GPRSRTU農(nóng)業(yè)灌區(qū)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案.doc

GPRS RTU農(nóng)業(yè)灌區(qū)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案水資源短缺已經(jīng)成為全球性的問題，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，日益增長的用水需求與水資源短缺之間的矛盾迫使世界各國都在尋求解決的有效辦法。因此，采用現(xiàn)代化手段，建設(shè)水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)掌握區(qū)域水資源變化及利用情況，最大限度的調(diào)控使用效率，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。灌區(qū)所具有的工程分散性、水情雨情變化性、農(nóng)作物需水時(shí)效性、灌溉供水動(dòng)態(tài)性、灌區(qū)性質(zhì)特殊性等方面的特點(diǎn)，使灌區(qū)的水管理工作十分艱巨。 灌區(qū)管理手段的先進(jìn)程度，不僅反映我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平，也是確保灌區(qū)工程安全運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置、提高用水效率、保障灌區(qū)持續(xù)發(fā)展的實(shí)際需要。 灌區(qū)引水監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的是解決引水工程各環(huán)節(jié)監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。該系統(tǒng)由監(jiān)控中心和各個(gè)水源監(jiān)測點(diǎn)組成，各個(gè)水源監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集終端（ATC-RTU60A*）可監(jiān)視和采集水位、壓力、流速、等各種數(shù)據(jù)，供控制中心及有關(guān)部門分析和決策取用，提高工作效率，保證引水質(zhì)量，滿足灌區(qū)的用水量的需求。灌區(qū)引水監(jiān)控系統(tǒng)可以對遠(yuǎn)程現(xiàn)場的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)引水管道壓力、水流速的數(shù)據(jù)傳送及閥門開關(guān)的自動(dòng)控制，降低了故障率和提高了對系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間。便于及時(shí)迅速的了解及控制遠(yuǎn)端水源井、引水管道及閥門，低故障率和檢修的時(shí)間，減少停水次數(shù)。各水源監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集終端可自動(dòng)采集引水管道壓力、水流速的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與開關(guān)狀態(tài)等數(shù)據(jù)，信息傳輸?shù)焦鄥^(qū)的監(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過對傳輸回的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可找到出故障的地點(diǎn)，從而當(dāng)一個(gè)遠(yuǎn)端出現(xiàn)故障時(shí)，能在最短的時(shí)間內(nèi)解決問題，恢復(fù)供水，提高了整體的服務(wù)水平，從而實(shí)現(xiàn)了灌區(qū)引水的信息化、現(xiàn)代化。系統(tǒng)組成:灌區(qū)引水監(jiān)測系統(tǒng)主要由中心控制站、手機(jī)、現(xiàn)場傳感器（流速計(jì)、水位計(jì)等）、自動(dòng)化公司提供的數(shù)據(jù)采集、傳輸、控制于一體的ATC-RTU60A* GPRS RTU、灌區(qū)引水監(jiān)測軟件組成。1中心控制站：服務(wù)器申請配置固定IP地址，采用移動(dòng)通信公司提供的專線，與GPRS網(wǎng)絡(luò)相連。由于專線可提供較高的帶寬，當(dāng)引水監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求。 中心監(jiān)控站服務(wù)器采用動(dòng)態(tài) IP 地址（可以申請花生殼軟件采用域名的方式），當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求（適合監(jiān)控點(diǎn)數(shù)在幾十個(gè)左右的）。監(jiān)控中心服務(wù)器接收到GPRS網(wǎng)絡(luò)終端傳來的連接申請先進(jìn)行認(rèn)證，認(rèn)證通過后接受傳來的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)整個(gè)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)各監(jiān)控點(diǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和處理，通過系統(tǒng)中集成的強(qiáng)大軟邏輯（Softlogic）功能可對所 有數(shù)據(jù)執(zhí)行高級(jí)算法處理。將結(jié)果值發(fā)回現(xiàn)場或通過內(nèi)嵌的SQL語言、OPC、ODBC等標(biāo)準(zhǔn)接口發(fā)送給第三方系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的充分共享，交叉訪問以及應(yīng)用的高度獨(dú)立性。2安特成科技ATC-RTU60A* GPRS RTU產(chǎn)品介紹：（1）基本原理:通過RS485總線將數(shù)字傳感器（也可采用模擬輸出傳感器）與無線智能測控終端連為一體，構(gòu)成現(xiàn)場監(jiān)控單元。無線測控終端內(nèi)置：CPU模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、控制模塊、GPRS/CDMA數(shù)據(jù)通信模塊?？涩F(xiàn)場接入多路模擬量。一、提供設(shè)備狀態(tài)指示燈，方便設(shè)備維護(hù)。二、寬電壓供電范圍：5V-30V。三、帶RS232、RS485。四、內(nèi)置大容量SPI-flash(容量可選1Mbit-64Mbit)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的長時(shí)間本機(jī)保存（需定制）。五、4路模擬量輸入，采集精度: 12bit。六、傳輸支持多種協(xié)議，我公司自定協(xié)議和Modbus協(xié)議(ASCII、RTU、Modbus TCP)完美支持。七、數(shù)據(jù)傳輸采用GSM模塊可實(shí)現(xiàn)功能：1）GPRS斷線自動(dòng)重連。2）根據(jù)需要最多可同時(shí)連接6個(gè)中心服務(wù)器。3）支持固定IP、域名解析和APN專網(wǎng)的尋址方式。4）支持TCP、UDP、PPP、ICMP、DNS、FTP等協(xié)議。5）支持的節(jié)點(diǎn)數(shù)，只要服務(wù)器資源允許，理論上不限。6）減少布線的成本和施工的麻煩。7）支持短信數(shù)據(jù)傳輸、短信參數(shù)配置功能。8）支持電話和短信喚醒功能。八、支持專用軟件進(jìn)行本地和遠(yuǎn)程參數(shù)配置及維護(hù)。九、支持本地和遠(yuǎn)程固件升級(jí)。（2）GPRS傳輸特點(diǎn)：基于灌區(qū)分布點(diǎn)多面廣，其遠(yuǎn)程采集大多仍沿用有線傳輸方式，線路維護(hù)量很大。由于電話線公用，通訊時(shí)經(jīng)常發(fā)生沖突，既影響了數(shù)據(jù)的傳輸也對灌區(qū)部門的正常工作造成了干擾，并且此種方式對通訊部門程控交換機(jī)正常、穩(wěn)定的運(yùn)行也有一定的影響。為保證傳輸質(zhì)量，若采用專線方式，投資成本太高；采用GPRS無線數(shù)字網(wǎng)的通訊方式，很好地解決了遠(yuǎn)程灌區(qū)引水信息采集的瓶頸問題。GPRS 是通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展起來的一種承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS 拋棄了傳統(tǒng)的獨(dú)占電路交換模式，采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無線信道，同一無線信道又可以由多個(gè)用戶共享，有效地利用了信道資源，帶寬最高可達(dá) 171.2Kb/s。目前中國移動(dòng)的 GPRS 覆蓋范圍在中心城市幾乎達(dá)到了100%，在邊遠(yuǎn)地區(qū)也達(dá)到了80%以上，實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在20-40Kb/s，特別適合遠(yuǎn)程監(jiān)測行業(yè)的通信需求，完全取代過去傳統(tǒng)的有線、MODEM、X.25、數(shù)傳電臺(tái)、短信等通信。1、系統(tǒng)的實(shí)用性：灌區(qū)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理所有數(shù)據(jù)，不僅可以得到瞬時(shí)曲線，還可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到所需各種圖表，而不必工作人員親臨監(jiān)測現(xiàn)場，大大降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且便于管理部門及時(shí)了解情況，進(jìn)一步的分析并及時(shí)采取響應(yīng)措施。2、系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性：灌區(qū)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采用最新的通信和軟硬件技術(shù)，建立了清晰和合理的系統(tǒng)架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)多線程的遠(yuǎn)程并發(fā)通信，在幾秒時(shí)間內(nèi)，可以讓成百上千臺(tái)的深井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控中心進(jìn)行集中監(jiān)視和遠(yuǎn)程調(diào)度，實(shí)現(xiàn)故障信息的及時(shí)報(bào)警，運(yùn)用通信手段實(shí)現(xiàn)停機(jī)故障的及時(shí)處理。數(shù)據(jù)量巨大，提供了強(qiáng)大的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫作為系統(tǒng)的支撐，比起傳統(tǒng)的電臺(tái)輪詢等方式，具有無可比擬的優(yōu)勢。3、系統(tǒng)的開放性：灌區(qū)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是一套成熟的開放式的系統(tǒng)。所謂的開放，就是指協(xié)議等方面采用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，可以進(jìn)行系統(tǒng)或模塊的擴(kuò)展，便于長期的升級(jí)和維護(hù)，延長系統(tǒng)的壽命，通過更新部件，能讓系統(tǒng)一直存在下去，而不至于整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，造成大量的投資損失。4、系統(tǒng)的易維護(hù)性：灌區(qū)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)具有極低的故障率，所以相應(yīng)的維護(hù)量非常之小。系統(tǒng)的構(gòu)架非常清晰，具有多個(gè)調(diào)試工具，以辨別故障所在。此外多年的經(jīng)驗(yàn)和較強(qiáng)的專業(yè)性，保證了整個(gè)系統(tǒng)的高可靠性和低故障率。5、系統(tǒng)的強(qiáng)大功能：灌區(qū)引水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)監(jiān)管單位的需要，進(jìn)行高級(jí)開發(fā)，增加或減少功能模塊、監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量，可以自動(dòng)發(fā)出報(bào)警，可以自動(dòng)彈出故障畫面，并自動(dòng)打印。現(xiàn)場測控單元可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，在掉電時(shí)