等特點,提供標準232數據口可直接與計算機、RTU、PLC、GPS接收機、數碼相機、數據終端等連接,傳輸速率達171Kbps,具有遠程診斷、測試、監管功能,滿足各行業調度或控制中心與眾多遠端站之間的數據采集和控制。
支持900/1800/1900MHz三頻GSM/GPRS。
接口: RS232、RS485、RS422。
系統理論傳輸速率171Kbps,實際傳輸速率40Kbps。
支持Windows95/98/200/XP、LINUX操作系統。
支持透明數據傳輸與協議轉換。
安裝靈活、使用方便、可靠。
5 系統方案組成及拓撲圖
1、管網監控點:
管網監控點:各監控點通過數據采集模塊采集如壓力、流量等數據,,通過RS232接口與GPRS透明數據傳輸終端相連,通過GPRS透明數據傳輸終端內置嵌入式處理器對數據進行處理、協議封裝后發送到GSM網絡。
2、監控中心:
服務器申請配置固定IP地址,采用移動通信公司提供的DDN專線,與GPRS網絡相連。由于DDN專線可提供較高的帶寬,當管網監控點數量增加,中心不用擴容即可滿足需求。
監控中心RADIUS服務器接受到GPRS網絡傳來的數據后先進行AAA認證,后傳送到監控中心計算機主機,通過系統軟件對數據進行還原顯示,并進行數據處理。