GPRS/CDMA無線壓力表在城市供水管網監測系統中的應用
本文介紹了 GPRS/CDMA無線壓力表在城市供水管網監測系統中的應用，主要描述了該無線壓力表和監測系統 的組成及特點、硬件和軟件。運行實踐表明，該系統的開發周期短，成本低，可靠性高，其節能效益明顯。
1.前言
隨著近年來大城市城鄉一體化建設速度的加快，城市供水 管網也越來越龐大和分散。城市供水管網作為城市極為重要的 坫礎設施,與城鄉民生、經濟和社會發展密切相關。加強城市供 水管網的信息化建設具有重要的意義。利用計算機信息技術、通 信技術對城市供水管網運行的主要參數、設備運行狀況進行動 態監測、實現自動化信息管理，并將監測點信息進行顯示，實時 f解管網運行狀況，對城市供水管網調度與決策起著重要作用， 成為保障城市供水管網經濟、可靠運行的關鍵因素。
城市供水管網GPRS/CDMA遠程監測管理系統主要對城市 1共水管網的水質、水壓監測報警進行統籌設計,確保城市供水管 網水質優良、水壓滿足民眾的生產和生活需求;并將氣象信息、 城市供水水質監測網檢測信息、衛生防疫站檢測信息匯總,對水 資源保護和水環境整治起到積極作用，準確快速響應源水污染 及管網暴管應急處理。
利用基于GPRS/CDMA無線通訊網絡平臺的城市供水管網遠 程監控系統’對各管網監測點的數據采集終端自動采集管道壓力、 余氯、水流量等實時數據,將信息傳輸到自來水公司的監控中心， 監控中心對傳輸回來的數據進行分析，可找到發生故障的地點’從 而當一個遠端出現故障時，能在最短的時間內解決問題。
2.GPRS/CDMA的技術特點
GPRS(General Packet Radio Service,通用無線分組業務）是 一種基于GSM的移動分組數據業務。其主要特點如下：1 )GPRS 通過多個GSM時隙的復用，支持的數據傳輸速率理論峰值可達 115kbit/s；2)GPRS能夠隨時為用戶提供透明的IP通道，可以直 接訪問Internet所能夠訪問的所有站點和資源;3)GPRS采用信 道復用技術，每一個GPRS用戶都能夠實現永遠在線;4)GPRS 網絡是我國目前覆蓋范圍最廣的無線網絡;5 )GPRS通過流量計 費，目前可以按實際使用量來選擇包月，相比其他無線傳輸業 務，其價格優勢明顯。GPRS/CDMA電池供電無線壓力表是針對 市場需求而研發的集成了信號采集、過程I/O控制和無線數據通 信于一體的高性能測控裝置,采用超低功耗技術,使用一次性鋰 電池供電，現場不需要電源就可以直接實時采集標準變送器信 號或儀表輸出的模擬信號，電平信號、干觸點、脈沖信號等,具備 上下限自動檢測實時報警的功能，是過程信號實施無線監控的 最佳手段。
3.系統組成及特點
3.1系統組成
該系統主要由監控中心、通信網絡、GPRS/CDMA無線壓力 表、測量儀表組成。監控中心包括計算機及管網監控系統軟件r 通信網絡是基于移動或者電信的通信網絡平臺。GPRS/CDMA無 線壓力表是直接把無線壓力表安裝在管道上，通過GPRS/CDMA 網絡傳輸到監控中心,如現場能提供電源可選擇RTU產品，如現 場不便供電則可選擇電池供電無線壓力表。測量儀表主要包括 流量計和余氯、壓力變送器等。該系統的結構如圖1所示。
3.2系統特點
（1）準確性
計讀數據報告的及時、準確；運行狀態數據的無丟失；運行 資料的可處理,可追蹤。
（2）可靠性
令天候運行;傳輸系統獨立完整;維護操作方便
（3）經濟性
用戶可以選擇GPRS/CDMA組成遠程監控網絡平臺。
⑷先進性
選用先進的GPRS/CDMA數據網絡技術和成熟穩定的智能 化終端加上獨特的數據處理控制技術。系統功能的擴展性強
（5）實用的低功耗電池供電技術
對于現場沒有電源的監測點，可以采用電池供電的流量計、 余氯,壓力變送器由采集終端直接升壓驅動。選用了先進的低功 耗集成電路技術，使得GPRS/CDMA數據采集和傳輸的電源功率 非常低.休眠電流<50uA,這樣一來可以使用一次性鋰電池工作, 現場不需要220電源。
（6）互換性和拓展性
系統統一規劃，分步實施,隨時可以擴充壓力、余氯.流量的 信息監測。
4.基于無線壓力表的管網監測系統的硬件和軟件概述
4.1硬件簡介
GPRS/CDMA無線壓力表采用工業級超低功耗高性能的嵌 人式處理器.3.6V—次性裨電池供電，根據用戶使用條件,可以 選配電池容量大小,電池辦命1~5年左右，標準配置的電池容量 以上報大于12000次；內嵌看門狗，不死機,掉線自動恢復;具 有智能儀表接n RS 485(或liS 232)接n ;用戶可以編程量程轉 換和報警上/下限設定；內設T業時鐘，精確計時；自動定時上報 和事件觸發卜.報功能；內設大容量FLASH存儲器.數據A動記 錄,支持歷史數據檢索；模擬量采集:二路16位模擬量采集，支 持雙端差分信號及4-20mA的電流信號輸人;脈沖采集：兩路脈 沖輸人(或幵關tt檢測，1開關量有變化時可根據用戶需求是否 啟動上報）,用于脈沖水表汁數;報警:模擬It超限報警、開關量 變化報筲.1:報方式可以GPRS或SMS(短信)方式t-.報用戶；數 據存儲:采樣數據定時存儲.存儲間隔可選，數據可周期性存儲, 每個周期的存儲記錄條數不小于10_〕次；數據終端：短信報 知的用戶電話號碼的數tt為10個，報知中心的丨P地址也為4 個;具有補報功能.當設備本次的上報由于移動網絡等其他原因 無法成功時.本次的采集數據會在下次h報時一起報到中心網 站；顯示屏農用長期休眠短期喚醒機制’以減少不必要能量的消 耗,顯不屏關閉的模式下.待機電流<20微安，顯示屏可由磁棒點 擊相應的激活點來顯爾當前的測量值、電池電壓等;參數設S: 所有系統參數可由設置軟件本地設置，也可由短信進行遠程設 置；電池電壓：電池電壓實時檢測，當出現欠壓報瞥時以短信或 GPRS/CDMA方式通知用戶及時更換;防水等級:丨P68.
4.2軟件簡介
自來水公司監控中心服務器申請配置間& IP地址，采用網 絡運營商提供的專線，勺GPRS/CDMA網絡相連,由于專線可提 供較高的帶寬，當管網監控點數量增加，中心不用擴容即可滿足 需求1監控中心服務器接收到GPRS網絡終端傳來的連接申請先進行認證,認證通過后接受傳來的數據并進行處理
GPRS/CDMA遠程城市供水管網監測系統軟件采用B/S結 構，通過Internet互連網和GPRS/CDMA網絡接收管道壓力、流W 的數據,進行城市供水管網數據分析、顯示、査詢、統計、報表打 印等功能,給用戶提供一個直觀、簡單的操作平臺實時采集數 據,管道數據采集到數據服務器能顯小?整個管網系統的供水竹 線圖及地理分布圖(及用戶用水仿息）集中a示各監測點®迆 參數(如流量、壓力、余氯、電池電re、報警狀態、通訊狀態h ?點 用水單位的界面和報表功能.》丨隨時增加或刪除，操作應方便快 捷：按[x域劃分用戶，注明長朗用戶和季節性用戶，能單獨誠示 各用戶子站的全部測量參數及設置參數能卩1動生成各用戶的 流量、壓力、余氯、等并行歷史曲線，并可查洵丨1：意用戶、任意參 數、任意時段的歷史數據.歷史數據和曲線應便于轉存和打印 能生成各用戶的用水量u報表,月報表及年報表.且可生成分時 等特殊報表的功能。任意組合用戶測M?趨勢、測ft參數累計、故 障時段等趨勢記錄通過打印機打印輸出實時顯示并記錄就地 流量測量系統的各種報警信息,如流tt/壓力的超限、儀表工作電 源不正常、不間斷電源的電池欠丨K.交流市電消失、相法闖入、通 汛故障等報瞥信息。根據不同部門和不同人員,洱設置不同的操 作權限,防止不同級別的操作人員越權操作 h位機系統軟件及 數據庫軟件應采用正式授權版本,保證其穩定可靠該數據庫應 具備查詢功能強、完整，能兼容+M通訊協議的功能使用菜單 驅動顯示,保證用戶指定一般技術人員就能編制.而不需要掌擁 機器語H和特殊編程語言，在系統中增加或改變一個點不應W編譯系統具有數據的存儲功能，要求可以將所有的實時參數保 留3年以上（數據每一分鐘記錄一次），所存儲的數據能夠以標 準的方式獲取存儲的數據。
5.結束語
以自來水公司的生產過程為背景,研發了一套基于PC和無 線傳感器網絡的城市管網供水自動監測系統?，F場調試和運行 實踐表明，該系統切實可行.既保證了自來水公司不間斷生產， 還提高了該公司的管理水平：該系統的開發時間短,成本低，節 能效益明敁該系統Li成功應用于三臺縣自來水公司―其應用領 域將覆蓋城市供水管網監控、自來水公司集中供水監控,水源井 監控、蓄水池水位監控、水文站遠程監控、水務集團企業用水監控、河道、水庫、水位雨量等遠程監控場合。
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