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厦门蓝斯基于GPRS通信的自来水远程抄表系统方案———厦门蓝斯基于GPRS通信的自来水远
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一、系统简介随着供水部门对&一户一表&工程改造的推进，以及对自动化的要求，远程自动抄表系统已成为自来水自动化管理和智能化控制不可缺少的组成部分。为了适应供水公司用户水表和现代智能化楼宇用水管理的需要，方便水表用户缴交水费，目前厦门蓝斯通信有限公司专门为供水公司、物业管理公司设计了基于GPRS无线网络的自来水远程自动抄表系统。该系统将计算机技术、移动数据通信技术、数据网络技术、自控技术溶为一体
一、 系统简介随着供水部门对&一户一表&工程改造的推进，以及对自动化的要求，远程自动抄表系统已成为自来水自动化管理和智能化控制不可缺少的组成部分。为了适应供水公司用户水表和现代智能化楼宇用水管理的需要，方便水表用户缴交水费，目前厦门蓝斯通信有限公司专门为供水公司、物业管理公司设计了基于GPRS无线网络的自来水远程自动抄表系统。该系统将计算机技术、移动数据通信技术、数据网络技术、自控技术溶为一体，可自动完成用水户水表网络的远程数据采集、纪录、实时监测、统计分析、打印和供、停水控制等管理工作。二、 系统组成GPRS自来水远程自动抄表系统由监控中心、通信网络和无线网络水表（数显水表＋GPRS DTU）组成。监测中心包括中心站机、计算机及系统软件、显示器、打印机等设备，中心站机与无线网络水表的通信采用中国移动的GPRS网络。该系统适用于与供水公司距离遥远、分散单独的水表用户，系统网络方框图如下图所示：三、 系统功能3.1 自动检测功能：系统对水表的用水量（流量）等参数（压力）的数据进行采集、监测、纪录，并进行数据分析处理，形成各种图形和报表，实现远程无人自动抄表。3.2 动态显示功能：可定时或随机在自动抄表系统网络图画面上动态显示每只水表的用水量和整个系统所包括水表的总水量。3.3 打印功能：可打印每只水表的月、年报表和月水费单，可打印总用水量的日、月、年报表和收水费的月、年报表。3.4 数据管理功能：建立历史数据库，存储原始数据，供统计分析使用。对采集的用水量等数据进行累计值、平均值、最大值、最小值等的分析计算，系统数据库适合扩充和维护，可满足各种规模的供水部门数据抄表和维护使用。3.5 合并、网络浏览功能：本系统可与供水公司的服务器连接，通过局域网接入供水公司现有用水营业收费电脑管理系统，实现信息共享。3.6 银行自动缴费：通过监控中心收费管理系统与银行挂接，计费灵活方便。3.7 可依据用户缴纳水费情况控制供水或停水，具有支持IC卡功能。四、 系统主要设备4.1 中心站机：用于发送监测中心计算机的指令和接收无线网络水表的信息，并将信息通过RS-232/RG45通讯接口送入计算机。4.2 系统软件：系统开发的专业软件，它结合了国际最新软件流行趋势，可在Windows98、Windows2000、Windows XP、Linux等主流操作系统上运行。系统软件通过中心站机发布指令，对本系统实施监测，负责各采集站点的配置和网络管理，同时将输入数据写入数据库，可发布指令，实现参数设置、数据监测、统计分析和报表打印及供、停水控制等处理。4.3 GPRS数据传输终端：GPRS数据传输终端实现监控中心主站与监控终端的通讯。本系统中采用厦门蓝斯通信有限公司的LZ713i GRPS DTU。该DTU功能与特点如下：A、功能：1. 标准的AT 命令界面,方便程序设计；2. TCP/IP Internet 内嵌的协议栈，轻松互连；3. RS232接口方式，更加简便的通讯方式；4. 通过远程或者串口升级程序。B、性能：1. 选用低功耗高性能的32位CPU 做处理器，16位内部数据总线，256KBSRAM，512KBFLASH，可高速处理协议和大量数据；2. 支持全透明及帧格式数据传输；3. 支持TCP、IP、PPP、ICMP、UDP、TELNET、HTTP 协议栈；4. 一个符合ISO7816-3IC 卡标准的SIM 卡座，支持符合GSM11.11 和GSM11.10，规范SIM 卡；5. 简化的接口设计，使用通用的232 接口和简单的AT 命令交互界面；6. 更方便的电源接口，即可使用外挂电源。又可从串口直接取电；7. 完善了GPRS 网络中所出现的假拨号，掉线自动重启，远程唤醒等功能；8. 支持远程控制及动态域名解析；9. 同时更具嵌入式系统要求，可提供内置式模块（不带外壳，可通过插针与嵌入式直接系统相连）。10. 软硬件双重看门狗，在DTU不能正常工作时，能够自动断电复位。4.4 网络水表：规格与普通水表相同，精度达到国家标准规定的计量等级。该水表结合了厦门蓝斯通信LZ713i GPRS DTU，具有计量准确（遥测显示水量与水表本身读出的数值完全相同）、工作稳定可靠、功耗低、数据无漏失的特点，解决了以往远程数字计量误差、怕停电、耗电量大、怕干扰的缺点。网络水表可直接使用220V市电，或采用直流电源。无线网络水表不需另配测站机，它具有测站机的类似性能，可通过LZ713i GPRS DTU与中心站机直接采用中国移动数据无线网络通信。4.5 计算机（电脑）、液晶显示器或投影机、打印机、不间断电源、避雷器等设备为外购通用或专用产品，根据抄表系统和用户的需要而配置。五、 系统特点该系统具有下述特点：5.1 该系统具有GPRS的各种优点，即：5.1.1 永远在线：只要激活GPRS后，将永远保持在线，不存在掉线问题；类似于一种无线专线网络。5.1.2 高速传输：由于GPRS采取了先进的分组交换方式，数据传输最高理论值可达171.2kb/s。因此，本系统在一条可移动的信息高速公路上传输数据。5.1.3 按量收费：GPRS按照本系统接收和发送数据的数量来收取费用，没有数据流量的传递时，即使在线，也不收费。因此，它是一种面向使用、科学合理的计费方式。5.2 该系统的自动检测抄表功能可使供水公司（或小区物业管理部门）及时、准确地掌握用户用水量和计收水费的情况，使供水管理和服务质量水平跃上一个新台阶，有力地促进供水公司（或小区物业部门）现代化管理水平的提高。5.3 该系统可彻底解决用水的实时管理、实时计量和远程控制的问题，为供水公司实现远程自动计量、水量分时计费、水损分析管理和用水系统实时远程监控等现代化供水管理提供了可靠的手段。5.4 实现远程自动抄表可减少抄表和相关的员工人数及费用开支，降低员工劳动强度，提高抄表工作效率；该系统的计量准确无误将避免人工疏忽的漏抄、误抄、估抄；该系统的实时监测可减少由于管道破裂漏水、用户违章用水等造成的水量损失；该系统的应用将有效地提高供水回收率和降低供水管网的运行成本。5.5 配置大容量非易失存储器，可存储大量的水表数据，停电数据也可保存10年；密码保护，非授权用户无法操作。六、 系统显著的经济效益6.1 较低的工程造价由于城市的自来水供水普及率一般均达95%以上，千家万户的水表既分散又远离供水公司，多年来供水公司所应用的无线遥测系统的通信一般都采用电台。如采用该种通信方式，供水公司的测控中心均需配置电台、专用电源和高增益的铁塔天线，在市区各处水表用户的测点除配置电台及专用电源外，还需配置高增益的定向天线。而本系统的通信采用中国移动的GPRS网络，在水司的测控中心只需配置内置天线的中心站机，水表测点只需配置无线网络水表或测站机。该型号的无线网络水表和测站机，每台仅占用一个移动电话号码，其通信的可靠性与移动电话一样。因此，本系统的工程造价比应用电台的系统造价至少低10-20万元以上（测点数量越多差价越大）。6.2 低廉的运行费用6.2.1 本系统采用中国移动的GPRS通信网络，不需使用电台、不需架设铁塔天线或定向天线等配套设备，无线网络水表和测站机基本上可免维护运行，不需配备专业技术人员维修保养，因此维修费用低。而采用电台通讯需向无线电管理部门申请频道资源，需配备专业技术人员维护，那么维修费、员工工资和交通费，加上电费和频道占用费等，其综合运行成本开支每个月不少于3000元。6.2.2 可与中国移动通信公司签订使用其通讯网络的协议，并按传输量计费。采用GPRS方式的计费标准为：0.01元/1kb，最低收费为每月20元。每个测点传输量以2kb/次计，如果每小时传输1次数据，那么1个月的话费=2kb&24&31&0.01元/1kb=14.88元；按最低收费也就是20元。目前，有的远程自动抄水表系统的通信采用中国电信的电话线传输，如果每小时传输1次数据，那么每个测点1个月的话费=24&31&0.20元=148.80元；因此，采用有线电话线传输的通信计费与本系统采用GPRS相比为148.80元&20元=7.44倍。七、 结论综上所述，应用GPRS的自来水远程自动抄表系统具有显著的社会效益和经济效益，其先进性、实用性、扩充性、安全性、可靠性，使得她必将在供水行业越来越广泛地推广应用，为供水行业的发展做出更大的贡献。
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应用与方案分类
一些刚刚涉足维修的电子爱好者，往往觉得这些采用开关电源的水泵远程控制，水源井远程监控，水源井远程控制，无线水位自动控制，水厂远程监控，供水远程监控，供水远程控制，亮化远程监控，亮化远程控制，景观灯远程控制，景观灯远程监控
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典型案例应用
镇级供水单位远程监控控制
深井泵站远程监控控制系统
一& 泵站远程监控系统概述
1.1 工程范围
& 本工程为某镇农村安全饮水监控工程，某镇自来水公司有三眼深水井，三眼水井分布距离较远，水泵？台，功率多大？三眼深水井满足本镇的供水同时，需要实时监控及远程控制，确保供水系统的稳定和饮水安全。
1.2& 客户需求
1）：电脑平台实时监控深井泵运行状态，故障报警
2）：远程开启或关闭水泵
3）：实时监控水泵电压、电流、用电量、管道压力、流量
4）：安防报警，一旦闯入，电脑画面弹出报警
1.3 设计思路
深井泵远程监控控制系统主要由 监控中心平台、通信网络、泵站远程测控终端、计量测量及红外报警设备组成。
以下为简易示意图
&深井泵远程监控控制系统的核心在于信息的远传与控制，现代网络技术的发展为信息远距离交流提供了技术基础。考虑到泵站分布面广、距离远，采用人工布线构建专用的局域网具有代价高、工期长、网络利用率低的缺点。本系统采用GPRS无线网络，实现监控，确保系统的稳定性。 各个泵站采用创控自动化的无线测控终端来实现数据的采集与处理，并通过终端内置的GPRS信号实现数据的上传至电脑服务器，同时接受电脑服务器的控制指令，实现开泵关泵。
本系统监控中心位于1号深井泵侧，因此监控中心平台与1号深井泵通过屏蔽通信线缆进行连接，通信线缆通讯有效距离可达500米，因此满足需要，同时2号深井、3号深井通过移动无线实时信号实现监控控制。
1.4 通讯网络& 移动2.5GGPRS信号
& GPRS 是目前解决移动通信信息服务的一种较完美的业务，它是以数据流量计费、或大数据的包月包年计费。覆盖范围广泛、数据传输速度更快。GPRS 的推出，为行业和企业用户开展无线数据传输提供了基础设施平台，为推动移动办公的应用和发展创造了有利条件。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。
1.5& 工程设计依据
《分散型控制系统工程设计规定》HG/T20573-96。
《化工自控设计规定》HG/T、HG/T2050～HG/T。
《自动化仪表工程施工及验收规范》GB 。
《电力工程电缆设计规范》GB 50217-94。
《电力建设施工及验收技术规范（热工自动化）》J350-2004。
---& 对于技术规格书中未提及的系统所执行的标准投标方也应详细列出。
GB/T75-94《安全技术防范规范工程技术规范》
&GB50198-94《民用闭路电视监控电视系统工程技术规范》
&GB50174-93《电子计算机机房设计规范》
GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
&GBJ232-92《电气装置安装工程施工及验收规范》
GB4943-95《信息技术设备（包括电气事务设备）的安全》
&JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》
&GB/T《智能建筑设计标准》
1.6 设计原则
（1）可扩展性
测控终端属于模块化系统，可较为方便的实现系统测控容量的扩展，方便后期系统的升级换代
（2）出错冗余功能
创控泵站远程测控终端的冗余功能强大，一旦出现故障，可切换系统至备份冗余端
（3）安全保密性
为加强系统安全建设，我公司从系统安全性、数据安全性、网络传输安全性等多方面来保障系统的长期、稳定和可靠运行。系统设计采用严格的安全保密措施，保证内部信息不被窃取；并充分利用开发工具所具有的网络级、数据库级、文档级、文档区域段级和文档内域级安全保密机制，实现数据加密，保障数据安全。
二& 监控中心平台建设
2.1 硬件设备
监控中心由工业计算机、宽带网络、大屏显示系统、打印机、泵站远程监控系统软件组成。
工作站数据处理和软件监控由工业计算机负责完成。
台湾研华工控机有如下优点：
　　1、研华工控机要求具有连续长时间工作能力。
　　2、研华工控机的机箱采用钢结构，有较高的防磁、防尘、防冲击的能力。
　　3、机箱内有专门电源，电源有较强的抗干扰能力。
4、研华工控机的机箱内有专用底板，底板上有PCI和ISA插槽。
宽带网络：大批量的无线监控站点可采用固定IP地址的宽带网络，由于点数较少，我公司同时在监控软件内部做了数据处理，因此监控软件支持通用性的动态IP宽带网络（平常所有的宽带网络即可。此为我公司技术优势）
2.2 监控系统软件
深井泵远程监控控制系统软件界面具有地图总览功能，可综合显示各站位置。当鼠标点击某站点后，可显示该站的自控数据和视频图像。
监控软件可实现：
（1） 实时泵站电压、电流数据显示
（2） 实时泵站用电量累计显示
（3） 瞬时流量、累积流量
（4） 压力数据值，超压报警
（5） 泵站故障报警，红外人员闯入报警
系统软件采用可视化的界面组态技术，提供丰富的图形组态、动画效果、图库管理等功能，支持C/S、B/S结构的客户端访问，并可针对不同类型的终端设备和网络环境提供自适应的软件界面。
丰富的图形处理能力
对于动态画面可以全面支持GDI+图形画刷，同时支持2D、3D图形模拟技术。给用户提供了多种选择。负载均衡技术深入到分布式组件的设计，远程数据传输支持断线重连与恢复机制，不同图形与图像资源的“隔离”的封装设计在保证绚丽的监控效果的同时，同时又保证了系统的稳定性。用户通过力控脚本系统可以轻而易举地控制图形对象的动态效果。使整个生产画面更加形象。
三 深井泵站现场测控设备
3.1 深井泵站测控终端
Ø&&&&&&&
测控终端被安装泵站现场，监测水泵状态；监测出水流量；监测泵控制模式、电压、电流、管道压力、故障报警
Ø&&&&&&&
&支持水泵启动设备手动控制、自动控制、远程控制水泵的启停，支持远程切换控制模式。
Ø&&&&&&&
&支持远程设置、修改终端的工作参数，实现远程维护终端设备。
Ø&&&&&&&
测控终端模块结构，内嵌入GPRS无线网络模块，插入手机卡后，即可实现与上位机监控软件的实时数据交换。
（2）泵站测控终端原理框图
控制原理框图：
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