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

　　概述:

　　水資源短缺已經(jīng)成為全球性的問題，隨著經(jīng)濟的發(fā)展知識和技能，日益增長的用水需求與水資源短缺之間的矛盾迫使世界各國都在尋求解決的有效辦法技術創新。因此，采用現(xiàn)代化手段進行部署，建設水資源實時監(jiān)控系統(tǒng)生產體系，動態(tài)掌握區(qū)域水資源變化及利用情況，最大限度的調(diào)控使用效率重要作用，是促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的迫切需要高質量。灌區(qū)所具有的工程分散性、水情雨情變化性提供了遵循、農(nóng)作物需水時效性、灌溉供水動態(tài)性、灌區(qū)性質(zhì)特殊性等方面的特點利用好，使灌區(qū)的水管理工作十分艱巨參與水平。 灌區(qū)管理手段的先進程度，不僅反映我國科學技術的發(fā)展水平有望，也是確保灌區(qū)工程安全運行智能設備、實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置、提高用水效率服務效率、保障灌區(qū)持續(xù)發(fā)展的實際需要不要畏懼。 灌區(qū)引水監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的是解決引水工程各環(huán)節(jié)監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。

　　該系統(tǒng)由監(jiān)控中心和各個水源監(jiān)測點組成蓬勃發展，各個水源監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集終端(JY-RTU4100)可監(jiān)視和采集水位作用、壓力、流速落實落細、等各種數(shù)據(jù)意見征詢，供控制中心及有關部門分析和決策取用，提高工作效率深入闡釋，保證引水質(zhì)量集聚，滿足灌區(qū)的用水量的需求。

　　灌區(qū)引水監(jiān)控系統(tǒng)可以對遠程現(xiàn)場的運行設 備進行監(jiān)視和控制大大提高，以實現(xiàn)引水管道壓力新的動力、水流速的數(shù)據(jù)傳送及閥門開關的自動控制完成的事情，降低了故障率和提高了對系統(tǒng)的反應時間。便于及時迅速的了解及控制遠端水源井為產業發展、引水管道及閥門研究成果，低故障率和檢修的時間，減少停水次數(shù)穩定。各水源監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集終端可自動采集引水管道壓力兩個角度入手、水流速的實時數(shù)據(jù)與開關狀態(tài)等數(shù)據(jù)，信息傳輸?shù)焦鄥^(qū)的監(jiān)控中心廣泛認同，監(jiān)控中心通過對傳輸回的數(shù)據(jù)進行分析，可找到出故障的地點建強保護，從而當一個遠端出現(xiàn)故障時服務好，能在最短的時間內(nèi)解決問題，恢復供水流動性，提高了整體的服務水平效高化，從而實現(xiàn)了灌區(qū)引水的信息化、現(xiàn)代化反應能力。

　　系統(tǒng)組成:

　　灌區(qū)引水監(jiān)測系統(tǒng)主要由中心控制站部署安排、手機、現(xiàn)場傳感器(流速計投入力度、水位計等)效果、廈門瑞申自動化公司提供的數(shù)據(jù)采集、傳輸技術、控制于一體的JY-RTU4100 GPRS RTU改善、灌區(qū)引水監(jiān)測軟件組成。

　　(系統(tǒng)拓撲圖)

　　1.中心控制站：

　　服務器申請配置固定IP地址結構重塑，采用移動通信公司提供的專線推廣開來，與GPRS網(wǎng)絡相連。由于專線可提供較高的帶寬模樣，當引水監(jiān)控點數(shù)量增加取得顯著成效，中心不用擴容即可滿足需求。 中心監(jiān)控站服務器采用動態(tài) IP 地址(可以申請花生殼軟件采用域名的方式)數據顯示，當監(jiān)控點數(shù)量增加責任，中心不用擴容即可滿足需求(適合監(jiān)控點數(shù)在幾十個左右的)。

　　監(jiān)控中心服務器接收到GPRS網(wǎng)絡終端傳來的連接申請先進行認證特征更加明顯，認證通過后接受傳來的數(shù)據(jù)并進行處理增多。遠程監(jiān)控中心實現(xiàn)整個引水遠程監(jiān)控系統(tǒng)各監(jiān)控點狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和處理，通過系統(tǒng)中集成的強大軟邏輯(Softlogic)功能可對所 有數(shù)據(jù)執(zhí)行高級算法處理。將結果值發(fā)回現(xiàn)場或通過內(nèi)嵌的SQL語言估算、OPC活動上、ODBC等標準接口發(fā)送給第三方系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的充分共享深入各系統，交叉訪問以及應用的高度獨立性大型。

　　2.聚英電子JY-RTU4100 GPRS RTU產(chǎn)品介紹

　　1)基本原理:

　　通過RS—485總線將數(shù)字傳感器(也可采用模擬輸出傳感器)與無線智能測控終端連為一體，構成現(xiàn)場監(jiān)控單元進一步推進。無線測控終端內(nèi)置：CPU模塊不可缺少、數(shù)據(jù)存儲模塊、控制模塊明確相關要求、GPRS/CDMA數(shù)據(jù)通信模塊服務為一體。可現(xiàn)場接入多路模擬量特點、

　　一相互配合、提供設備狀態(tài)指示燈，方便設備維護;二品質、寬電壓供電范圍：5V-30V;三積極回應、帶RS232、RS485;四深化涉外、內(nèi)置大容量SPI-flash(容量可選1Mbit-64Mbit)全會精神，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的長時間本機保存(需定制);五、4路模擬量輸入又進了一步，采集精度: 12bit六智能化、傳輸支持多種協(xié)議，我公司自定協(xié)議和Modbus協(xié)議(ASCII拓展基地、RTU延伸、Modbus TCP)完美支持;七、數(shù)據(jù)傳輸采用GSM模塊可實現(xiàn)功能： 1)GPRS斷線自動重連; 2)根據(jù)需要最多可同時連接6個中心服務器; 3)支持固定IP要求、域名解析和APN專網(wǎng)的尋址方式; 4)支持TCP、UDP、PPP運行好、ICMP國際要求、DNS、FTP等協(xié)議; 5)支持的節(jié)點數(shù)同期，只要服務器資源允許新趨勢，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;八鍛造、支持專用軟件進行本地和遠程參數(shù)配置及維護;九新體系、支持本地和遠程固件升級;3.配置GPRS 激活號碼，通話號碼共謀發展，監(jiān)聽號碼

　　【查詢命令】 *JY#02#

　　【配置命令】 *JY#02#激活號碼#通話號碼#監(jiān)聽號碼#

　　【參數(shù)說明】

　　參數(shù)名稱 參數(shù)類型 備注

　　激活號碼 Str16 11 位手機號

　　通話號碼 Str16 11 位手機號

　　監(jiān)聽號碼 Str16 11 位手機號

　　若配置手機號碼長度小于3搖籃，認為是非法號碼持續創新。

　　【示例參考】

　　示例①：配置激活號碼為：13811111112

　　配置通話號碼為：13811111113

　　配置監(jiān)聽號碼為：13811111114

　　發(fā)送>>*JY#02#138111111112#138111111113#138111111114#

　　回復<<*JY:2#:通話號碼: 13811111112, 監(jiān)聽號碼: 138111111113,激活號碼: 13811111114

　　示例②：查看當前配置信息

　　發(fā)送>>JY#02#

　　回復<<*JY:2#:通話號碼: 13811111112, 監(jiān)聽號碼: 138111111113,激活號碼: 13811111114

　　3)GPRS傳輸特點：

　　基于灌區(qū)分布點多面廣，其遠程采集大多仍沿用有線傳輸方式使用，線路維護量很大分析。由于電話線公用，通訊時經(jīng)常發(fā)生沖突不難發現，既影響了數(shù)據(jù)的傳輸也對灌區(qū)部門的正常工作造成了干擾合規意識，并且此種方式對通訊部門程控交換機正常、穩(wěn)定的運行也有一定的影響推動。為保證傳輸質(zhì)量協調機製，若采用專線方式，投資成本太高;采用GPRS無線數(shù)字網(wǎng)的通訊方式有效性，很好地解決了遠程灌區(qū)引水信息采集的瓶頸問題先進水平。

　　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)展起來的一種承載業(yè)務充分發揮，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務。GPRS 拋棄了傳統(tǒng)的獨占電路交換模式高端化，采用分組交換技術全面展示，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充分發揮，有效地利用了信道資源講理論，帶寬最高可達 171.2Kb/s。目前中國移動的 GPRS 覆蓋范圍在中心城市幾乎達到了 100%智能設備，在邊遠地區(qū)也達到了 80%以上解決問題，實際應用帶寬大約在20-40Kb/s，特別適合遠程監(jiān)測行業(yè)的通信需求不要畏懼，完全取代過去傳統(tǒng)的有線導向作用、

　　MODEM、X.25作用、數(shù)傳電臺重要意義、短信等通信.

(JY-RTU4100產(chǎn)品拓撲圖)

　　系統(tǒng)功能及特點：

　　1.功能：

　　灌區(qū)引水遠程監(jiān)控系統(tǒng)是基于GRPS無線通信網(wǎng)絡的專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)大規(guī)模(幾百至幾千個監(jiān)控子站)的遠程無線監(jiān)控應用的選擇，通過多線程的完全并發(fā)通

　　信效率，采用高性能的服務器以及高性能的遠程測控終端，能實現(xiàn)遠距離遙測逐漸顯現、遙信十大行動、遙控、遙脈著力增加、遙調(diào)需要體系，可以在幾秒鐘時間內(nèi)獲取成百上千個子站的各種數(shù)據(jù)系統穩定性，并完成遙控、遙調(diào)功能平臺建設，具有許多系統(tǒng)無法比擬的實時響應速度以及接近于零故障和零維護的高可靠性重要組成部分。系統(tǒng)具體實現(xiàn)的功能如下：

　　◎ 數(shù)據(jù)定時采集：遠程監(jiān)測中心可通過無線數(shù)傳通道定時向所有現(xiàn)場測控單元發(fā)出監(jiān)測命令，實現(xiàn)對水源井先進技術、引水管道的定時數(shù)據(jù)監(jiān)測傳承。

　　◎ 按需數(shù)據(jù)采集：遠程監(jiān)測中心可在任何時刻請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/停止對水源井合作、引水管道終端的數(shù)據(jù)采集具有重要意義、切換終端使用的通道等;

　　◎ 通道質(zhì)量監(jiān)視及故障診斷，通訊流量計算;

　　◎ 可支持多種通訊規(guī)約、多種通訊通道;

　　◎ 添加/刪除水源井終端勃勃生機，修改終端通訊參數(shù)，如地址宣講手段、通訊規(guī)約多種、數(shù)據(jù)召喚周期等;

　　◎ 修改水源井終端參數(shù)，如各種報警限值等競爭激烈，并將必要的參數(shù)下發(fā)到水源井終端;

　　◎ 事項報警處理功能：系統(tǒng)對模擬量可分別設置報警上投入力度、下限，有效上學習、下限技術，當數(shù)據(jù)越限值時可生成報警記錄，并且能保存報警記錄;

　　◎ 數(shù)據(jù)保存周期可按不同數(shù)據(jù)類型設置為逢變即存、10 分鐘結構重塑、30 分鐘、60 分鐘(保存周期應大于等于采集周期);

　　◎ 權限管理：所有系統(tǒng)操作均有授權控制;

　　◎ 計算功能：支持常用函數(shù)功能;

　　◎ 細膩的圖像和逼真的動畫顯示;

　　◎ 功能齊全的數(shù)據(jù)采集界面;

　　◎ 報警發(fā)生時空白區，可自動推出報警畫面;

　　◎ 生成各采集參數(shù)的時間曲線;

　　◎ 歷史數(shù)據(jù)綜合查詢及實時數(shù)據(jù)顯示;

　　◎ 報表的生成及打印;

　　◎ web發(fā)布功能;

　　◎ 遙控啟/停井;

　　2.特點：

　　1)系統(tǒng)的實用性：

　　灌區(qū)引水遠程監(jiān)控系統(tǒng)應用計算機處理所有數(shù)據(jù)貢獻法治，不僅可以得到瞬時曲線，還可以對數(shù)據(jù)進行處理得到所需各種圖表應用優勢，而不必工作人員親臨監(jiān)測現(xiàn)場技術研究，大大降低了工作人員的勞動強度，而且便于管理部門及時了解情況分享，進一步的分析并及時采取響應措施現場。

　　2)系統(tǒng)的實時性：

　　灌區(qū)引水遠程監(jiān)控系統(tǒng)采用最新的通信和軟硬件技術，建立了清晰和合理的系統(tǒng)架構開展研究，可以實現(xiàn)多線程的遠程并發(fā)通信高質量，在幾秒時間內(nèi)，可以讓成百上千臺的深井數(shù)據(jù)實時傳送到監(jiān)控中心進行集中監(jiān)視和遠程調(diào)度，實現(xiàn)故障信息的及時報警可靠，運用通信手段實現(xiàn)停機故障的及時處理。數(shù)據(jù)量巨大，提供了強大的實時數(shù)據(jù)庫作為系統(tǒng)的支撐我有所應，比起傳統(tǒng)的電臺輪詢等方式深刻認識，具有無可比擬的優(yōu)勢。

　　3)系統(tǒng)的開放性：

　　灌區(qū)引水遠程監(jiān)控系統(tǒng)是一套成熟的開放式的系統(tǒng)管理。所謂的開放新型儲能，就是指協(xié)議等方面采用標準的協(xié)議，可以進行系統(tǒng)或模塊的擴展應用提升，便于長期的升級和維護不同需求，延長系統(tǒng)的壽命，通過更新部件新品技，能讓系統(tǒng)一直存在下去品質，而不至于整個系統(tǒng)癱瘓，造成大量的投資損失慢體驗。

　　4)系統(tǒng)的易維護性：

　　灌區(qū)引水遠程監(jiān)控系統(tǒng)具有極低的故障率深化涉外，所以相應的維護量非常之小。系統(tǒng)的構架非常清晰左右，具有多個調(diào)試工具又進了一步，以辨別故障所在。此外多年的經(jīng)驗和較強的專業(yè)性創新科技，保證了整個系統(tǒng)的高可靠性和低故障率。

　　5)系統(tǒng)的強大功能：

　　灌區(qū)引水遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)監(jiān)管單位的需要特性，進行高級開發(fā)服務機製，增加或減少功能模塊、監(jiān)控點數(shù)量共創輝煌，可以自動發(fā)出報警培訓，可以自動彈出故障畫面，并自動打印∈褂?，F(xiàn)場測控單元可以存儲數(shù)據(jù)，在掉電時自動保存。

　　總結：

　　本系統(tǒng)以灌區(qū)引水過程為背景建言直達，使用GPRS RTU提出了一套基于PC機的自動供水計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計方案〈蠓卣?，F(xiàn)場調(diào)試證明，該方案切實可行大部分，JY-RTU4100既保證了水渠道的不間斷供水又提高了灌區(qū)的管理水平重要工具。系統(tǒng)的開發(fā)時間短，成本低，節(jié)能效益明顯提供有力支撐。適合廣大灌區(qū)引水工程進行技術改造實際需求。