自来水公司GPRS无线抄表系统设计方案及对策.doc

自来水公司GPRS无线抄表系统设计方案（提供： ，作者：hwj，） 【联系作者】　　一、概述　　自来水公司远程抄表系统是利用现代信息技术与流量计量技术完满结合，集计量、数据采集、处理于一体，将厂矿用水信息加以综合处理的系统，使供水公司从根本上减少人工上门抄表的繁杂劳动强度准确而便捷的收费系统，既可节省人工又可减少供水部门与客户之间的纠纷，它不但能提高管理部门的工作效率，也适应现代用户对用水缴费的新需求　　　　二、系统组成：　　监控中心：硬件主要包括：服务器、GPRS模块等、网通或移动的固定IP专线　　软件主要包括：操作系统软件、数据库软件、供水实时监控与管理系统软件、 防火墙软件　　 通信网络：中国移动公司GPRS无线网络　　 测控终端：远程测控成套设备　　 计控设备：水表或(超声波流量计、电磁流量计)、压力变送器　　GPRS无线远程抄表系统由监控主站和若干个子站构成，它们之间的通信由移动公司的GPRS网络传输 主站由微机系统和数据通信设备构成，完成数据的显示、存储、分析、统计、控制、打印、人机界面等功能子站由流量计和GPRS无线数据传输设备构成，完成基本数据的采集、传输功能　　由于采用移动公司的GPRS网络传输数据，系统构建简单、快捷、稳定。

　　系统的拓扑图如下：　　 　　 　　　　2.0 主站系统　　2.1硬件配置　　微机　　打印机　　GPRS数据传输器（台式）　　　　2.2软件配置　　操作系统Windows *P等　　数据库软件　　GPRS远程抄表系统软件（该软件为B/S结构，可以支持在广域网进行浏览查看）　　GPRS数据传输器工具软件　　2.3系统功能　　　　系统软件采用本公司开发的GPRS远程抄表系统软件　　实时数据采集功能：　　　　瞬时量：瞬时流量　　累计量：累计流量　　管道压力：压力值　　　　实时数据显示功能；　　瞬时量：瞬时流量；　　累计量：累计流量；　　管道压力：压力值　　　　告警功能：　　停电告警、水表故障告警、通信终端告警；　　状态变化报警提示 ：告警状态变化如压力突然增大或变小　　　　存储功能：　　水表信息、实时数据、事件记录、操作记录存入数据库　　　　统计功能：　　报表功能：日报、月报、年报；　　曲线功能：日曲线、月曲线、年曲线；　　　　查询功能：　　水井表信息、历史纪录、历史曲线、事件记录、操作记录、历史报表；　　　　打印功能：　　水表信息、历史纪录、历史曲线、事件记录、操作记录、报表；　　　　安全功能：　　密码功能：进入和退出系统必须输入密码；　　权限功能：不同的操作员具有不同的功能；　　用户切换：不同的操作员交接时可以在系统切换。

　　　　扩展功能：　　水表数量：用户可以添加或删除水井　　远程控制：在加电磁阀门的情况下可输出远程控制阀门的开启　　　　设置功能：　　水表信息录入、修改； 　　采集周期设置、修改；　　　　远程维护功能：　　远程设置子站（水表）工作参数　　　　3.0子站（水表测控装置）　　3.1水表测控装置原理　　可根据客户需要，或在现场不同的安装情况下，在管道上安装水表、超声波流量计、电磁流量计　　水表：在管道的水处于恒压、恒流的情况下安装水表比较好，特点是前期投入少，法栏盘式安装，后期维护量大，需要每年查测或更换　　超声波流量计：对管道的水没有特殊要求，插入式或外夹式安装，前期投入比较大，安装方便，一年到三年维护量大　　电磁流量计：对管道的水没有特殊要求，法栏盘式安装，前期投入比较大，安装不方便，后期维护量小　　置硬件配置(单井配置)　　序号 名称 规格及型号 单位 单价 数量 采购地　　1 GPRS DATA-6100 件 　　2 水资源控制器 DATA-7201 件 　　3 室外防雨远程监测箱 480×360×200 件 　　4 箱电源、空开、端子、 件 　　5 浪花双脉冲水表 DN100 　　6 超声波流量计 TDS-100 　　7 电磁流量计 根据管道口径 　　8 压力传器 　　9 　　10 　　３．２主要设备技术要求　　3.2.1 工控机IPC　　CPU 类型 Intel 奔腾 4　　　　标称频率 2.8GHz　　主板芯片 Intel 865G　　存类型 DDR　　存大小 512MB　　硬盘容量 80GB　　光驱类型 DVD　　显示器大小 19英寸 液晶　　3.2.2 供水收费终端技术要求：　　可脱离监控计算机独立工作，采用射频智能卡或TM卡，可输入水量、水费信息，可查询并带有串行通讯接口，可与上位机供水收费系统软件共用数据库，水费价格可以设置、调整。

　　3.2.3 不间断电源UPS技术要求：　　型号 C1K C1KS C2K C2KS C3K C3KS　　额定容量 1KVA/0.7KW 2KVA/1.4KW 3KVA/2.1KW　　输入 电压 (115~ 300)VAC　　 频率 (40~60)Hz（软件可调）　　输入　　 电压 220×（1±2%）VAC　　 频率 与输入同步（市电模式），当市电频率超出（46~54）Hz围时，输出频率为50×(1±2%)Hz　　 50×(1±0.2%)Hz(电池模式)　　输出波形 正弦波　　备用时间　　（满载/半载） >5’/14 --------- >9’/21’ --------- >5’/15’ ----------　　电池形式 Panasonic阀控式铅蓄电池 ---------- Panasonic阀控式铅蓄电池 ---------- Panasonic阀控式铅蓄电池 ----------　　外接电池标称电压 ---------- 36VDC -------------- 96VDC -------------- 96VDC　　转换时间 零中断　　超载能力 110%-150%维持30秒钟后输出转为旁路，150%以上维持300ms　　通讯界面 RS-232+Intelligent Slot　　操作 温度 0℃~40℃　　 湿度 20%~90%　　外观尺寸（W×D×H）（mm×mm×mm 　　145×400×220 　　192×460×340　　重量（净重）Kg 14 7 34 13．5 34．5 14　　　　　　3.3水井测控装置功能　　实时数据采集功能：　　瞬时量：瞬时流量；　　累计量：累计流量；　　压力值　　　　显示功能：　　数值显示：累计流量、瞬时流量、压力。

　　　　远程维护功能：　　远程参数设置、远程程序升级 　　　　3.4水表测控装置技术指标　　供电电压：AC220V±20%　　电池供电时间：20小时　　采集精度：0.5%　　工作温度：-20℃～70℃　　相对湿度： 不大于90%　　外形尺寸：用户指定　　防护等级：用户指定　　4.0 GPRS数据通信系统　　4.1 GPRS数据通信简介　　借助移动公司GPRS网络以无线方式传输采集数据和控制命令采用GPRS-VPN方式组建通信网络　　在子站处，以RS232串行口和水井测控装置的RS232串行口连接在主站处，以RS232串行口和主站计算机的RS232串行口连接　　　　4.2 GPRS运行费用　　以一个监控主站、10台监控终端构成的系统为例，介绍系统运行费用（数据通信费）　　主站10分钟抄收1次（可以更多）现场数据　　按移动公司现行资费标准：　　主站：50元/月　　子站：20元/月　　每月总通信费：50+20×10=250（元）　　　　三、 技术条款　　3.1 流量计　　常用流量计包括超声波流量计、超声波流量水表、远传脉冲水表、电磁流量计、涡街流量计等　　他们的主要作用是测量管道水流的瞬时流量、瞬时流速、累计流量等多种测量数据，通过信号线将采集的数据发送给水资源测控设备进行计算机控制管理。

　　3.1.1、超声波流量计　　超声波流量计是用来测量封闭管路液体流量，用户基于被测管路和流体的特点来选择非接触、附着式、插入式的传感器，将两个传感器按照一定距离安装在管道外侧即可，可以使用两次声程的V法，四次声程的W法，或者采用声波直接穿过被测管路的Z法安装超声波流量计主板中央处理器控制两个传感器轮流接收和发射超声波并测量其间的传播时间，计算时间差值，得到的时差与流体的流速由直接的关系，如下表述：　　 　　3.3、水资源测控设备的功能　　◇ 采集功能：　　⑴、可以采集本公司生产的全系列超声波流量计、超声波水表等计量数据　　⑵、可以采集其它公司生产的各种超声波流量计、超声波水表及其它串口智能仪表（包括电表）的数据　　⑶、可以采集其它公司生产的4-20mA及其它标准信号输出的计量仪表数据　　⑷、可以采集其它公司生产的各种脉冲水表（包括电表）的数据如：单脉冲信号输出表、双脉冲信号输出表、防磁攻击脉冲信号输出表、带短路及断路报警功能的脉冲信号输出表　　⑸、可以采集4-20mA信号输出及串口数据输出的各种水位计的数据　　⑹、可以采集4-20mA信号输出及串口数据输出的各种温度计的数据　　⑺、可以采集4-20mA信号输出及串口数据输出的各种水质计的数据。

　　⑻、可以采集4-20mA信号输出及串口数据输出的各种压力计的数据　　⑼、可以采集4-20mA信号输出及串口数据输出的水泵运行电压的数据　　⑽、可以采集4-20mA信号输出及串口数据输出的水泵运行电流的数据　　⑾、可以采集4-20mA信号输出及串口数据输出的客户关心的数据　　⑿、可以采集判断用水单位水泵的起停工作状态　　⒀、可以采集判断该水资源测控箱部的接触器工作状态　　⒁、可以采集判断用水单位是否处于紧急取水工作状态　　⒂、可以采集判断该水资源测控箱是否被非法打开　　⒃、可以采集判断该水资源测控箱的进线工作状态　　⒄、可以采集判断该水资源测控箱的出线工作状态　　◇ 划卡功能：该设备具备非接触式IC读写功能，用户划卡时，该设备可以将卡水费数据读取，累加到控制器中，并把控制器中存储的现场的历史数据返写到IC卡中，以便下次购水时，将历史数据传送到管理中心的计算机上当具备GPRS数据远传条件时，可以不启动现场数据返写IC卡的功能　　◇ 充值功能：管理中心被授权的操作人员可以依据办公程序远程为取水单位的水资源测控设备充值水资源费　　◇ 告警功能：　　⑴、水资源费不足，告警，现场设备LED灯亮+蜂鸣音，报警数据上报。

　　⑵、水位超过下限，告警，现场设备LED灯亮+蜂鸣音，报警数据上报　　⑶、信号线中断，告警，现场设备LED灯亮+蜂鸣音，报警数据上报　　⑷、自身故障，告警，现场设备LED灯亮+蜂鸣音，报警数据上报　　⑸、非法打开设备，告警，现场设备LED灯亮+蜂鸣音，报警数据上报　　⑹、日采水量超过计划，告警，现场设备LED灯亮+蜂鸣音，报警数据上报　　◇ 控制功能：　　⑴、该设备根据其部预存水资源费的情况控制水泵的供电电源；费用为0时，该设备自动切断水泵启动柜的进线电源输入费用后，自动闭合进线电源　　⑵、具备GPRS数据远传条件时，监控中心可以根据取水单位的现场情况远程切断和闭合水泵启动柜的进线电源　　◇ 显示功能。