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        基于GRPS傳輸方式的供水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相關(guān)問(wèn)題探討

        2014-11-10 21:24:17袁敏
        科技資訊 2014年8期
        關(guān)鍵詞:供水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

        袁敏

        摘 要:本文主要針對(duì)基于GRPS傳輸方式的供水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討,在分析整個(gè)系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)對(duì)于系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)以及重要模塊進(jìn)行詳細(xì)探討,最后還分析了實(shí)際效果分析,指出GPRS技術(shù)在供水企業(yè)遠(yuǎn)程控制監(jiān)控系統(tǒng)中具有重要作用。

        關(guān)鍵詞:GRPS傳輸方式 供水管網(wǎng) 監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 總體設(shè)計(jì)

        中圖分類號(hào):TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2014)03(b)-0038-02

        在供水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用方面,公司先利用相關(guān)的無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)以及擴(kuò)頻技術(shù),但是其在數(shù)據(jù)傳輸方面存在一定問(wèn)題,受到城市中高層建筑等干擾源比較多,不能保證穩(wěn)定地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。經(jīng)過(guò)分析,升級(jí)改造管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)過(guò)程中,為了能夠達(dá)到滿意的傳輸效果,這里采用通用分組無(wú)線業(yè)務(wù),即GPRS技術(shù)。

        在利用GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中,利用無(wú)線的方式,具備GPRS功能的終端與GSM基站進(jìn)行通信,采用不用于電路交換式數(shù)據(jù)呼叫的方式,可以馬上登陸GSM網(wǎng)絡(luò)。在GPRS分組中,首先從幾點(diǎn)發(fā)送到GPRS的服務(wù)支持節(jié)點(diǎn),稱為GGSN,可以進(jìn)行相關(guān)的通信活動(dòng);分組數(shù)據(jù)的處理則是在GGSN進(jìn)行,然后,就可以經(jīng)過(guò)互聯(lián)網(wǎng)以及企業(yè)內(nèi)部網(wǎng),通過(guò)項(xiàng)目表接收終端進(jìn)行發(fā)送操作,反之也是這個(gè)道理[1]。

        另外,升級(jí)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)程序,為了方面與客戶端的管理,這里采用B/S(Browser/Server)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性在投入使用以后能夠得到很大提高。

        1 系統(tǒng)特點(diǎn)分析

        1.1 具有較高的傳輸速率和穩(wěn)定性

        擴(kuò)頻以及數(shù)傳電臺(tái)技術(shù)發(fā)展已經(jīng)較為成熟,但是其缺點(diǎn)就是特別容易受到周邊環(huán)境和距離的影響,造成通訊出現(xiàn)差錯(cuò),GPRS在這方面具有比較好的性能。20多公里則是20W電臺(tái)的有效通訊距離,但如果有較高建筑物出現(xiàn)在其過(guò)程中,則會(huì)大大縮短通訊距離,其數(shù)據(jù)傳輸速率還不能滿足實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的要求,一般的速率僅為2.4 kpbs。GPRS則具有很快的傳輸速度,能夠達(dá)到171.2 kbps;在相關(guān)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的要求下,可以通過(guò)安置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn),能夠滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的要求[2~3]。

        1.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)后期維護(hù)費(fèi)用較低,組網(wǎng)方式簡(jiǎn)單

        傳輸天線的架設(shè)在采用GPRS技術(shù)的監(jiān)測(cè)站就可以省略,這樣的好處就是,一方面有效避免了可能受到雷擊而造成的設(shè)備損壞;另外一方面,則能夠有效降低站點(diǎn)建設(shè)的施工難度。已經(jīng)付給移動(dòng)公司相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和維護(hù)的費(fèi)用,采用按流量包月的GPRS計(jì)費(fèi)方式,這樣,總體來(lái)說(shuō),具有比較低的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

        1.3 用戶端程序方便操作

        利用B/S結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),具有方便操作的特點(diǎn)。這樣,在客戶端通過(guò)瀏覽器就可以登錄并進(jìn)行使用,不用特意安裝程序,方便技術(shù)人員進(jìn)行維護(hù)和管理,界面功能簡(jiǎn)單易于操作。并且相應(yīng)的程序結(jié)構(gòu)能夠給未來(lái)擴(kuò)展功能預(yù)留,方便以后系統(tǒng)升級(jí)處理。

        2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)探討

        2.1 系統(tǒng)的分析

        為了能夠更好掌握城區(qū)供水管網(wǎng)工況的相關(guān)變化,利用GPRS方式進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸,滿足城區(qū)管網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸要求,在集團(tuán)中心能夠?qū)τ诟黜?xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總,并及時(shí)進(jìn)行相關(guān)的處理,滿足水廠機(jī)組的合理調(diào)度的相關(guān)功能,并且能夠保證供水管網(wǎng)的科學(xué)有效的運(yùn)行和維護(hù),確保合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

        2.2 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

        在系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,主要有三個(gè)部分在管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中,分別是數(shù)據(jù)共享部門(mén)、控制中心主站和城區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

        2.2.1 數(shù)據(jù)共享發(fā)布

        在數(shù)據(jù)共享發(fā)布模塊中,主要有客戶端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成,主要功能則是相關(guān)的檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的發(fā)布過(guò)程。完成對(duì)于相關(guān)需要接受部門(mén)的數(shù)據(jù)發(fā)送,包括供水客服、水廠運(yùn)行、供水調(diào)度以及分管經(jīng)理等,遠(yuǎn)距離的客戶端則是通過(guò)VPN(企業(yè)內(nèi)部專線)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,近距離的客戶端則是通過(guò)交換機(jī)進(jìn)行連接。在各自設(shè)定的權(quán)限下,每個(gè)客戶端通過(guò)瀏覽器可以登錄服務(wù)器進(jìn)行操作。

        2.2.2 控制中心站

        在系統(tǒng)的控制中心站中,主要工作就是完成匯總和分析數(shù)據(jù),主要包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和相應(yīng)的管理軟件。其中,監(jiān)測(cè)點(diǎn)GPRS數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)以及相關(guān)的發(fā)送操作則是由中心服務(wù)器負(fù)責(zé),能夠滿足采集不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)的要求,同時(shí),提供給需要這些數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中去。人機(jī)界面則是能夠顯示這些經(jīng)過(guò)系統(tǒng)處理后的數(shù)據(jù),利用圖形或者表格形式進(jìn)行展示,能夠進(jìn)行相關(guān)的統(tǒng)計(jì)、查詢和報(bào)表功能,方便進(jìn)一步使用。

        2.2.3 城區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置問(wèn)題

        現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和傳輸工作則是通過(guò)城區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)完成,其是由相關(guān)的通訊設(shè)備以及采集單元所組成。其中,監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇城區(qū)供水管網(wǎng)中的典型的12個(gè)區(qū)域,并且進(jìn)行數(shù)據(jù)處理RTU以及相關(guān)的采集設(shè)備在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的安裝。這樣就可以對(duì)流量、水壓等多項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,對(duì)于監(jiān)測(cè)點(diǎn)RTU來(lái)說(shuō),能夠支持4路開(kāi)關(guān)量以及8路模擬量,完全能夠?qū)崿F(xiàn)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)的相關(guān)要求。

        對(duì)于RTU集成的通訊模塊來(lái)說(shuō),具有GPRS功能,能夠根據(jù)模塊內(nèi)部設(shè)定好的IP地址,進(jìn)行控制中心主站的主動(dòng)訪問(wèn),并且進(jìn)行相關(guān)的TCP/IP鏈路的連接,與控制中心實(shí)現(xiàn)通訊功能,能夠有效處理在控制中心要求下的數(shù)據(jù)請(qǐng)求服務(wù),對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)能夠在相應(yīng)的SIM卡和ID號(hào)得到,在這種應(yīng)答式的通信流程中,GPRS傳輸在監(jiān)測(cè)點(diǎn)響應(yīng)后,能夠把數(shù)據(jù)發(fā)送到控制中心站。

        2.3 系統(tǒng)程序功能分析

        這里選擇B/S結(jié)構(gòu)為檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),方便用戶管理。在這種結(jié)構(gòu)下,相關(guān)任何程序不用安裝,只要通過(guò)瀏覽器,系統(tǒng)管理員進(jìn)行用戶名和密碼的分配,在一定權(quán)限下的用戶就能訪問(wèn)并操作。另外,非常容易進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展,能夠很好支持互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)。由于組態(tài)軟件在VPN環(huán)境運(yùn)行粗壯乃一定問(wèn)題,國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的組態(tài)軟件的WEB功能不強(qiáng),這里選擇了支持WEB瀏覽的JAVA平臺(tái),SQL Server則為采用的數(shù)據(jù)庫(kù)。endprint

        經(jīng)過(guò)以前的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),同時(shí)結(jié)合實(shí)際工作對(duì)于管網(wǎng)監(jiān)測(cè)的需要,主要在本系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了五個(gè)功能模塊,具體分析如下。其中,在數(shù)據(jù)應(yīng)用管理模塊中,主要完成的功能包括統(tǒng)計(jì)、查詢、分析以及相關(guān)打印功能;在監(jiān)測(cè)站臺(tái)主要管理模塊中,完成的功能主要包括編輯處理監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的基本信息,還有涉及到相關(guān)的參數(shù),另外,還有相關(guān)的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的被動(dòng)接受數(shù)據(jù)的記錄和校驗(yàn),主動(dòng)召測(cè)的數(shù)據(jù)等等;在數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)模塊中,主要完成連接系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)等操作,還包括對(duì)于數(shù)據(jù)運(yùn)行的維護(hù),以及備份等;在輔助管理模塊中,主要完成的功能則包括網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)置、操作人員權(quán)限分配等工作;

        3 實(shí)際效果分析

        3.1 管網(wǎng)漏失率有效降低

        對(duì)于城區(qū)各個(gè)區(qū)域的用水特點(diǎn),調(diào)度人員利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)于不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的不同時(shí)間段的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和對(duì)比,能夠合理有效地進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)水壓峰值、谷值報(bào)警的設(shè)定。因?yàn)?,相鄰監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力下降,必然說(shuō)明供水管網(wǎng)出現(xiàn)漏失現(xiàn)象,增多了出水量,這樣設(shè)定值就容易達(dá)到而引發(fā)報(bào)警,相應(yīng)的漏失位置能夠被維修人員迅速找到,維修時(shí)間大大減少,使得企業(yè)損失得到控制。

        3.2 供水節(jié)能成為可能

        在相關(guān)的合理調(diào)度下,調(diào)度人員能夠?qū)崟r(shí)掌握城區(qū)各點(diǎn)的相關(guān)流量和水壓等參數(shù),合理下達(dá)調(diào)度指令有了準(zhǔn)確的依據(jù),能夠掌握供水管網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài),使得用戶需求得以最大程度滿足,對(duì)于城區(qū)供水管網(wǎng)壓力能夠及時(shí)調(diào)節(jié)。另外,能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降耗,使得水泵機(jī)組耗電量大幅下降。

        3.3 監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的運(yùn)行費(fèi)用有所降低

        對(duì)比數(shù)傳電臺(tái)傳輸,由于具有較高的頻段占用費(fèi),再加上相關(guān)的傳輸天線的架設(shè),更換雷擊部件的維護(hù)費(fèi)用等,費(fèi)用比較高。使用GPRS數(shù)據(jù)傳輸以后,包月收費(fèi)能夠大大降低通訊費(fèi)用,在加上相關(guān)的電費(fèi)以及少量的設(shè)備維護(hù)費(fèi),經(jīng)過(guò)計(jì)算對(duì)比,站點(diǎn)運(yùn)行費(fèi)用大約能夠降低50%左右,滿足企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的要求。

        3.4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)最大利用率得以體現(xiàn)

        數(shù)據(jù)傳輸速率在利用GPRS傳輸技術(shù)以后能夠得以大幅度提高,能達(dá)到傳輸速率為103 kbps,這是原來(lái)數(shù)傳電臺(tái)技術(shù)的5倍左右,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的循環(huán)刷新時(shí)間也相應(yīng)提高到10 s/次。系統(tǒng)還能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)保存歸檔,定期形成監(jiān)測(cè)報(bào)表,在電子地圖的幫助下,能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù),繪制實(shí)時(shí)曲線。另外,為了更好服務(wù)于制定的調(diào)度計(jì)劃以及相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案,系統(tǒng)能夠保存豐富的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。

        4 結(jié)語(yǔ)

        在利用GPRS傳輸技術(shù)具有的比較高的可靠性和實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)城區(qū)供水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)改造,對(duì)于管網(wǎng)運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)要求能夠很好滿足,一方面有助于實(shí)現(xiàn)更好的優(yōu)質(zhì)供水服務(wù);另外一方面,還能夠保證節(jié)能降耗的要求,在不遠(yuǎn)的將來(lái),GPRS技術(shù)必將應(yīng)用到供水企業(yè)遠(yuǎn)程控制監(jiān)控系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 江朝元,曹曉莉,甘思源.基于GSM/GPRS的城域化管網(wǎng)泄漏監(jiān)測(cè)與定位系統(tǒng)[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2005,28(4).

        [2] 曹曉莉,江朝元,甘思源.基于GSM/GPRS的供水管網(wǎng)泄漏監(jiān)測(cè)與定位系統(tǒng)[J].儀器儀表學(xué)報(bào),2004,25(z1).

        [3] 吳葉蘭,何向飛,葉斌.基于GPRS的供水管網(wǎng)無(wú)線監(jiān)控管理系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2010,31(1).endprint

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