GPRS RTU遠(yuǎn)程供暖監(jiān)控系統(tǒng)
一、系統(tǒng)目標(biāo)
遠(yuǎn)程供暖監(jiān)控系統(tǒng)要做到每一個采暖用戶都有可以單獨控制和計量的供熱系統(tǒng)，即“分戶控制、分戶計量。選擇一種高可靠性、低投入、低運行費用、易維護的通信方案將分散、域廣、多點的用戶熱能計量進(jìn)行方便有效地管理是整個系統(tǒng)設(shè)計的重要部分。通信網(wǎng)絡(luò)在監(jiān)控結(jié)點之間提供一個透明的數(shù)據(jù)傳輸通道，以實現(xiàn)遠(yuǎn)端結(jié)點與監(jiān)控中心進(jìn)行實時數(shù)據(jù)交換．隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊的出現(xiàn)，GPRS無線數(shù)傳模塊在短信息方面的應(yīng)用最具優(yōu)勢，具有隨時在線、價格便宜、覆蓋范圍廣等特點，特別適合于需頻繁傳送小流量數(shù)據(jù)的應(yīng)用．基于GPRS RTU技術(shù)的遠(yuǎn)程供暖監(jiān)控系統(tǒng)就是應(yīng)用計算機技術(shù)、移動無線傳輸技術(shù)和Internet技術(shù)來實現(xiàn)供暖數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和整個系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)控。
二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
GPRS簡介
GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)采用基于分組傳輸模式的無線口技術(shù)，以一種有效的方式高速傳送數(shù)據(jù)。GPRS的主要特點：
①定義了不同的業(yè)務(wù)，如網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)器負(fù)責(zé)存儲并轉(zhuǎn)發(fā)雙方的數(shù)據(jù)，在雙方通信時為其建立可靠的連接；采用透明通道，不解釋規(guī)約報文，保證通信中心最大可靠性和免維護性；具有通道檢測功能，通信失敗時斷開當(dāng)前連接，等待GPRS終端和客戶端前置機重新申請連接，點對點無連接業(yè)務(wù)、點對點面向連接業(yè)務(wù)和點對點多播業(yè)務(wù)．
②定義了新的GPRS無線信道，分配方式靈活．每TDMA幀可分配l一8個無線接口時隙，時隙能為動態(tài)用戶共享，且向上鏈路和向下鏈路的分配是獨立的．
③能夠支持間歇的突發(fā)式數(shù)據(jù)傳送，又能支持偶爾的大量數(shù)據(jù)傳輸
④采用分組交換技術(shù)，核心層采用口技術(shù)，提供了和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的無縫鏈接。因此，GPRS特別適合于遠(yuǎn)程無線的分布式測量控制系統(tǒng)，比如：運輸業(yè)、GPS汽車定位、無線POS、無線ATM等；氣象、水文的SCADA系統(tǒng)，對災(zāi)害進(jìn)行遙測和告警；城市公用事業(yè)實時監(jiān)控維護系統(tǒng)，如水電氣三表集抄系統(tǒng)以及供暖系統(tǒng)、污水管網(wǎng)等的實時監(jiān)控和維護等領(lǐng)域。
監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
GPRS RTU遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)分為4個部分，分別是：①監(jiān)控中心主站，主要完成人機交互工作和數(shù)據(jù)的管理；②網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)器，主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路建立和數(shù)據(jù)收發(fā)的透明中轉(zhuǎn)；③GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端，完成信息的上送與下發(fā)；④終端智能監(jiān)控設(shè)備，主要完成用戶各種供暖信息(熱能量，進(jìn)出口溫度等)的采集和完成從系統(tǒng)監(jiān)控中心站接收到的控制信號的實施．
監(jiān)控中心站
GPRS網(wǎng)絡(luò)具有固定口地址的中心站主服務(wù)器，可以通過ISDN ADSL方式上網(wǎng)，因此各用戶終端就可以通過GPRS網(wǎng)絡(luò)透明地傳送數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心的Intemet網(wǎng)上．另外增加一臺數(shù)據(jù)處理服務(wù)器分擔(dān)主服務(wù)器的數(shù)據(jù)處理任務(wù)．?dāng)?shù)據(jù)中心站有多臺服務(wù)器，對外部公網(wǎng)只提供一個IP地址，因此，采用了一種網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)．NAT端口映射功能將一臺主機的假口地址映射成一個真IP地址，當(dāng)用戶訪問提供映射端口主機的某個端口時，服務(wù)器將請求轉(zhuǎn)到內(nèi)部提供這種特定服務(wù)的主機．可以讓內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中某臺機器對外部提供WEB服務(wù)，而不是將真地址直接轉(zhuǎn)到內(nèi)部提供WEB服務(wù)的主機上．來自用戶的信息經(jīng)主服務(wù)器的端口映射到數(shù)據(jù)處理服務(wù)器接收，然后再送回主服務(wù)器保存在SQL數(shù)據(jù)庫中．最終WWW服務(wù)器從主服務(wù)器上調(diào)用SQL數(shù)據(jù)庫，將用戶信息在web頁上實現(xiàn)動態(tài)更新顯示。
用戶遠(yuǎn)程終端
用戶遠(yuǎn)程終端主要由遠(yuǎn)程測控終端RTU、無線數(shù)傳終端DTU、數(shù)據(jù)采集模塊、傳感器設(shè)備組成。熱能表與通訊模塊之間采用RS485串行通訊，目的是盡可能地減少GPRS通訊端點的數(shù)量，適應(yīng)當(dāng)前民用住宅中一個單元多住戶的特點。
三、系統(tǒng)功能
功能包括周期監(jiān)測、實時監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制。
遠(yuǎn)程終端傳感器設(shè)備采集到的熱能量、溫度、濕度、電量等數(shù)據(jù)通過無線數(shù)傳終端GPRS DTU上傳到監(jiān)控中心服務(wù)器，GPRS DTU作為服務(wù)器模式使用時，DTU將一直處于監(jiān)聽等待狀態(tài)，監(jiān)聽由遠(yuǎn)程客戶端發(fā)起的連接。遠(yuǎn)程客戶端要建立通訊必須知道服務(wù)器設(shè)備的IP地址和監(jiān)聽端口號。遠(yuǎn)程測控終端GPRS RTU通過GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺建立起與監(jiān)控中心的連接，監(jiān)控中心進(jìn)行各種指令的實時控制。
遠(yuǎn)程測控終端以JY-RTU4100-G為主要設(shè)備，具有4路外部信息監(jiān)測報警功能，可配裝溫濕度、壓力、電壓電流等傳感器，隨時監(jiān)測設(shè)備或環(huán)境信息，在其發(fā)生變化或超出預(yù)警范圍后，向遠(yuǎn)程服務(wù)器或最多5個管理員手機發(fā)送報警信息，保護人員、設(shè)備、財產(chǎn)安全。
四、配置軟件
五、實時顯示
1、左側(cè)設(shè)備列表顯示出當(dāng)前在線和離線設(shè)備的信息，當(dāng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)后，將從“離線設(shè)備列表”進(jìn)入“在線設(shè)備列表”，設(shè)備長時間不在線將從“在線設(shè)備列表”進(jìn)入“離線設(shè)備列表”；
2、左上角顯示燃?xì)鉂舛取⒐╇姺绞?、通風(fēng)設(shè)備是否打開等信息；
3、右上角實時顯示熱能量、溫度、電壓等曲線；
4、下側(cè)顯示設(shè)備編號、用戶名稱、聯(lián)系人、電話、傳真、手機、地址、SIM卡號等信息；
5、中部文字提示當(dāng)前設(shè)備登陸時間，采集回傳數(shù)據(jù)的最后時間；
歷史記錄
用戶可以根據(jù)時間段來搜索歷史記錄；
歷史記錄將以曲線形式繪制在窗口上面，歷史記錄可以以列表的形式顯示在窗口下面，通過歷史記錄可以查看設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)和相關(guān)趨勢；
同時查詢的歷史記錄可以導(dǎo)出為excel表格；
六、系統(tǒng)的特點
1)系統(tǒng)采用GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)，監(jiān)控區(qū)域廣．
2)系統(tǒng)主要功能是對具有雙RS485接口JY-RTU4100-G熱能表測量系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控．
3)利用了公共網(wǎng)上已有的電子郵件服務(wù)中心，不必專門租用網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)器，降低了系統(tǒng)運營成本．
4)可以方便地進(jìn)行測量終端數(shù)量的增減．
5)性價比高．同有線網(wǎng)相比，節(jié)省線路、電話資源，速度較快；同無線局域網(wǎng)相比，免去無線電
七、結(jié)論
基于GPRS RTU的遠(yuǎn)程供暖監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了一個通訊模塊擴展多個熱能的測量節(jié)點，構(gòu)建了一種無線遠(yuǎn)程的分布式熱能測控系統(tǒng)，實現(xiàn)了采暖監(jiān)控數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無線實時傳送．系統(tǒng)在信號覆蓋范圍內(nèi)不受距離和區(qū)域的限制，具有實時性好、傳送數(shù)據(jù)量大且費用比較合理的優(yōu)點．成功地實現(xiàn)了小批量、非連續(xù)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸，為供暖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控提供了一種便捷的無線數(shù)據(jù)傳輸方式。
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