自来水公司GPRS无线抄表系统设计方案

自来水公司GPRS无线抄表系统设计方案（提供：，作者：hwj，）【在线联系作者】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WindowsXP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1GPRSDATA-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箱内电源、空开、端子、件5浪花双脉冲水表DN1006超声波流量计TDS-1007电磁流量计根据管道口径8压力传器910３．２主要设备技术要求3.2.1工控机IPCCPU类型Intel奔腾4标称频率2.8GHz主板芯片Intel865G内存类型DDR内存大小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C1KC1KSC2KC2KSC3KC3KS额定容量1KVA/0.7KW2KVA/1.4KW3KVA/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范围时，输出频率为50×(1±2%)Hz50×(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+IntelligentSlot操作温度0℃~40℃湿度20%~90%外观尺寸（W×D×H）（mm×mm×mm145×400×220192×460×340重量（净重）Kg1473413．534．5143.3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4.0GPRS数据通信系统4.1GPRS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。4.2GPRS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内水流的瞬时流量、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内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，该设备可以将卡内水费数据读取，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、该设备根据其内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：⑴、该设备可以数字循环显示编号、余量、水价、流量、日期、时间等数据。⑵、该设备可以LED灯显示故障、错误、欠费、余额、水位、紧急状态等现场信息。◇查询功能：⑴、可以在现场使用设备上的按键查询流量、水位、余额及相关的参数及故障信息。⑵、具备GPRS数据远传条件时，监控中心被授权的操作人员可以远程查询用水单位现场的流量、水位、余额、水泵起停状态及其关心的数据与参数。◇设置功能：⑴、专业维护人员使用专用“设置卡”可以现场设置设备的部分参数。⑵、具备GPRS数据远传条件时，被授权的操作人员可以在监控中心远程修正和设置设备的一些参数。如地址、工作模式、校时、数据上报时间周期、购水量等。◇存储功能：该设备具备铁电存储功能，数据掉电不丢失，存储不低于30天的历史记录。◇应急功能：该设备在特殊情况下可以应急取水，应急取水量及时间长度由水务监控中心决定，应急期间所取水量发生的费用在下次购水时自动扣除。◇通信功能：⑴、该设备可以通过GPRS网络与多个监控中心通信，可以将现场数据同时发送到区县、市、省水务监控中心、信息中心。也可以只发送到县水务监控中心，数据逐级上报。⑵、该设备可以设置成主动向管理中心上报数据模式，也可以设置成被管理中心问询模式。主动上报模式分两种情况：一是现场状态发生变化时上报，二是定时上报。问询模式是只有管理中心发出问询命令，该设备才上报数据。⑶、以GPRS网络为主要通信通道，以SMS短消息通道作为备用通道，两个通道同时存在，可以切换使用。◇电源功能：⑴、该设备可以安装到具备220VAC供电的现场，也可以安装到具备380VAC供电的现场。⑵、该设备配备备用电源，外部供电系统发生故障时，系统可以继续正常运行不低于2天。配备大容量蓄电池可以支持设备正常运行10天以上。◇避雷功能：⑴、水资源测控箱内部的水资源测控器、GPRS模块等产品都做了防雷保护设计。可以满足一般情况下的避雷要求。⑵、水资源测控箱现场安装时要求防雷接地，接地电阻小于4Ω；也可加装其它避雷设施进行多重避雷保护。3.4、水资源测控设备的特点◇兼容性强：⑴、该设备可以采集任何一家公司生产的各种脉冲水表、4-20mA模拟量输出水表和带串口的流量计直接测量的用水量。自动控制水资源的使用。⑵、