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1、中韩杜科泵业制造XXXGPRS供水远程监控系统目 录1 项目背景42 系统总体设计42.1 系统设计原则42.1.1规范性52.1.2实用性52.1.3可扩展性52.1.4安全性52.1.5投资保护原则62.2 系统方案和架构62.2.1系统组成82.2.2系统网络拓扑结构82.2.3系统方案92.2.4系统功能设计103 系统功能设计113.1数据读取和显示113.2 运行图表133.3 历史查询143.4实时控制153.5报警提示153.6参数配置153.7权限设置163.8统计报表173.9详细的帮助文档184 数据安全设计184.1 数据日常备份184.2 日志管理184.3 灾难恢复
2、措施195 项目实施进度计划196技术支持与售后服务206.1 技术服务的组织管理206.2 技术服务的范围与方式206.3 系统服务承诺211项目背景节能减排是目前热门趋势，无负压变频恒压供水设备充分利用自来水管网的原有压力能源，在同样供水需求的情况下，可以选用功率相对较小的水泵及控制设备，同时在夜间小流量用水的情况下利用自来水水压直接供水而无需起动水泵。相比较于传统的带水池的供水设备可节约大量的电能运行成本及投资成本。GPRS供水远程监控系统的主要目的是解决各地区自来水公司对辖区内小高层无负压变频恒压供水设备的数据采集和监控。该系统由监控中心和各个设备监测点组成，各个设备监测点的数据采集终
3、端可监视和采集压力、流量、浊度、余氯、设备运行状态、变频器运行频率等各种数据，供控制中心及有关部门分析和决策取用，提高工作效率，保证供水质量，满足日益增产的用水量的需求。2 系统总体设计GPRS供水远程监控系统可以对远程现场的运行设备进行监视和控制，以实现管道压力、水流量的数据传送及阀门开关的自动控制，降低了故障率和提高了对系统的反应时间。便于及时迅速的了解及控制远端管道及阀门，低故障率和检修的时间，减少停水次数。各设备监测点的数据采集终端可自动采集管道压力、水流量的实时数据与开关状态等数据，信息传输到自来水公司的监控中心，监控中心通过对接收到的数据进行分析，从而当一个远端出现故障时，能在最短
4、的时间内解决问题，恢复供水，提高了整体的服务水平，从而实现了城市供水的信息化、现代化。2.1 系统设计原则系统建设必须遵循以下原则：2.1.1规范性整个系统的规范的制订应完全遵照国家规范标准和有关行业规范标准，根据系统的总体结构和支撑平台的基本要求，并考虑国土资源局的具体情况，完成如下标准化的工作：l 建立统一、规范的系统元数据库；l 遵循业界通用的界面设计风格和的系统交互模式；l 建立数据生产、监理、入库、应用、更新维护等操作流程规范。2.1.2实用性符合监控管理的业务要求、操作简单、易于使用、提高效率是系统建设的根本目标，也是系统设计的基本出发点。实用性原则规定本系统将具有一定范围内灵活的
5、业务操作功能，优化的系统结构和完善的数据库系统，强大完善灵活的查询与统计功能，友好的用户界面等等。2.1.3可扩展性系统采用在支撑平台的基础上挂接实现各种业务功能子系统的模式，这个模式本身具有高度的灵活性和可扩展性。能够为后续系统扩展和功能完善增加组件设置接口，使得数据更新简便和系统升级容易，保证系统的可持续发展和强大的生命力。2.1.4安全性系统应遵循安全性原则，设置较为严密的访问级别控制机制、数据加密、电子身份验证等措施，并通过定期自动、手工等方式进行数据备份，在保证系统用户权限合法性的同时，保证数据的准确、不易破坏和泄密。系统建设中应充分考虑分级联网及与外网衔接中的应用操作与信息访问安全
6、问题。2.1.5投资保护原则本次系统从软硬件运行环境的选择和开发方案中需要考虑保护已有的投资，要尽量将其中结构合理、功能先进、运行情况良好的系统继承到总的系统之中，对于已经入库的各种数据，如果采用新的数据库存储系统，要能完全的转换，通过以上方式来保护已有投资，节省开发费用，避免浪费。2.2 系统方案和架构目前，供水远程监控系统中采用的数据通信可简单分为有线和无线两大类，其中有线通信主要包括架设光缆、电缆或租用电信电话线、X.25、DDN、ADSL 等，而无线则包括超短波通信、扩频通信、卫星通信、GSM短信/GPRS 通信等。 在城市供水远程监控系统中，由于各监控站分布范围广、数量多、距离远，个
7、别点还地处偏僻，因此架设光缆、铺设电缆难度大、不切合实际，向电信部门租用专用电话线又要申请很多电话线，而且有些监控站线路难以到达，况且采用电话线路时需要等待漫长的电话拨号过程，速度慢，运营成本较高， 总之监控系统采用有线通信方式建设周期长、工作难度大、运行费用高，不便于大规模使用；与之相比，无线通信方式则显得非常灵活，它具有投资较少、建设周期短、运行维护简单、性价比高等优点。在监控系统中，无线通信方式主要包括：超短波（230MHz）无线数传、扩频、卫星通信、GSM 数字蜂窝通信系统等，其中卫星通信由于通信费用昂贵，只在一些特殊的领域下使用，未得以普及；而扩频通信技术虽然速率高，但只能在视距范围
8、内传输，应用也受到限制。采用超短波数传电台作为传输信道具有组网灵活、扩展容易、维修方便、运行费用低等优点，但由于系统工作于 230MHz 且多采用普通间接调制的数传电台，这就造成系统易受外界干扰、通信速率低、误码率高、数据传送量不大、信号覆盖范围小等缺点。 经过比较分析，我们选择中国移动的 GPRS 系统作为供水远程监控系统的数据通信平台。目前，GPRS网络经过电信部门的多年建设，覆盖范围不断扩大，已成为成熟、稳定、可靠的通信网络。GPRS 系统可提供广域的无线 IP 连接。在移动通信公司的 GPRS 业务平台上构建GPRS供水远程监控系统，从而实现监控站的无线数据传输具有可充分利用现有网络，
9、缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。采用GPRS方式的GPRS供水远程监控系统具备如下特点： 1、良好的实时响应与处理能力。与短消息服务比较，由于 GPRS具有实时在线特性，系统无时延，系统能够同时实时收取、处理多个/所有监测点的各种数据，无需轮巡就可以同步监测点的时钟可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。 2、远程仪器设备控制：由于采用 GPRS双向传输系统，监控中心可以反向实现对仪器设备的时间校正、状态报告、开关以及其他监测、控制等功能； 3、建设成本 可充分利用现有 GPRS 网络，设备安装即接通，而采用超短波通信时需要充分考虑现场环境，还需要配备天线铁
10、架等附属设备。 4、安装调试简单，建设周期短：利用现有成熟 GSM 网络，系统投入运行时基本要调试，安装简捷。5、覆盖范围广。构建供水远程监控系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制，能满足乡镇和跨地区的接入需求。由于监控站数量众多，分布在全市范围内，部分监控站位于偏僻地区，而且地理位置分散。而采用 GPRS方式，理论上在无线 GSM/GPRS网络的覆盖范围之内，都可以实现监控。 6、数据传输速率高。GPRS 网络传送速率理论上可达 171.2kbit/s，实际应用时数据传输速率在 40Kbps 左右。 7、系统的传输容量大。监控中心站要和每一个监控站实现实时连接。由于监控站数量
11、众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而 GPRS 技术能很好地满足传输突发性数据的需要。 8、通信费经济实惠。由于 GPRS采用包月计费的方式，运营维护成本经济。 2.2.1系统组成由于 GPRS通信是基于 IP位置的数据分组通信网络，监控中心计算机主机配置固定的IP位置，各个端站的 GPRS数据传输模块和该主机进行通信。 系统由GPRS网络将各监控站和监控中心之间进行数据传输，其组成如下：1、监控站 各监控站通过数据采集模块例如，PLC、专用供水控制器，采集设备的运行状态等开关数据和压力、流量等监控数据，通过 RS232、RS485 接口与 GPRS 透明数据传输终端相连，通过 GPR
12、S 透明数据传输终端内置的嵌入式处理器对数据进行处理、协议封装后通过中国移动的STK卡发送到 GPRS 网络。 2、监控中心各地区供水XXX的服务器已经申请配置固定 IP 位置，采用移动通信公司提供的 DDN 专线，与 GPRS 网络相连。由于DDN专线可提供较高的带宽，当监控站数量增加，中心不用扩容即可满足需求。监控中心服务器接收到 GPRS 网络传来的数据后先进行 AAA 认证，后传送到监控中心服务器，通过GPRS供水远程监控系统软件对数据进行解析、存储、显示、分析，并进行数据处理。同时根据开关量数据的状态，发送控制命令给监测站从而远程控制监测站的设备运行。 3、GPRS 移动数据传输网络
13、现场监控站采集的数据经过STK发送后，通过中国移动的 GPRS 无线数据网络进行传输，最终传送到监控中心指定IP位置的服务器上。 2.2.2系统网络拓扑结构图2-1 系统网络拓扑图2.2.3系统方案各监控站使用深圳市宏电技术开发XXX提供的H7710 GPRS-DTU的GPRS透明数据传输终端将PLC等监测数据采集过来，然后使用移动通信公司统一的STK卡，进行数据透明传输。监控中心对各监测站的数据传输单元DTU和STK卡进行登记，保存相关资料以便识别和维护处理。同时24 小时实时在线运行GPRS供水远程监控系统软件，实现监控站 24 小时信息数据的传送采集和对设备的预警控制。 各地区供水有限公
14、司授权的高层供水监测站均可以连入本GPRS供水远程监控系统。 1、监控站必须使用移动统一的 STK 卡，用户使用本卡只能用于监控中心数据通信功能。 2、终端设备使用深圳市宏电技术开发XXX提供的H7710 GPRS-DTU的GPRS移动数据通信终端。 3、用户登记：符合各地区供水XXX规定的高层供水监测站。 2.2.4系统功能设计图2-2 系统功能模块3 系统功能设计3.1数据读取和显示GPRS供水远程监控系统通过GPRS网络将分布在各个小区的由PLC设备采集的无负压变频恒压供水设备的各种监控数据发送到监控中心服务器，并且进行实时显示。系统将使用深圳宏电提供的GPRS-DTU的二次开发包与其建
15、立网络连接，实时读取其发送的数据包。根据地区供水XXX和深圳宏电定义的通讯规约进行数据解析，然后分别存储在监控中心的服务器的数据库中。系统从数据库中读取数据，以表格和曲线等多种形式实时显示出来。系统中需要读取并显示的数据主要有设备状态等开关量、瞬时流量、瞬时压力、累计流量等监测数据设备掉电等预警信息。监控中心与监测站的通讯规约如下：设备通讯协议MODBUS RTU，针对我公司N747D通讯位置如下，序号名称通讯位置备注1进水压力需增加无负压设备2出水压力（实际压力）400D（十六进制）只读31泵输出率4005（十六进制）只读42泵输出率4006（十六进制）只读53泵输出率4007（十六进制）只读64泵输出率4008（十六进制）只读75泵输出率4009（十六进制）只读86泵输出率400A（十六进制）只读9变频器输出率400B（十六进制）只读101泵运行时间401A（十六进制）只读112泵运行时间401B（十六进制）只读123泵运行时间401C（十六进制）只读
