地震行业水文井水位水温GPRS远程实时监测系统1.docx

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地震行业水文井水位水温GPRS远程实时监测系统1

水文井水位、水温GPRS远程实时监测系统

泰安市一开电气有限公司

山东科技大学

山东省工业测控工程技术研究中心

2014年10月

水文井水位、水温GPRS远程实时监测系统

一、产品概述

基于GPRS的水文井水位、水温远程实时监测系统可以实时监测水文井的水位、水温。

人们可以根据水文参数的变化趋势，预测及预防地震，以避免生命和财产的损失。

本监测系统是一种集无线通信、计算机网络和Web等技术为一体的现代远程监控系统。

二、GPRS网络通讯优势

由于水文井地理位置分布的离散性，导致水文井的管理变得既重要又复杂。

传统的手工、有线监测及基于GSM短消息的无线监测方式,都由于成本、时延及管理等局限不能很好的满足水文井监测需求。

与有线网络相比，GPRS网络具有租用费用低、移动办公，不受地域制约等优点。

GPRS的出现为企业和行业用户开展无线办公提供了一种新的选择。

GPRS无线传输数据有以下优势：

（1）安装简单方便。

GPRS用户可随意分布和移动自己的网络点，无须担心线路的维护或有线在移机时导致的通讯中断。

建设新的营业点无需进行拉线，埋线等工作。

（2）设备投资价格低。

随着通信技术的发展，接收传送数据的GPRS模块已经比无线电台便宜的多。

（3）通信资费便宜。

目前各地移动公司对GPRS资费包月比有线电话网络资费还便宜。

在GPRS网中，用户只需与网络建立一次连接，就可长时间的保持这种连接，并只在传输数据时才占用信道并被计费，保持时不占用信道不计费。

这样，营业点即不用频繁建立连接，也不必支付传输间隙时的费用。

（4）链路稳定可靠，永不掉线。

（5）GPRS网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接。

（6）覆盖较好，相比较很多无线数据网络（集群，双向传呼，），其网络覆盖是最好的。

（7）接入时间短，能提供快速即时的连接。

三、监控方案

监控室通讯方案为数据中心采用INTERNET公网连接，采用固定的IP地址接入。

数据中心服务器利用从ISP服务提供商中获得公有固定IP地址，而且提前将获取的IP地址设置到GPRS模块中。

这样GPRS模块就能在上电后通过设置的IP地址执行TCP/IP协议，自动和接入INTERNET的监控中心服务器建立网络连接，同时通过在GPRS中配置的协议与服务端口，将数据传送到数据处理软件中心。

本方案具有较高的稳定性及可靠性。

图1

四、系统组成

水文井水位、水温GPRS远程实时监测系统分为两个部分：

监测分站和远程监测中心。

水文井的各种运行状态和运行参数由监测分站采集获得，然后经过GPRS无线网路传到远程监控中心，进行各种显示、处理以及发布。

1、监测分站

监测分站包括水文传感器、水文显示记录仪、GPRSDTU数据传输模块以及相应的供电等设备。

监测分站实现对水文井的水位、水温参数的采集。

现场数据经采集之后，通过GPRS无线通信设备DTU传送出去。

1.1水文井投入式水位传感器

投入式水位传感器用于高精度水位测量，其工作原理是利用测量液体内部压强的方法来测量水位。

水位传感器主要技术指标：

（1）测量范围：

0-30m；

（2）分辨率：

0.001m；

（3）精度等级：

≤0.25%F.S；

（4）长期稳定性：

≤0.2%F.S/年；

（5）输出信号：

4-20mADC，高拉力、屏蔽保护专用信号线；

（6）工作电压：

24VDC；

（7）安装：

投入式安装。

图2

1.2水文投入式水温传感器

投入式水温传感器使用PT1000温度传感器。

具有产品精度高，一致性与稳定性好,温度反映灵敏等优点

水温传感器主要技术指标

（1）测量范围：

0-50℃；

（2）分辨率：

0.001℃；

（3）精度等级：

≤0.25%F.S；

（4）长期稳定性：

≤0.2%F.S/年；

（5）输出信号：

4-20mADC，高拉力、屏蔽保护专用信号线；

（6）工作电压：

24VDC；

（7）安装：

投入式安装。

图3

1.3水文显示记录仪

水文显示记录仪硬件上采用内带快闪存储器的新型微处理器，扩展了数据存储区，显示器采用3.5英寸128*64高分辨率点阵式白屏黑字液晶屏。

具有就地存储功能，数据可通过U盘拷出。

水文显示记录仪技术参数：

（1）输入通道：

2路模拟量输入；

（2）模拟量输入类型：

电流；

（3）采样频率：

10次/秒；

（4）输出信号：

RS485通信输出（MODBUSRTU）；

（5）测量精度：

0.2%FS±1d；

（6）设定方式：

面板轻触式按键设定；参数设定值密码锁定；设定值断电永久保存。

（7）显示方式：

背光式3.5英寸128*64高分辨率点阵式白屏黑字液晶屏；显示内容可由汉字，数字，过程曲线，棒图等组成，通过面板按键可完成画面翻页，历史数据前后搜索，曲线时标变更等。

（8）记录间隔：

1、2、4、6、15、30、60、120、240秒九档可供选择。

（9）存储长度：

3天（间隔1秒时）-720天（间隔240秒时）。

（10）配有8G的SD卡，扩展了数据的存储长度。

水文显示记录仪的曲线、棒图等如下：

图4

图5

图6

图7

1.4GPRSDTU数据传输模块

（1）支持双频GSM/GPRS；

（2）符合ETSIGSMPhase2+标准；

（3）支持RS-232/422/485接口或TTL电平接口；

（4）数据终端永远在线。

2、远程监测中心

监测中心主机具有固定的公网IP地址，通过GPRS网络接收远程终端传送的数据。

监测主机上安装有自动监测软件及现场手动经U盘拷贝的数据识别软件。

自动监测软件实时监测各水文井的水位、水温参数。

手动数据识别软件可以查看水文井的水位、水温参数。

2.1自动监测软件功能

（1）在水文井监控总布置图上，通过点击某个水文井，可查看这个水文井的具体位置及水文井的水位、水温参数。

（2）每分钟采集一次现场各水文井水位、水温参数，分别数据精确到0.001m和0.001℃。

（3）根据要求格式，可把水位、水温数据导出为txt文档。

（4）能实时自适应显示水位、水温曲线。

（5）根据参数随时报警提示或直接分析处理。

（6）可设置操作人员的权限管理。

（7）可随时查询数据库中记录的水文井的水位、水温参数。

监测软件总布置图、水文井画面等如下：

图8

图9

图10

2.2手动拷贝数据识别软件功能

现场拷贝到U盘上的水文数据是一个*.PLR格式的文件，公司针对改格式开发的上位机管理软件安装在监控主机上就可读取。

该软件可以查看并打印历史数据和曲线，也可以把数据导出。

手动数据软件数据列表、曲线图如下：

图11

图12

五、设备配置

1、监控主站配置

（1）监控主机1台；

（2）打印机1台。

2、监测分站配置

（1）水位、水温传感器1套，导线配置50米。

（2）水文监测箱1台，包含水文显示记录仪、GPRSDTU数据传输模块等件。

（3）UPS电源（可选配）1台。

（4）避雷器

六、技术优势：

（1）我公司质量保障体系完善，产品信誉度高；

（2）我公司作为山东科技大学、山东大学的产学研基地，具有技术和人才优势，作为重要发起人与山东科技大学合作组建并获得山东省科技厅批准的山东省工业测控工程技术研究中心具有较强的研发和成果转化能力；

（3）我公司具有丰富的类似项目经验，具有较强的设计规划能力；

（4）我公司的上位机管理软件调试人员在监控组态软件平台上进行二次开发，可根据用户需求进行灵活调整，在数据报表等各项功能上具有优势。