一、概述 　　 隨著科學技術的發(fā)展，人類社會已進入信息時代。水利信息化建設，就是充分利用現(xiàn)代信息技術，開發(fā)和利用水利信息資源，包括對水利相關數(shù)據(jù)進行采集、傳輸、存儲、處理和利用，同時，為了更好的提高效率，節(jié)省人力資源，也要對供水相關設施進行遠程控制及監(jiān)測，提高水利信息資源的應用水平和共享程度，從而全面提高水利建設和水務處理的效能及效益。 　　 中小城市自來水泵房遠端監(jiān)控系統(tǒng)就是在這一背景下提出的，是我國水利信息化建設的重要組成部分。該系統(tǒng)利用現(xiàn)有信息監(jiān)測設備，以中國移動GPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)為數(shù)據(jù)通信平臺，實現(xiàn)城市內各個大的自來水泵房的遠程數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測，傳輸以及控制，從而達到對遠端泵房無人職守的目的，該系統(tǒng)的實施，勢必大大節(jié)省人力，物力，對于整個城市乃至全省目前以及將來的水利信息建設必將有深遠的意義。 　　 該系統(tǒng)具有技術先進、可靠性高、實效性強等特點，可方便、快捷地實現(xiàn)城市自來水泵房的實時數(shù)據(jù)采集和遠程控制。 二、GPRS介紹 GPRS是通用分組無線業(yè)務（General Packet Radio Service）的英文簡稱，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務。GPRS采用與GSM同樣的無線調制標準、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結構、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的TDMA幀結構，這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當前的電路交換的話音業(yè)務信道極其相似。因此，現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)（BSS）從一開始就可提供全面的GPRS覆蓋。GPRS允許用戶在端到端分組轉移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。GPRS理論帶寬可達171.2Kbit/s，實際應用帶寬大約在40～100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP連接，可以用于INTERNET連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?。GPRS是一種新的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務，在移動用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP或X.25服務。GPRS采用分組交換技術，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，資源被有效的利用，數(shù)據(jù)傳輸速率高達160Kbps。使用GPRS技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收，用戶永遠在線且按流量計費，迅速降低了服務成本。 基于GPRS網(wǎng)絡組建的自來水網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)有如下特點： ◇ 永遠在線 GPRS DTU一開機就能自動附著到GPRS網(wǎng)絡上，并與數(shù)據(jù)中心建立通信鏈路，隨時收發(fā)用戶數(shù)據(jù)設備的數(shù)據(jù)，具有很高的實時性； ◇ 按流量計費 GPRS DTU一直在線，按照接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來收取費用，沒有數(shù)據(jù)流量的傳遞時不收費用； ◇ 高速傳輸 GPRS網(wǎng)絡的傳輸速度最快將達到160Kbps，速率的高低取決于移動運營商的網(wǎng)絡設置，根據(jù)中國移動的網(wǎng)絡情況，目前可提供20～40Kbps的穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸； ◇ 組網(wǎng)簡單、迅速、靈活 GPRS無線系統(tǒng)可以通過Internet網(wǎng)絡隨時隨地的構建覆蓋全中國的虛擬移動數(shù)據(jù)通信專用網(wǎng)絡，為廣大中小用戶提供接入便利，節(jié)省接入投資； ◇ 通信鏈路由專業(yè)運營商維護 由于采用中國移動的GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務，因此鏈路維護也由中國移動負責，免除通信鏈路維護的后顧之憂； ◇ 防雷擊 由于采用中國移動的GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務，所以在不影響上網(wǎng)的前提下，GPRS DTU的發(fā)射功率非常小，天線非常短，而且無需高架，克服了有線傳輸和無線電臺傳輸容易引雷擊壞設備的缺點。 三、系統(tǒng)結構圖及功能簡介 [align=center]圖例功能說明： [/align] 下位機分別有溫度傳感器，流量計，電流互感器，接觸器，紅外報警器等設備。下面依次說明： 1、溫度傳感器采用貼片式溫度傳感器，直接貼于水泵泵體表面，測量水泵泵體的溫度，并實現(xiàn)溫度超限報警的功能； 2、流量計是用戶提供，要求是智能流量計，直接通過RS232同監(jiān)測控制器通訊，來交換數(shù)據(jù)； 3、電流互感器測量泵各個相的電流值，并把該數(shù)據(jù)遠傳至數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)各個相電流的實時檢測，并根據(jù)設定值實現(xiàn)報警； 4、監(jiān)測控制器控制泵交流接觸器的動作，實現(xiàn)泵的遠程開關動作，并且根據(jù)交流接觸器的狀態(tài)，判斷當前泵的啟停狀態(tài)，以判斷當前泵能否啟動。 5、紅外報警器主要是判斷泵房中的非法闖入報警，防止泵房中的非法人為操作。 6、通訊過程是所有上行或下行數(shù)據(jù)經(jīng)過GPRS無線網(wǎng)絡進行傳送，上行數(shù)據(jù)經(jīng)無線網(wǎng)絡傳送至監(jiān)控中心接收服務器，服務器把數(shù)據(jù)做篩選，判斷，分類后，寫入數(shù)據(jù)庫，客戶端計算機如果需要瀏覽數(shù)據(jù)，則向數(shù)據(jù)庫服務器查詢所需數(shù)據(jù)，并形成相關報表，報警，曲線等直觀顯示界面，以供客戶瀏覽。 四、系統(tǒng)功能詳細說明 1、水泵監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)的功能如下： ◆ 水泵泵體表面的溫度檢測，報警及遠傳 ◆ 瞬時流量的監(jiān)測及遠傳 ◆ 水泵三相供電電流檢測，報警及遠傳 ◆ 水泵泵房非法闖入的紅外檢測，報警。 ◆ 水泵遠程啟?？刂?， ◆ 水泵當前狀態(tài)的監(jiān)測及遠傳。 ◆ 累計流量的檢測及遠傳（根據(jù)甲方的流量計功能而定） 2、通訊系統(tǒng)實現(xiàn)的功能如下： ◆ 監(jiān)測控制器所采集數(shù)據(jù)的實時遠傳（不能低于2分鐘）； ◆ 下位DTU的故障自檢； ◆ 通訊鏈路狀態(tài)檢測； ◆ 下位DTU的非正常狀態(tài)的自動復位； ◆ DTU信號在有效范圍內的自動調整功能，自動適應功能； ◆ 下位DTU同監(jiān)測控制器之間鏈路自動監(jiān)測； ◆ 監(jiān)測控制器所采集有效數(shù)據(jù)的透明傳輸； ◆ 監(jiān)測控制器所有采集數(shù)據(jù)的智能分析 3、中心軟件實現(xiàn)的功能如下： ◆ 實時上報數(shù)據(jù)的接收處理，寫庫； ◆ 中心遠程控制DTU的上報，復位； ◆ 中心實時對下位DTU的通訊鏈路檢測； ◆ 對下位DTU壓縮數(shù)據(jù)的解包，分析，處理； ◆ 二次表監(jiān)測控制器故障自動上報報警； ◆ 全部通迅數(shù)據(jù)日志記錄功能； ◆ 下位機數(shù)據(jù)的實時顯示； ◆ 下位機各個數(shù)據(jù)的歷史查詢（視用戶所用數(shù)據(jù)庫而定）； ◆ 下位機瞬時流量的實時曲線和歷史曲線生成； ◆ 下位機數(shù)據(jù)的日、周、月、年報表生成； 五、解決方案的特點： ◆ 先進性 本方案設計中不僅采用了先進的軟、硬件，而且著眼于企業(yè)“管控一體化”的需求，貫徹了數(shù)字化、信息化環(huán)保的先進思想，使企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的進一步智能應用成為現(xiàn)實。該方案使控制系統(tǒng)有機地成為企業(yè)整個IT架構的一部分。 該系統(tǒng)采用先進的計算機控制系統(tǒng)，主要用于城市自來水網(wǎng)的生產(chǎn)控制、運行操作、監(jiān)視管理?？刂葡到y(tǒng)配有可靠的硬件設備和功能強大、運行可靠、界面友好的系統(tǒng)軟件、編程軟件、控制軟件。 ◆ 高可靠性 與傳統(tǒng)的無線電臺傳輸相比，GPRS網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸抗干擾能力更強，且通訊覆蓋范圍遠遠強于前者； 現(xiàn)場控制站PLC對工藝過程的控制不會因監(jiān)控計算機的癱瘓而受影響； 現(xiàn)場控制站的PLC能夠在惡劣的環(huán)境中長期可靠運行，并且易配置、易接線、易維護、隔離性好，結構堅固、抗腐蝕、適應較寬的溫度變化范圍，平均無故障間隔時間（MTBF）15年。 ◆ 強大的功能 PLC的編程語言符合IEC61131-3標準，易學、易懂、易用； CPU內置軟PID，并提供了豐富的指令集及函數(shù)庫，用戶直接調用； PCAUTO組態(tài)軟件圖庫豐富，網(wǎng)絡功能強大，報警、報表、歷史數(shù)據(jù)以及二次開發(fā)功能完善而易用。 ◆ 優(yōu)良的開放性 TCP/IP協(xié)議是目前開放性最好的協(xié)議，可以輕松進行系統(tǒng)擴展； PCAUTO組態(tài)軟件支持DDE、OPC、ODBC、SQL，且提供豐富的API編程接口，方便接入全廠MIS系統(tǒng)； 同時也為世界各大廠商，如Modicon、Siemens、AB、GE、Omron等的設備提供了完善的驅動程序庫，從而可以將其它系統(tǒng)輕松接入本系統(tǒng)。 六、結束語 該系統(tǒng)利用現(xiàn)有信息監(jiān)測設備，以中國移動GPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)為數(shù)據(jù)通信平臺，實現(xiàn)城市內各個大的自來水泵房的遠程數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測，傳輸以及控制，從而達到對遠端泵房無人職守的目的，該系統(tǒng)的實施，勢必大大節(jié)省人力，物力，對于整個城市乃至全省目前以及將來的水利信息建設必將有深遠的意義。