供水管网无线数据采集监测系统应用方案Word下载.docx
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GPRS通信方式更适合于各类数据采集业务，目前城市供水管网系统与各采用有线交互传输或电台方式，甚至有些偏远井道要有线网络接入成了不可能。
月租费太高，用电话线传送数据按时间计费，带来诸多不便，费用也不便宜。
GPRS网络优点
1、覆盖范围。
构建城市供水管网系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制，能满足城区、乡镇和跨地区的接入需求。
由于管网检测点数量众多，分布在地区的各个角落，而且地理位置分散。
另外，还必须考虑今后系统扩充的可能，必须具有良好的可扩展性。
由于目前GPRS已覆盖省内绝大部分地区，能够满足城市供水管网系统对覆盖范围的要求。
2、数据传输速率高。
目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右，完全能满足供水管网系统数据传输速率的需求。
3、系统的传输容量大。
城市供水管网系统要和每一个监测点实现实时连接。
由于监测点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。
4、通信费用控制灵活。
采用传统的有线方式建立供水管网系统，必须租用专线或电话线进行连接。
由于管网监测点必须与中心随时保持连线状态，而每次数据发送的数据量很小，线路资源利用率很低，平均每一个监测点每月的线路费用为800～1200元。
而如果采用GPRS通信方式，由于GPRS采用按数据流量计费的方式，资源利用率高，月通信费用将在200元之内，如果数据量很大的情况下也可按包月或包年计费。
5、良好的实时响应与处理能力。
与短消息服务比较，由于GPRS具有实时在线特性，系统无时延，可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。
GPRS与其它通迅方式综合比较表：
产品介绍
GPRSDTU采用高性能嵌入式处理器，以实时操作系统为软件支撑平台，内嵌自主知识产权的TCP/IP协议栈。
为用户提供高速，稳定可靠，数据终端永远在线，多种协议转换的虚拟专用网络。
针对网络流量控制的用户，产品支持语音，短信，数据触发上线以及超时自动断线的功能。
同时也支持双数据中心备份，以及多数据中心同步接收数据等功能。
公司产品已广泛应用于金融，水利，环保，电力，邮政，气象等行业。
1、无线参数
1、支持EGSM900/GSM1800无线网络
2、GPRSmulti-slotclass10
3、编码方案：
CS1~CS4
4、符合SMG31bis技术规范
5、ComplianttoGSMphase2/2+
6、支持数据和短信功能
2、硬件系统
1、高性能RISC嵌入式处理器，主频100M，512KFLASH。
2、接口：
同时支持RS232/RS485串口。
串口速率110~230400bits/s。
指示灯：
具有电源、通信及在线指示灯。
天线接口：
标准SMA阴头天线接口，特性阻抗50欧。
SIM卡接口：
3V/1.8V标准的推杆式用户卡接口。
电源接口：
标准的3芯火车头电源插座。
3、供电：
外接电源：
DC12V500mA
宽电压供电：
DC5-35V
通信电流：
<
250mA（12V）
4、无线模块
采用高性能工业级GPRS无线模块
5、尺寸
外形尺寸：
91x58.5x22mm（不包括天线及固定件）
6、其他参数:
工作环境温度-25~+65º
C
储存温度-40~+85º
相对湿度95%（无凝结）
3、软件功能
1.智能防掉线，支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线。
2.支持RSA，RC4加密算法
3.支持虚拟数据专用网（APN）
4.透明数据传输与协议转换，支持多种工作模式
5.支持数据中心动态域名和IP地址访问
6.支持双数据中心备份
7.支持多数据中心
8.支持短信、语音、数据等唤醒方式以及超时断开网络连接。
9.支持短消息备份及告警。
10.多重软硬件看门狗
11.数据包传输状态报告。
12.标准的AT命令界面
13.可以用做普通拨号MODEM
14.支持telnet功能。
15.支持远程配置，远程控制
16.通过串口软件升级
17.同时支持LINUX和WINDOWS操作系统
18.
供水管网系统组成
一、系统组成结构及功能要求
供水管网远程测控调度系统结构图
如上图所示供水管网远程测控调度系统由调度中心、无线GPRS网络、远程终端单元（RTU）几个部分组成：
远程终端单元（RTU）
远程终端单元RTU分散的分布在供水管网的遥测点上，主要由F2103GPRS模块、电源、天线、PLC的CPU及各种I/O模板及后备电池、机箱等几部分组成。
远程终端单元RTU与现场设备的开关量、模拟量信号相连，进行数据采集、处理、存储并通过GPRS网络与调度中心传送数据，接收并执行上位机的命令。
具体功能如下：
RTU机箱：
安装于遥测点现场，为壁挂式，具有防盗功能（包括GPRS模块天线），其固定螺丝置于箱体内，设置门锁，箱体内具有220V交流电（如井下无条件具备220V电压，可考虑蓄电池、锂电池等能满足终端产品电压需求的供电装置），信号输入输出接线端子，设置交流进线空气开关，如有条件可配备一220V交流电插座（检修时方便使用）
PLC：
使用西门子、三菱、欧姆龙等知名品牌
提供4路4-20mA模拟输入、6路开关量输入、4路开关量输出，无需监控中心控制，可自行进行测量，并保存累积数据系统；
具有实时时钟功能（可通过监控中心设定校准），采集到的数据以时间为顺序，以5分钟/每次的密度，能在RTU端存储一天的历史数据，程序、参数、历史数据具有掉电保护功能；
定时上报：
把从仪表采集到的数据，以定时（整5分钟报一次）方式上报；
实现数据点播：
可以响应各监控中心发出的查询请求，将实时时刻或历史时刻的数据发给监控中心，数据可发给多个监控中心；
输入信号损坏时发出报警信息；
当系统上电复位，或系统运行、通信发生异常死机复位（看门狗复位）时，系统根据复位类型不同进行复位处理，保证系统正常工作。
可为一次仪表（两线制，三线制）提供24V电源，具有一次表供电功能。
F2103GPRS模块：
其核心使用SIMEMSMC39I无线模块，内嵌TCP/IP协议，支持900/1800MHz系统，提供RS-232或RS-485自选接口，支持各种非TCP/IP终端设备数据的透明传输，可上电即自动拨号上网，一直在线，自检测假拨号现象，掉线可自动重拨。
带自主开发的主控电路和硬件看门狗，保证电路的可靠工作，并可根据用户需要进行远程在线维护。
（可选的备用冗余功能）调度中心可以设一主一备两个中心（即有一主一备两个IP地址），平时RTU端的GPRS模块只与调度中心主中心（主IP地址）联系，当主IP地址联系不上时，RTU端的GPRS模块能自动与备用IP地址联系，切换到备用系统进行工作，当主IP地址系统恢复正常，关闭备用IP地址系统时，能恢复到主IP地址系统进行工作（最多可以和5个中心同时通信）。
通信工作原理：
首先对DTU进行设置，设置要连接的中心IP和端口及其它必要性的设置，设置好之后PLC通过RS232或RS485接口和DTU相连，DTU上电之后根据事先设置好的中心IP和端口进行连接，成功连接到中心软件后即可双向传输数据。
终端流量传感器、水压传感器工作时所产生的数据通过串口往无线模块串口送，无线模块检测到串口的数据后最终数据信息发送到中心去
调度中心
中心条件:
首先用某台能上网的PC机，条件必须能让外网访问的到，如运行中心软件的PC机在局域网里面，那要在局域网路由器做端口映射到本机PC，等这些条件具备之后在本机运行一个中心DEMO，开放一个端口，运行软件等待DTU的连接。
DTU连接中心后，就可按要求进行传输数据，中心收到数据后，通过系统进行解密、过滤、筛选，最终获得所需要的数据进行分析、统计等工作。
注：
中心软件可使用组态软件、力控软件或自行开发软件（可提供源码）
组网方案如下：
A、公网方案：
中心用一个服务器组作为中心接收，中心采用ADSL等INTELNET公网连接，采用公网固定IP或者公网动态IP+DNS解析服务。
此种方案先向INTERNET运营商申请ADSL等宽带业务。
1）中心公网固定IP：
监控点直接向中心固定IP发起连接。
运行可靠稳定，推荐此种方案。
（当然固定IP费用比较贵，视客户财力决定）
2）
中心公网动态IP+DNS解析服务：
大部分IP都是动态的，而且费用相对便宜。
客户先与DNS服务商联系开通动态域名，动态域名解析软件网址如下：
（可以先申请免费的二级域名）88IP解析
监控点先采用域名寻址方式连接DNS服务器，再由DNS服务器找到中心公网动态IP，建立连接。
此种方式可以大大节约公网固定IP的费用，但稳定性受制于DNS服务器的稳定，所以要寻找可靠的DNS服务商。
B、专网方案：
根据客户内部网对网络安全的特殊要求，决定采用中国移动GPRS网络的专用APN形式入网，每个SIM卡绑定固定内部IP，拥有独立上网APN名，其特点如下：
网内分配专用的APN名，普通用户不得申请该APN。
用于GPRS专网的SIM卡仅开通该专用APN，限制使用其他APN，也限制网外SIM卡使用专网APN。
专门由移动公司机房牵出专线联接中心服务器组。
这种方案安全性和稳定性大大提高，但费用比较高。
中心采用APN专线，所有点都采用内网固定IP
客户中心通过一条2MAPN专线接入移动公司GPRS网络，双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接，在GGSN与移动公司互联路由器之间采用GRE隧道。
为客户分配专用的APN，普通用户不得申请该APN。
用于GPRS专网的SIM卡才能进入专网APN，防止其他非法用户的进入。
用户在内部建立RADIUS服务器，作为内部用户接入的远程认证服务器（或在APN路由器内，启用路由器本地认证功能）。
只有通过认证的用户才允许接入，用以保证用户内部安全。
用户在内部建立DHCP服务器（或在APN路由器内，启用DHCP功能），为通过认证的用户分
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