智能水利远程监控系统.docx
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智能水利远程监控系统
智能水利远程监控系统
深圳市信道科技有限公司
2012年3月
目录
1.概述3
2.系统简介3
2.1系统功能3
2.2系统优势4
2.3应用方案5
3.系统方案5
3.1方案一：
适合点少，分散的独立监控点5
3.1.1终端设备7
3.1.2通信信道7
3.1.3系统监控平台7
3.1.4应用特点8
3.2方案二：
适合监控区域大，多个监控点，且分布相集中8
3.2.1终端设备10
3.2.2通信信道10
3.2.3系统监控平台11
3.2.4应用特点11
1.概述
水利防洪工程大部分坐落在江河流域及偏远山区，分布范围广、交通不便、环境条件较差。
如何对重要水利防洪工程和控制闸站进行有效的监控，一直是困扰水利部门的大难题。
深圳市信道科技推出的智能水利远程监控系统采用先进的无线通信技术，可实现对各个控制闸站、泵站的远程实施监控，将水利防洪工程和控制闸站建设成具有数字化、网络化、智能化相结合的监控系统，可以为各级防汛部门提供实时和直观的汛情、工情信息，对提高防汛抗旱指挥决策水平和推进水利信息化的发展具有重要意义。
2.系统简介
根据水利工程的应用特点，结合无线通信技术构建的智能水利远程监控系统，通过对泵站水泵设备电压、电流、功率因素以及出水量的实时监控，并通过无线通信方式将数据实时上传至监控系统平台，由系统平台完成数据分析，生成管理报表等业务功能，使管理部门能够及时掌握各个泵站、控制闸站设备的工作状态，可远程控制开关设备；系统可以实现异常状况主动上报，大幅缩短处理设备故障的响应时间，提高工作效率，确保系统稳定工作。
另外，系统还可以进行数据分析，生成用电管理报表，为管理部门有效管理提供实时的、可靠的数据支持。
2.1系统功能
●水泵工作状态（电流、电压、功率因素）的实时远程监控
●远程自动开关机，第一时间实施抢险工作
●设备运行状态异常报警功能：
缺相报警、三相不平衡报警、电流异常报警、电压异常报警、过载报警、欠载报警等，及时发现隐患，排除故障
●可发送报警短信或拨打电话给预设的相关接警责任人，及时响应
●用电管理分析，提供数据报表，提高管理效率,简化管理工作
●监控中心，集中管理所辖区域各个泵站
●无线传输方式，安装方便，组网灵活，扩容方便\
2.2系统优势
智能水利远程监控系统采用无线通信方式实现对各水泵用电状态的实时远程监控，系统具备以下优势：
（1）易安装
●无线方式接入，无需布线，不受地域限制
（2）易操作
●支持远程开关设备
●支持远程抄表
●各类数据报表，曲线图，直观明了
●提供数据接口，可直接实现数据共享
（3）易分析
●可提供准确、实时、同步、完整、全面的设备运行信息
●生成各种业务报表
（4）易维护
●本地维护端口，支持本地参数配置、系统调试、本地升级
●远程参数配置查询，可远程查询修改终端配置
●多重保障机制，系统自恢复能力强，避免人工干预
（5）易扩容
●无线方式，扩容方便，无需改线
（6）易升级
●终端远程升级功能，无需现场更换设备，即可修改、增加功能
●服务器平台各功能模块增加、删减方便
2.3应用方案
根据现场应用的具体特点，可采用不同的组网方案实现对泵站和闸站设备的远程智能监控。
●方案一：
采用GPRS平台实现数据的远程无线传输；
●方案二：
采用ZigBee终端和GPRS数传终端相结合的方式实现数据的远程无线传输；
3.系统方案
3.1方案一：
适合点少，分散的独立监控点
通过GPRS网络平台实现泵站用电和水量信息的远程监控，整个系统由计量采集传输设备，通信信道和监控系统平台构成。
●计量采集传输设备包括安装在现场的计量设备三相多功能电表和流量计；采集传输设备为GPRS数据传输终端。
●通信信道采用GPRS网络平台，实现采集器和系统平台之间的数据通信。
●监控系统平台主要由数据库、前置机、MIS系统服务器等组成。
系统网络拓扑图可参考图1。
图1方案一系统组网框图
3.1.1终端设备
1.计量设备
●三相多功能表
在各个泵站安装一块三相多功能表，实现对水泵用电的电压、电流及功率因素的采样。
多功能表可以完成设备运行的电能量的计量和状态的采集功能，提供系统所需的各类基础数据。
●流量计
安装流量计，实现对水泵出水量的计量。
2.数据传输设备
通过GPRS数据采集终端实现将电表和流量计采集的数据上传至监控中心。
3.1.2通信信道
借助GPRS网络平台实现数据的远程传输。
随着移动通信技术的快速发展，GPRS网络的建设已非常成熟，其具有网络覆盖范围广、传输可靠性高、实时性强、通信成本费用低等特点，可满足行业应用普通数据传输的要求。
3.1.3系统监控平台
监控系统平台由前置机服务器、数据库服务器和MIS系统服务器构成，主要实现对水泵用电和出水数据的分析处理，从而实现各个具体的业务功能。
●前置机服务器：
负责终端管理和数据采集；
●数据库服务器：
负责存储备份终端数据和设备运行状态数据；
●管理信息MIS系统服务器：
实现系统登录、终端参数管理、系统管理、抄表管理、数据管理、异常报警等应用功能。
平台主要功能：
●实现对水泵用电情况（电流、电压、功率因素）的实时监控，并可生成相应曲线及报表，方便管理查看；
●设备运行故障报警，如果出现缺相、三相不平衡、电流电压过大、或者过小、欠载、过载或者功能因素异常等情况，后台将及时发出报警信息，通知后台管理人员及时处理，同时还将发送短信报警信息到各个相关责任人手机，以便及时处理故障；
●批量开关机功能，实现对水泵设备分批次逐一开关机功能；
●其他系统管理功能：
实现系统登录，参数设置，系统维护，日志管理等功能；
●提供数据接口，方便导入企业已有的管理系统，实现数据共享。
3.1.4应用特点
借助GPRS网络平台实现系统数据的远程无线传输。
GPRS技术和网络建设已经相当成熟，完全可以满足系统实时、稳定、可靠的数据传输。
借助移动的公网，用户无需构建网络，组网灵活方便。
3.2方案二：
适合监控区域大，多个监控点，且分布相集中
某些大型水利工程，一个区域内有多个泵站，可以采用ZigBee无线自组网通信模式和GPRS相结合的方式，实现设备远程实时的监控。
系统由计量采集设备、通信信道和监控系统平台构成。
系统构成：
●计量采集传输设备包括安装在现场的计量设备三相多功能电表和流量计；采集传输设备包括ZigBee采集器和GPRS-ZigBee集中器。
●通信信道采用ZigBee网络和GPRS网络相结合的方式；采集器和集中器间通过ZigBee组网实现数据无线通信；集中器和系统平台之间则通过GPRS实现数据远程无线通信。
●监控系统平台主要由数据库、前置机、MIS系统服务器等组成。
系统网络拓扑图可参考图2。
图2方案二系统组网框图
3.2.1终端设备
1.计量设备
●三相多功能表
在各个泵站安装一块三相多功能表，实现对水泵用电的电压、电流及功率因素的采样。
多功能表可以完成设备运行的电能量的计量和状态的采集功能，提供系统所需的各类基础数据。
●流量计
安装流量计，实现对水泵出水量的计量。
2.ZigBee采集器
在每个水泵安装ZigBee采集器，将三相多能表、流量计的数据将通过外接的ZigBee采集器上传至集中器。
由于ZigBee技术自组网的特性，可以将几个泵站单独组成一个ZigBee网络实现数据传输，在这个ZigBee网络里无需借助公网，就可以实现数据上传到集中器，从而降低GPRS网络的承载负荷，降低系统的通信运营费用。
3.集中器
集中器负责采集该监控区域内ZigBee采集器的数据，并通过GPRS方式上传至监控中心进行数据处理和分析。
3.2.2通信信道
采集器和集中器之间通过ZigBee网络实现数据的无线传输。
ZigBee技术具备低功耗、低成本、自组网、抗干扰性能好等优势，特别适合在分布相对集中，地域空旷、传输距离近的场合应用。
采用ZigBee组网降低了设备成本，也降低了网络运营费用。
集中器和监控平台之间则借助GPRS网络实现数据的远程传输，GPRS通信方式可满足远距离的、实时的数据传输要求。
3.2.3系统监控平台
监控系统平台由前置机服务器、数据库服务器和MIS系统服务器构成，主要实现对水泵运行状态数据的分析处理，从而实现各个具体的业务功能。
●前置机服务器：
负责终端管理和数据采集；
●数据库服务器：
负责存储备份终端数据和设备运行状态数据；
●管理信息MIS系统服务器：
实现系统登录、终端参数管理、系统管理、抄表管理、数据管理、异常报警等应用功能。
平台主要功能：
●实现对水泵用电情况（电流、电压、功率因素）的实时监控，并可生成相应曲线及报表，方便管理查看；
●设备运行故障报警，如果出现缺相、三相不平衡、电流电压过大、或者过小、欠载、过载或者功能因素异常等情况，后台将及时发出报警信息，通知后台管理人员及时处理，同时还将发送短信报警信息到各个相关责任人手机，以便及时处理故障；
●批量开关机功能，实现对水泵设备分批次逐一开关机功能；
●其他系统管理功能：
实现系统登录，参数设置，系统维护，日志管理等功能；
●提供数据接口，方便导入企业已有的管理系统，实现数据共享。
3.2.4应用特点
同一区域内每个泵站之间数据通信借助ZigBee网络，节省了设备成本，而ZigBee自组网的通信方式，也节省了单个节点间的通信费用；多个节点采用一个GPRS集中器，这样可以减少某个区域内GPRS设备的数量，从而降低基站承载负荷，提高通信的可靠性。
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