藍(lán)迪通信GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控方案

分類：解決方案日期：2009-08-21 09:10:48 來源：廠商

一、 項目簡介

由藍(lán)迪通信科技有限公司研制開發(fā)的地下水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，是一種軟件與硬件結(jié)合的自動化網(wǎng)絡(luò)式管理系統(tǒng)。能實時對地下水的水位、水溫等參數(shù)進(jìn)行實時的監(jiān)測。

二、系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)主要由水位計、溫度傳感器、GPRS測控終端、GPRS網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控管理中心等設(shè)備組成。

1、GPRS測控終端（RTU）

由藍(lán)迪通信科技公司自主開發(fā)，是該系統(tǒng)的核心部分之一。其主要功能：

1）通過變送器及傳感器將現(xiàn)場數(shù)據(jù)采樣、A/D轉(zhuǎn)換、邏輯判斷、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)處理和協(xié)議打包、存儲并向通信單元傳輸操作;

2）接受通信單元發(fā)來的信息和控制操作，處理并執(zhí)行控制中心對采集參數(shù)的設(shè)置或機構(gòu)操作；

3）供電方式可采用市電220V供電、太陽能供電幾種方式。

（1） 技術(shù)原理：

LAND無線RTU是集成了模擬信號采集、過程IO控制和無線數(shù)據(jù)通信于一體的高性能測控裝置，可以直接接入標(biāo)準(zhǔn)變送器信號或儀表輸出的模擬信號、電平信號、干觸點、脈沖信號等，是小規(guī)模過程信號實施無線測控的最佳手段。

LAND無線RTU內(nèi)部具有一個高性能的微處理器，可以完成模擬信號的采集、量值轉(zhuǎn)換和濾波處理等，數(shù)據(jù)的存儲周期和上報周期可以根據(jù)用戶環(huán)境的要求而調(diào)整，多點組網(wǎng)的方式非常靈活，既可以選擇簡單方便的GSM短消息方式，也可以選擇高效實時的GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)方式。監(jiān)控中心的建立也是非常容易，目前流行的組態(tài)軟件都可以直接接入，同時我公司也可以提供基于互聯(lián)網(wǎng)WEB發(fā)布的測控系統(tǒng)，可以滿足大多數(shù)用戶的需求。

（2） 功能及特點：

① 配備多種接口資源，包括模擬信號采集、開關(guān)量輸入、輸出，脈沖信號輸入等；

② 支持一路RS232/RS485方式的用戶數(shù)據(jù)接口，可接入流量計等各種設(shè)備；

③ 采集傳輸控制一體化，提高了系統(tǒng)可靠性，降低了成本；

④ 采用工業(yè)級超低功耗高性能的嵌入式處理器；

⑤ 用戶可以編程的量程轉(zhuǎn)換和報警上下限設(shè)定；

⑥ 內(nèi)設(shè)工業(yè)時鐘，精確計時；

⑦ 自動定時上報和事件觸發(fā)上報功能；

⑧ 內(nèi)置大容量FLASH存儲器，數(shù)據(jù)自動記錄，支持歷史數(shù)據(jù)檢索；

⑨ 通訊協(xié)議完善，組態(tài)軟件支持，用戶免開發(fā)；

⑩ 板載GSM/GPRS傳輸模塊，方便用戶選擇GSM、GPRS組網(wǎng)方式；

提供用戶設(shè)置軟件，開放式接口，方便與組太軟件及其它軟件連接；

工業(yè)級設(shè)計，穩(wěn)定可靠，堅固耐用；

（3） GPRS測控終端（RTU）

（1） GPRS測控終端（RTU）組網(wǎng)原理圖

RTU的通訊方式可以根據(jù)實際情況選擇SMS/GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)，其他的工作參數(shù)如量程、開關(guān)量輸入模式、存儲周期、上報周期等可以通訊RTU初始化軟件予以設(shè)置。具體使用參照手冊進(jìn)行即可。

1、GPRS網(wǎng)絡(luò)

（1）GPRS通信的特點

GPRS是目前解決移動通信信息服務(wù)的一種較完美的業(yè)務(wù)，它是以數(shù)據(jù)流量計費、覆蓋范圍廣泛、數(shù)據(jù)傳輸速度更快。GPRS的推出，為行業(yè)和企業(yè)用戶開展無線辦公提供了基礎(chǔ)設(shè)施平臺，為推動移動辦公的應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。與有線網(wǎng)絡(luò)相比，GPRS網(wǎng)絡(luò)具有租用費用低、移動辦公，不受地域制約等優(yōu)點。GPRS的出現(xiàn)為企業(yè)和行業(yè)用戶開展無線辦公提供了一種新的選擇。

GPRS通信方式更適合于無線監(jiān)測系統(tǒng)的通信業(yè)務(wù)。在水資源管理過程中有大量的數(shù)據(jù)需要工作人員及時的采集、記錄，如果這些數(shù)據(jù)都要人工采集、記錄的話勢必給工作人員巨大的工作量，而且效率不高，于是我公司根據(jù)氣體計量行業(yè)的實際工作情況設(shè)計了一套完整的解決方案，可以實現(xiàn)各站點累計流量、瞬時流量、壓力、溫度、流體密度、儀表內(nèi)部時間的監(jiān)測，并且通過增加現(xiàn)場儀表可以采集更多的數(shù)據(jù)。采集的參數(shù)可以通過報表輸出或者以趨勢曲線的方式顯示、打印，以管理部門及時發(fā)現(xiàn)異常情況，管理和服務(wù)好用戶。

（2）GPRS無線傳輸數(shù)據(jù)有以下優(yōu)勢：

1、安裝簡單方便。GPRS用戶可隨意分布和移動自己的網(wǎng)絡(luò)點，無須擔(dān)心線路的維護(hù)或有線在移機時導(dǎo)致的通訊中斷。建設(shè)新的營業(yè)點無需進(jìn)行拉線，埋線等工作。

2、設(shè)備投資價格低。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，接收傳送數(shù)據(jù)的GPRS模塊已經(jīng)比數(shù)傳電臺便宜的多。

3、通信資費便宜。目前各地移動公司對GPRS 資費包月比有線電話網(wǎng)絡(luò)資費還便宜。在GPRS網(wǎng)中，用戶只需與網(wǎng)絡(luò)建立一次連接，就可長時間的保持這種連接，并只在傳輸數(shù)據(jù)時才占用信道并被計費，保持時不占用信道不計費。這樣，營業(yè)點即不用頻繁建立連接，也不必支付傳輸間隙時的費用。

4、鏈路穩(wěn)定可靠，永不掉線。

5、GPRS網(wǎng)絡(luò)接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接。

6、覆蓋較好，相比較很多無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，），其網(wǎng)絡(luò)覆蓋是最好的。

7、接入時間短，分組交換接入時間縮短為少于1秒，能提供快速即時的連接。

8、支持IP協(xié)議和X.25協(xié)議以及VPN組網(wǎng)

4、監(jiān)控管理中心（管理服務(wù)器+水源井監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件）

調(diào)度控制中心部分：

在調(diào)度控制中心安裝遠(yuǎn)程GPRS數(shù)據(jù)接入服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器各一臺。并利用現(xiàn)有的辦公局域網(wǎng)、INTERNET環(huán)境形成一套綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平臺。

一、 系統(tǒng)功能

1、 硬件功能：

1、測控終端現(xiàn)場采集水源井的水泵狀態(tài)、電參數(shù)、出水流量、水位、壓力、溫度等數(shù)據(jù)。

2、測控終端主動定時上報現(xiàn)場數(shù)據(jù)，隨時上報狀態(tài)變化信息和報警信息。

3、測控終端可顯示、存儲、查詢歷史數(shù)據(jù)；可修改工作參數(shù)。

4、測控終端可自動控制水泵的啟停，可遠(yuǎn)程控制水泵的啟停。

5、測控終端支持遠(yuǎn)程軟件升級和參數(shù)設(shè)置。

6、測控終端可保護(hù)水泵設(shè)備，避免在缺相、過流等狀態(tài)下啟動工作。

7、測控終端兼容任何廠家生產(chǎn)的脈沖水表或各種流量計。

8、測控終端兼容任何廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)信號輸出的測量變送器。

9、使用GPRS-VPN專網(wǎng)，投資少、數(shù)據(jù)傳輸可靠、通信設(shè)備維護(hù)量小。

10、使用GPRS網(wǎng)絡(luò)通信時，支持GPRS和短消息兩個通信通道。

2、 軟件功能：

（1）、強大包大攬的數(shù)據(jù)庫支持和存儲能力

系統(tǒng)支持SQL Server和其他可以通過ODBC接口進(jìn)行訪問的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其中對于Sybase數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，可以選用UNIX或Windows 2003操作系統(tǒng)。客戶端可以使用Open Client和ODBC兩種接口。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：存放系統(tǒng)所有的數(shù)據(jù)(包括：運行數(shù)據(jù)、配置信息、告警信息、安全及操作員權(quán)限信息、操作維護(hù)記錄等)，它只是被動地響應(yīng)來自其他業(yè)務(wù)臺的請求，進(jìn)行訪問。具有文件存檔功能，存檔的文件能在硬盤上保存一年，然后倒入其他存儲介質(zhì)保存。

（2）多種數(shù)據(jù)查詢和報表功能

提供了很多滿足用戶需要的報表，設(shè)備分類告警統(tǒng)計報表、告警分類統(tǒng)計報表、端局告警對比報表、運行狀態(tài)統(tǒng)計報表、某時刻設(shè)備運行狀態(tài)查詢報表、及監(jiān)控量歷史曲線報表等。

（3）數(shù)據(jù)采集和信息查詢功能：

該項功能是整個系統(tǒng)的核心功能之一，因為它直接決定著監(jiān)測中心是否能夠?qū)崟r準(zhǔn)確地掌握用戶計量點的實時用量。實現(xiàn)該功能的基礎(chǔ)是高精度的計量表和基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的實時在線傳輸。

GPRS智能數(shù)據(jù)采集終端是一個具有自動上報計量數(shù)據(jù)和自動故障報警功能的智能化裝置，無需人工干預(yù)校時，GPRS智能數(shù)據(jù)采集終端能夠?qū)r鐘自動同步于監(jiān)測中心的電腦，同時對流量計的時鐘進(jìn)行同步，從而保證了整個計量系統(tǒng)時鐘的準(zhǔn)確性和一致性。根據(jù)對各個計量點數(shù)據(jù)的實時性的要求，系統(tǒng)可以對每一個GPRS智能數(shù)據(jù)采集終端設(shè)定其數(shù)據(jù)上報周期，上報周期由起始時刻和上報間隔時間組成。即GPRS智能終端從起始時刻開始每隔一個上報間隔時間便會自動向監(jiān)測中心上報一次計量數(shù)據(jù)。上報周期可以由監(jiān)測中心進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置和更改。

（4）計量數(shù)據(jù)遙測功能：

數(shù)據(jù)上報體制采用自報和遙測相結(jié)合的體制。即以自動上報為主，用戶也可以在有權(quán)的情況下對任何一個或多個計量點主動遙測。

（5）查看在線監(jiān)測點:

在查看在線中可以看到所有在線的監(jiān)測點，用戶可對所有在線監(jiān)測點進(jìn)行監(jiān)測。

（6）查看實時信息: 在實時信息查詢中，用戶可以查詢最新的數(shù)據(jù)。

（7）用戶查詢：在用戶查詢中可以查詢系統(tǒng)中所有的單位信息。

（8）操作人員查詢: 在操作人員查詢中，可以查詢系統(tǒng)中所有操作人員。

（9）歷史數(shù)據(jù)查詢: 在歷史數(shù)據(jù)查詢中，可以查詢系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)。

（10）用量查詢和報表生成: 可以查詢?nèi)?、月、年的任何單位的用量信息?/DIV>

（11）單位用水分析: 在單位分析中可以查詢某一單位日、月、年的曲線。

（12）各監(jiān)測點分析: 在各監(jiān)測點分析中可以查詢某一監(jiān)測點日、月、年的曲線。

（13）大型SQL數(shù)據(jù)庫：支持多用戶和海量數(shù)據(jù)。

（14）信息發(fā)布與上報：采用網(wǎng)站發(fā)布的方式，其他分中心沒有費用，方便用戶使用和管理。

（15）系統(tǒng)的設(shè)定和安全保證功能

系統(tǒng)設(shè)定: 在系統(tǒng)設(shè)定中對系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

權(quán)限管理: 在權(quán)限管理中，可以對系統(tǒng)的操作用戶進(jìn)行權(quán)限管理。具有防止非本系統(tǒng)人員入侵本系統(tǒng)，不同級別的用戶具有不同權(quán)限的操做權(quán)限。

（16）系統(tǒng)其他功能

在線幫助：提供在線幫助功能,方便用戶查找各項功能的操作使用方法.

操作日志功能：操作員對于系統(tǒng)的重要操作,要保留操作日志。

在線地圖：在線地圖顯示當(dāng)?shù)氐牡乩硇畔ⅰ?/DIV>

遠(yuǎn)程維護(hù)功能：遠(yuǎn)端設(shè)備具備遠(yuǎn)程維護(hù)功能，方便用戶安裝調(diào)試和后期系統(tǒng)維護(hù)。

系統(tǒng)軟件界面

三、 系統(tǒng)特點

根據(jù)項目的需求，我們充分考慮到應(yīng)用的實際情況，注重設(shè)備的性價比，建設(shè)一個技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠、簡潔靈活、經(jīng)濟適用、可升級擴展的數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)程控制的系統(tǒng)體系。考慮到企業(yè)的中長期發(fā)展規(guī)劃，在管理結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)應(yīng)用、生產(chǎn)管理、系統(tǒng)性能以及遠(yuǎn)程控制等各個方面能夠適應(yīng)未來的發(fā)展，最大程度地保護(hù)企業(yè)的投資。借助輸水管線、站數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的建設(shè)，可充分利用信息資源，真正把現(xiàn)代化管理、安全技術(shù)融入到日常辦公管理當(dāng)中，實現(xiàn)更為先進(jìn)的管理的體系。

1、準(zhǔn)確性

計量數(shù)據(jù)報告的及時、準(zhǔn)確；運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的無丟失；運行資料的可處理，可追蹤。

2、可靠性

全天候運行；傳輸系統(tǒng)獨立完整；維護(hù)操作方便；

3、經(jīng)濟性

用戶可以選擇兩種方案組成GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)平臺，

4、先進(jìn)性

選用了全球最先進(jìn)的GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和成熟穩(wěn)定的智能化終端加上獨特的數(shù)據(jù)處理控制技術(shù)。系統(tǒng)功能的擴展性強。

5、實用的低功耗電池供電技術(shù)

對于現(xiàn)場沒有電源的監(jiān)測點，可以采用電池供電的超聲流量計，壓力變送器由采集終端直接升壓驅(qū)動。選用了最先進(jìn)的低功耗集成電路技術(shù)，使得GPRS數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)碾娫垂β史浅５?，休眠電?lt;50uA，這樣一來可以使用一次性鋰電池工作，現(xiàn)場不需要220電源。

6、互換性和拓展性

系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃，分步實施，隨時可以擴充壓力、液位的信息監(jiān)測。

二、 現(xiàn)場所選設(shè)備

1、 GPRS傳輸采集終端：

（1）GPRS DTU：。

基本功能：

◎ 內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議、用戶數(shù)據(jù)完全透明傳輸；

◎ 具有自動登陸網(wǎng)絡(luò)、斷線自動重連的功能，用戶免于護(hù)數(shù)據(jù)鏈路；

◎ 參數(shù)設(shè)置可以通過電腦或手機遠(yuǎn)程設(shè)置、更改；

◎ 雙重看門狗設(shè)計，長期運行不會死機；

◎ 用戶數(shù)據(jù)接口為RS232或RS485，速率可調(diào)；

◎ 支持GSM撥號、短信數(shù)據(jù)傳輸方式，用戶數(shù)據(jù)可選短信、GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)雙通道數(shù)據(jù)通信；

◎ 128K用戶數(shù)據(jù)緩沖；

◎ 具有信號強度顯示、網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)收發(fā)指標(biāo)燈；

◎ 標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)模塊和滑道安裝，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)接線端子；

◎ 工業(yè)級品質(zhì)保證、性能穩(wěn)定可靠；

◎ 提供用戶設(shè)置軟件、DLL或控件開放源代碼接口、方便與多種組太軟件及其它軟件連接；

◎ 組網(wǎng)容易，運行成本低廉。

組網(wǎng)方式：

采用GPRS/CDMA 數(shù)傳構(gòu)筑數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時，系統(tǒng)可以分為中心服務(wù)器和終端設(shè)備。終端設(shè)備和GPRS/CDMA DTU模塊通過RS232或RS485相連。

中心服務(wù)器接入有四種方式：

1） 中心采用計算機加互連網(wǎng)固定IP地址（如寬帶接入）的方式。

中心公網(wǎng)固定IP：監(jiān)控點直接向中心發(fā)起連接。運行可靠穩(wěn)定，推薦此種方案。

2） 中心采用計算機加互連網(wǎng)固定域名解析（如寬帶接入）的方式。

中心公網(wǎng)動態(tài)IP+DNS解析服務(wù)：客戶先與DNS服務(wù)商聯(lián)系開通動態(tài)域名，監(jiān)控點先采用域名尋址方式連接DNS服務(wù)器，再由DNS服務(wù)器找到中心公網(wǎng)動態(tài)IP，建立連接。此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP的費用，但穩(wěn)定性受制于DNS服務(wù)器的穩(wěn)定，所以要尋找可靠的DNS服務(wù)商。此種方案適合小規(guī)模應(yīng)用。

1） 中心采用計算機加移動APN專線，所有點都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP。

此種方案客戶中心通過一條2M APN專線接入移動公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進(jìn)行廣域連接，在GGSN與移動公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請該APN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡僅開通該專用APN，限制使用其他APN。得到APN后，給所有監(jiān)控點及中心分配移動內(nèi)部固定IP。移動終端和服務(wù)器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。雙方采用防火墻進(jìn)行隔離，并在防火墻上進(jìn)行IP地址和端口過濾。
　此種方案無論實實性，安全性和穩(wěn)定性較前三種方案都有大大提高，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點比較多、實實性要求較高的應(yīng)用環(huán)境。在資金允許的情況下之最佳組網(wǎng)方式。

2） 中心采用計算機加GPRS MODEM的方式(APN專網(wǎng)固定IP)。

此種方案客戶先與移動申請APN專網(wǎng)業(yè)務(wù)。移動為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請該APN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡僅開通該專用APN，限制使用其他APN。得到APN后，給所有監(jiān)控點及中心分配移動內(nèi)部固定IP。

應(yīng)用領(lǐng)域：

油井監(jiān)控、電力自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸；無人值守機房監(jiān)控和遠(yuǎn)程維護(hù)；自來水管道、水源井、泵站與水廠監(jiān)控；煤氣管線與加壓站監(jiān)控；氣體計量遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)；供熱系統(tǒng)實時監(jiān)控和維護(hù)；氣象站數(shù)據(jù)采集與傳輸；水文監(jiān)測等需要數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)膱龊稀?

（2）無線RTU

基本功能：

◎配備多種接口資源，包括模擬信號采集、開關(guān)量輸入、輸出，脈沖信號輸入等；

◎支持一路RS232/RS485方式的用戶數(shù)據(jù)接口，可接入流量計等各種設(shè)備；

◎采集傳輸控制一體化，提高了系統(tǒng)可靠性，降低了成本；

◎采用工業(yè)級超低功耗高性能的嵌入式處理器；

◎用戶可以編程的量程轉(zhuǎn)換和報警上下限設(shè)定；

◎內(nèi)設(shè)工業(yè)時鐘，精確計時；

◎自動定時上報和事件觸發(fā)上報功能；

◎內(nèi)置大容量FLASH存儲器，數(shù)據(jù)自動記錄，支持歷史數(shù)據(jù)檢索；

◎通訊協(xié)議完善，組態(tài)軟件支持，用戶免開發(fā)；

◎板載GSM/GPRS傳輸模塊，方便用戶選擇GSM、GPRS組網(wǎng)方式；

◎提供用戶設(shè)置軟件，開放式接口，方便與組太軟件及其它軟件連接；

◎工業(yè)級設(shè)計，穩(wěn)定可靠，堅固耐用；

組網(wǎng)方式：組網(wǎng)方式和GPRS DTU 一樣。

應(yīng)用領(lǐng)域：

流量計組網(wǎng)；氣體計量遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)；4-20mA模擬流量計連網(wǎng)；路燈集中控制；水源井監(jiān)控；管網(wǎng)監(jiān)控； 4-20mA模擬信號無線遠(yuǎn)傳和還原；油井監(jiān)控；變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控；氣象數(shù)據(jù)采集；糧情監(jiān)測；換熱站自動化控制；過程測量和無線遠(yuǎn)程控制等諸多領(lǐng)域。

（3）電池供電GPRS DTU