基於GPRS無線采集傳輸(shū)技術的RTU汙水處理遠程自動監測方案(àn)
時間:2016-01-19 來源:本站原(yuán)創隨(suí)著城市化建設的不斷推進與經濟的快速發展,人(rén)們生活水平不斷提高,對城市環境(jìng)保護的要求也越(yuè)來越高。政府有關(guān)部門為(wéi)此加強了汙水處理的步伐,加大了治理力度。各地環保部門為了掌握水質監測和環境信息管理的需要,需對轄區內各有關水質利用遠程監控技術進行(háng)監測監控,使其出水水質符合汙水(shuǐ)處理標準並達標排放。
二、方(fāng)案思路(lù)
基於環境保護部門的實際需求,我們認為利用GPRS無線傳(chuán)輸技術,基於移動運營商的無(wú)線網絡,采用具有無(wú)線遠程測控功(gōng)能與技(jì)術的無線遠程測(cè)控終端設備(RTU)及其平台管理係統(tǒng),以便為環境保護部門的生活(huó)汙水出水(shuǐ)水質提供實(shí)時的數據采集、傳輸(shū)、遠程管理與控製等功能(néng),實現水質監測監控的遠程管理。
三、關於GPRS無線通信
3.1、GPRS(General Packet Radio Service)通(tōng)用無線分組業務
所謂GPRS,是一種基於GSM係統的無線分(fèn)組交換技術,提供端到端的、廣域的無線(xiàn)IP連接。GPRS充分(fèn)利用共享無線(xiàn)信道,采用IP Over PPP實現數據終端的高速、遠程接入。作為現有GSM網絡向第三代(dài)移動通信演變的過渡(dù)技術(2.5G),GPRS在(zài)許多方麵都具有顯(xiǎn)著(zhe)的(de)優勢。
GPRS有下列特點及優(yōu)點:
1)、中國(guó)移動全國範圍(wéi)的GSM/GPRS電信網絡,覆號覆蓋麵廣、信號強,網絡穩定、靈活、方便且快速,能以(yǐ)低建設成(chéng)本為用戶數據終端提供遠程接入網絡的部署;
2)、傳輸速率高,GPRS數據(jù)傳輸平均(jun1)速度可達到57.6Kbps,最高可達到115Kbps—170Kbps,完全(quán)可以滿足用戶應用的需求,下一代GPRS業務的速度可以達到384Kbit/s;
3)、接入時間短,GPRS接入等待時間短,可快速建立連接,平均為兩秒;
4)、提供實時在線功能 “always online”,用戶將始終處於連線和在線狀態,這將使訪問服務變得(dé)非常簡單、快(kuài)速;
5)、資費便宜,計費合理:GPRS是按流量計費的,GPRS用戶隻有在發送(sòng)或接(jiē)收數據(jù)期間才占用資(zī)源,用戶可以一直在線,按照用戶(hù)接收和發送數據包的數量來收取費(fèi)用,沒有數據流量的傳遞時,用戶即使掛在網上也是不收費的。
GPRS業務,具有接入(rù)迅(xùn)速、永遠在線、流量(liàng)計費等特點,在遠程突發性數據實時傳(chuán)輸中有(yǒu)不可比擬的優勢,特別適合於頻發小數據量的汙水處理(lǐ)監測的實時傳輸,在其他行業上也有普遍特殊的應用:
如:
電力係統(tǒng)城市中(zhōng)壓低壓電網實(shí)時監控和自動補償(cháng)
熱力熱網係(xì)統實時監控和維護
氣象實時監(jiān)測係統
城市公用事業實時(shí)監控維護係統(tǒng)
煤氣調壓站實時數據采集和自(zì)動控(kòng)製(zhì)
茄子视频農業信息化遠程監測係統
……
四、關於(yú)無線遠(yuǎn)程測控終端技術(shù)
無線遠程測控終端(duān),其英譯為(wéi)Remote Terminal Unit,通常(cháng)簡稱為RTU,是一組應用了集數據采集、遠程控(kòng)製(zhì)與無線通訊功(gōng)能為一(yī)體的無線終(zhōng)端控製產品,屬(shǔ)終端控(kòng)製係統,負責對現場信號、工業設備的(de)監測和控製。是構成遠程監控平(píng)台係統的前端核心裝置(zhì),具有信號輸入輸(shū)出接口(kǒu),可與各汙水處理設(shè)施或裝置的傳感設備連接,由於其具有無線通訊功能,支持GPRS網絡(luò)(或3G、4G網絡(luò)),可(kě)直接連接以(yǐ)太網。RTU技術結合雲設備管理平台軟件,構成一套完整(zhěng)的監測監控(kòng)係統,可很好地實現各環境保護部門對現場各相關汙水處理監測裝置的遙測、遙控、遙信和遙調等功能。
五、應用分(fèn)析(xī)
根據(jù)對各環保部門的多方實地考察與了解,以及我(wǒ)們與各地汙水處理成功的項目案例來看,一般環保部(bù)門下轄的汙水處理設施,分設於各個鄉鎮區街道或村級汙水處理站。各汙水處理設施(shī)有(yǒu)相(xiàng)關的汙水處理傳感裝置,需(xū)要采集傳(chuán)輸如pH 、DO、水(shuǐ)溫、水量等,這類傳感裝置(zhì)的數據一(yī)般為數字(zì)量數據,可以與RTU無線遠程測控終端設備的RS232或(huò)RS485直接連接傳輸。另因汙水處理的需要,現場還有風機、水泵、自控係統等設備,當這些主要設備故障時,要能實時的反饋相關信息,並且要能(néng)夠(gòu)對其進行遠程啟動與關閉。這就要求(qiú)RTU無線遠程測控終端設備要具備對設備的監測與信息上報功能,同時還須具備標準變送(sòng)器信號和電平(píng)信號跳變功能,以及RTU雲設備管理平台軟件(jiàn)具有遠程控製的功能(néng)。
六、係統組成
本(běn)方(fāng)案係統主要由RTU無線遠程測控終端設備、GPRS無線通信(xìn)基礎網絡及有線互聯網絡及(jí)相關通信設備、服務器及RTU雲設備管理平台軟件等組成(chéng)。
6.1、各水質(zhì)傳感裝置、風機、水泵、自控係(xì)統(tǒng)等;
6.2、RTU無線遠程測控終端設備;
6.3、GPRS無線網絡及有線互聯網絡;
6.4、服務器;
6.5、RTU雲設備管(guǎn)理平台軟件;
7.1、設備(bèi)的連接:各汙水處理設施pH 、DO、水溫、水量傳感裝置(zhì)通過RS232或RS485接口與才茂通信的RTU一對一連接(jiē);
7.2、服務端的部暑:在監控中心(xīn)這一(yī)端,分配一套機架式服務器作為服務器硬件設備(bèi)。服(fú)務器硬件(jiàn)設備用於部暑(shǔ)RTU雲(yún)設備管理平台軟件(jiàn),該平台軟件為B/S架構,用於管(guǎn)理接收及發送傳感裝置采集傳輸的數據;
7.3、數據通道的(de)架設:給服(fú)務器這一端申請使用一個固定IP地址,在與服務(wù)器連接的路由器這一端開設(shè)一(yī)個未曾使用的端口號,將這個服務器的IP地址與端口號配置到才茂通信的RTU,當RTU相關設備啟用時,數(shù)據通過此通道傳輸(shū);
7.4、數(shù)據的傳輸:當(dāng)RTU啟用時,即會通過GPRS網絡與監控中心服務器建立透明傳(chuán)輸通道,此時RTU即能夠收到來自(zì)各傳感裝置發送的(de)數據,通過RTU本身的無線(xiàn)遠距離數據透傳功能,將數據原封不動的發送到監控中心服務器,運用RTU雲設備管理平台軟件的功(gōng)能,也可以發送控製(zhì)指(zhǐ)令給RTU,以實(shí)現數據的實時采集、處理、控(kòng)製(zhì)與統計;
八、係統拓樸圖
遠程自動監(jiān)控平台係統(tǒng),主要可實現以下(xià)功能:
9.1、RTU無線遠程測控終端設備:
RTU無(wú)線遠程測控終端設備集(jí)成了模擬信號(hào)采集、開關量輸入、開關量輸出、計數和無線數據通信於一體的高性能測控裝置,支持以太網通信,串口通信,RS485 通(tōng)信和4G/3G/2G 無線數據(jù)通信於一體。
可(kě)以直接接(jiē)入各種傳感器、標準變送器(qì)信號、儀表等輸出的模擬信(xìn)號、電平信號、幹觸點、脈衝信號等。
可實現對pH、DO、水溫(wēn)、水量等數據實時監測。
與各水泵、風機(jī)連接,通過遠程監控平台管理軟件的PWM功能(néng)或繼電器(qì)功能,可實現對水泵、風機的遠程(chéng)控製啟動或停機(jī)工作。
9.2、RTU雲設備管理平台軟件 功能
RTU雲設備管理平台軟件具(jù)有用戶(hù)管理、係統管理、采集控製、遠程升級、遠程配置、主動報警、主動上報(bào)等功(gōng)能。與才茂通信RTU無線遠程測控終端(duān)設備(bèi)係列設備配套使(shǐ)用。能夠實現對各類傳感 器的數據采集與無線傳輸,實現遠程監測控製與管理(lǐ)功能。
可根據管理對象的不同,設置(zhì)不同的訪問權限,如基本操作員隻具有采集控(kòng)製、遠程配置、查(chá)詢、統計等基(jī)本功能,管理員除具有這些操作功能(néng)外(wài),還具有高級管(guǎn)理、遠程升級、注冊管(guǎn)理與用戶管理等功能。
可(kě)設定是否允許主動上報的動作、設定上(shàng)報的內容、上報的網絡方(fāng)式(手機報(bào)警+係統報警(jǐng))、上報的時間間隔、上報信息的接收的手機號碼等條件。當與風機、水泵或其他自控係(xì)統設備連接,可以(yǐ)實時反(fǎn)應該設備的(de)故障信息。
通過遠(yuǎn)程監控平台管理軟件的PWM功(gōng)能或繼電(diàn)器功能,可實現對水(shuǐ)泵、風機的遠程控製啟動或停機(jī)工作。
具有查詢統計功能,可按月或時間段對監測數據進行查詢並匯總形成報表,也可實現每座設施汙水處理數(shù)量(liàng)日、月等的(de)統計,形成報表以供管理(lǐ)決策使用。
十、係統可行性(xìng)
基於此,利用2G/3G/4G無線數據傳輸(shū)技術,基於服務端應用寬帶有線網絡提供(gòng)固定IP或者動態IP(可用域名綁定)以及端口號,將這些服務端參數設置在才茂通信RTU無線遠程(chéng)測控終端設備上,利用它能夠自動解析域名地址,連接到(dào)服務端的RTU雲設備(bèi)管理平台軟件,可以為環(huán)境保護部(bù)門的生活汙水出水水質提供實時(shí)的數據采(cǎi)集、傳輸、遠程管理與控製等功(gōng)能,實現水質監測監控的遠程管理,是一套上佳(jiā)的遠程自動監控平台方案。
十一、RTU係列產品資質與檢測報告:
無線通信在線維持專利技術
國家強製3C認證
EMC檢測報告(gào)
著作版權證書
摩爾實驗室高低溫檢測報告
福建(jiàn)省產(chǎn)品質量檢驗研究院檢測報告等
RTU創(chuàng)新產品獎
深圳比亞迪(dí)用戶測試報(bào)告
十二、才茂資質
公司榮譽:
2009 年公司GPRS DTU 產品被(bèi)評為“創新產品獎”;
2011 年(nián)被評為“中國工控行業客戶滿意最(zuì)好供應商”;
2012 年公司成為“中國質量萬裏行”會員;
2013 年公司成為“智能輸配電設備(bèi)產業(yè)技術創新戰略聯盟”會員;
2010 年被國家(jiā)認定的高(gāo)新科技企業;
2010 年被國家認定的雙軟企業企業;
公司擁有1 項保(bǎo)持設備穩定的專利技術證(zhèng)書和(hé)12 個軟件著作(zuò)版權(quán)證書;
全國設立了9 大區域(yù)辦事處,66個代(dài)理商,方便為(wéi)客(kè)戶(hù)提供近距離貼(tiē)心服務(wù);
公司注冊資本1280 萬;廈門市重點扶持高新科技企業(yè);
12 年的行業研發積累和行業應用考驗。
附件一、才茂通信RTU無線遠程測控終端介紹
才茂通(tōng)信CM550係(xì)列智能無線遠程測控終端(以下簡稱(chēng)無線RTU)是廈門(mén)才茂通信科技有限公司經過多年的(de)實踐及工程應用,為滿足市場需(xū)求而自(zì)主研發的集數據采集、遠程控製(zhì)與無線通訊功能為(wéi)一體的無線終端控製產品。該係列產品集成了模擬(nǐ)信號采集(jí),開關量輸入,開關量輸出,脈衝計數,支持以太網(wǎng)通信,串口(kǒu)通信,RS485通信和4G/3G/2G無線數據(jù)通信於一體的高性能測(cè)控裝置,可以直接接入各種傳感器(qì)、標準(zhǔn)變(biàn)送器信號、儀表等輸出的模擬信號、電平信號、幹觸點、脈衝信號等,是實施無線測控的最好選(xuǎn)擇。

該產品擁有工(gōng)業級處理(lǐ)器和智能三級保護,它不但通(tōng)過電力3000V 電擊測試,還擁有無線通信在線維(wéi)持裝置專利技術,產品通過國家(jiā)強製性產品(pǐn)認證,產品性能(néng)穩(wěn)定可靠。
該產(chǎn)品已廣泛(fàn)應用於電力集中抄表、水表集(jí)中抄表、熱網監控、燃氣監控、水利監控、環保(bǎo)檢測、氣象檢測、地震監測、交通控製等(děng)等行業。
才茂通信RTU功能(néng)優勢:
1)金屬外殼(ké):采用金屬外殼,防輻射,抗(kàng)幹擾;外殼和係統安全隔離,防雷設(shè)計;符合(hé)電力安規要求;防護等級為IP41;特別適合於環境惡劣的工(gōng)業控製領域;
2)串口ESD 保護:RS232/RS485/TTL/RS422,內(nèi)置15KV ESD 保護;
3)UIM/SIM 卡ESD 保護:1.8V/3V/5V 標準的推杆式用戶卡(kǎ)接口,內置15KV ESD 保護;
4)三層係統保護:在原來兩級(軟件保護+CPU內置看門狗(gǒu)WDT保護)係統保護的基礎上,增(zēng)加(jiā)一級係統虛擬值守VWM(Virtual Man Watch)檢測保護功(gōng)能,確保係統穩定可靠;
5)完全工業級設計生產,支持寬電壓5-32V供電;
6)高速處理CPU:采用高速性能工業級CPU,可以更加高速地(dì)處理(lǐ)各種協議(yì)數據轉換(huàn);解(jiě)決了業內“假在線”、“假死機”、“當機”等疑(yí)難問題;
7)超大內存:FLASH64Mbits,SDRAM,256Mbits(不同型號內存不同),有超大的內存來緩存客戶發送(sòng)數據,同(tóng)時接收(shōu)超大數據包,數據不丟失;
8)通(tōng)信模塊均采用工業級無線模塊,所有無線模塊都有通過CGD認(rèn)證或者FCC認證或者(zhě)CE認證;
9)完善(shàn)的網絡支持:支持GPRS/CDMA/WCDMA/TD-SCDMA/EVDO/LTE-FDD/LTE-TDD七大無線網絡,滿足不同行業客戶的全方麵需求;
10)豐富的接(jiē)口類(lèi)型:支持串口RS232接口(kǒu)、RS485接口、以太網接口(kǒu)、USB接(jiē)口, 滿足客戶應用現場不(bú)同接口需求;
11)支持6路(lù)計數器輸入、8路開關輸入量、8路模擬輸入量、4路數字輸出(chū)量、2路PWM輸出、4路繼電器輸出(chū);
12)支持(chí)GPS/北(běi)鬥定位;
13)支持ZIGBEE 低(dī)功耗的近距離無線組網通訊;
14)DNS自動獲取:自動獲取DNS,不再需要人(rén)工配置輸入DNS;規避了因(yīn)為選擇的DNS服務器異常而導致RTU設備宕機的嚴重現(xiàn)象;
15)支持(chí)固定IP 通信方式;支持DDNS 動態域名通信方式;
16)支持雙數(shù)據(jù)中心備份及多數據中心(xīn)(8 個)接受數據,最(zuì)大支持發送中(zhōng)心達256 個;
17)遠程喚醒:支持(chí)短信、語音、數據等喚醒方式以(yǐ)及超時斷開網絡連接;
18)完善的協議(yì)棧:新係統(tǒng)加載了完善的TCP/IP協議棧,采用了完善的(de)TCP/IP協議棧(zhàn);使網絡通信性能優異,掉線概率極大降低;
19)EMC性能優異:通過電力3000V電擊測試,特別適合在(zài)工業領域環境惡劣(liè)下使用;係統EMC/EMI優異,係統穩定可靠(kào);通過EMC測試;
20)支持短信遠程配置,遠程控製;支持(chí)短消(xiāo)息告警;
21)智能(néng)防掉線。支持在線(xiàn)檢測,在線(xiàn)維持(chí),掉線自動重撥,確(què)保設備永遠(yuǎn)在線;
22)支持批量配置功能;
附件二、才茂通信RTU雲(yún)設備管理平台軟件(jiàn)介紹
RTU雲設備管理平(píng)台軟件,是廈門才(cái)茂通信(xìn)科技(jì)有限公(gōng)司經過多年的實踐及(jí)用戶使(shǐ)用(yòng),為滿足市場需求而自主研發的(de)管理軟件,具有用戶管理(lǐ)、係統管理(lǐ)、采集控製、遠程升級、遠程配置、主動報警、主動上報等功能。可與才茂通信RTU係列配套使用。RTU產品集成了模擬信號采集、開關量輸(shū)入、開關量輸出、計數(shù)和無線數據通信於一體的高(gāo)性能(néng)測控裝(zhuāng)置,可以直(zhí)接接入各種傳感器、標(biāo)準變送器信號、儀表等(děng)輸出(chū)的模擬信號、電平信號、幹(gàn)觸點、脈(mò)衝信號等,是實施無線測控的最佳選擇。
軟件基於B/S網絡(luò)架構,基(jī)於網頁版瀏覽方式,可在任意能夠上(shàng)互(hù)聯網的電腦、手機或移動終端登錄使用。係統部暑方便,使用靈活,僅須開放互(hù)聯網訪問地址,外網即可訪問。同時免費提供係統(tǒng)接入端口或軟件開發接口,利於信息化的組建與擴展,可與其他管理係(xì)統對接。
RTU雲設備管理(lǐ)平台軟件,根據管理對象的不同,設置不同的訪問權(quán)限,如基本操作員隻具(jù)有采集控製、遠程配置、查詢、統計等基(jī)本功能,管理員除具有這些操作功能(néng)外,還具有高級管理、遠程升級、注冊管理與用(yòng)戶管理等功能。
RTU設備與各水泵、風機連接,通(tōng)過RTU遠程(chéng)監控平台管理(lǐ)軟件的PWM功能或繼電器功能,可實現對水泵、風機的遠程控(kòng)製(zhì)啟動或停機工作。通過平台軟件的主動上報功能,可設定是(shì)否(fǒu)允許主動上報的動作、設定(dìng)上報的內容、上報的網絡方式(手機報警+係(xì)統報警)、上報的時間間隔、上報(bào)信息的接收的手(shǒu)機(jī)號碼等條件。當與風機、水泵或其他自(zì)控係統設備連接,可以實時反應該設備的故障(zhàng)信息。
RTU雲設備管理(lǐ)平(píng)台軟件具有查詢統(tǒng)計功能(néng),可按月或時間段對監測數(shù)據進(jìn)行查詢並匯總(zǒng)形成報表,以供管理決策使用。