GPRS/4G水文数据采集系统

在水文监测系统中，常常需要对众多的水位点进行实时监测，大部分监测数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。由于监测点分散，分布范围广，而且大多设置在环境较恶劣的地区，通过电话线传送数据往往事倍功半。通过GPRS无线网络进行数据传输，成为水文部门选择的通信手段之一。污染源监测设备可将采集到的污染数据和告警信息通过GPRS网络及时发送到水文监测部门，实现对排污单位或个人的及时管理，可以大大提高水文部门的工作效率。

一、水文监测自动化技术的应用

1、 水文监测的范围与内容：

水文监测是水文传感器技术与采集、存储、传输、处理技术的集成。 监测范围：江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数。 监测内容：水位、流量、流速、降雨（雪）、蒸发、泥沙、冰凌、墒情、水质等。

2、 水位的采集和传输

用于自动化监测的水位传感器主要有浮子式水位计、压力式水位计、电子水尺和超声波水位计等。这些传感器可以直接接到PLC上，自动监测水位参数。地下水位的监测与地表水相同。目前，省水文监测站与各采集点之间的数据通信主要采用手工抄录或PSTN电话线传输。采用电话线传输数据时，由于每次拨号都需要等待，速度慢，而且费用也较高。同时，由于各监控点分布范围广、数量多、距离远，个别点还地处偏僻，因此需申请很多电话线，而且有些监控点有线线路难以到达。

GPRS具有速度快、使用费用低的特点，其传输速度可达171.2kb/s。与有线通讯方式相比，采用GPRS无线通信方式则显得非常灵活，它具有组网灵活、扩展容易、运行费用低投，维护简单、性价比高等优点因此，目前正考虑采用GPRS无线传输方式解决污染源监测数据的实时传输问题。

二、解决方案介绍：

（一）系统结构

（二）GPRS无线网络与中心软件的连方式：

A、公网方案：

中心用一个服务器组作为中心接收，中心采用ADSL等INTELNET公网连接，采用公网固定IP或者公网动态IP+DNS解析服务。此种方案先向INTERNET运营商申请ADSL等宽带业务。

1)中心公网固定IP：监控点直接向中心固定IP发起连接。运行可靠稳定，推荐此种方案。（当然固定IP费用比较贵，视客户财力决定）

2)中心公网动态IP+DNS 解析服务：大部分IP都是动态的，而且费用相对便宜。客户先与DNS 服务商联系开通动态域名，动态域名解析软件网址如下：（可以先申请免费的二级域名） 88IP名解析http://www.88ip.cn

监控点先采用域名寻址方式连接DNS 服务器，再由DNS 服务器找到中心公网动态IP，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP的费用，但稳定性受制于DNS服务器的稳定，所以要寻找可靠的DNS服务商。

如上图所示水文远程测控调度系统由调度中心、无线GPRS网络、远程终端单元（GPRS无线传输设备，PLC）几个部分组成：

1.远程终端单元

远程终端单元分散的分布在远程各个遥测点上，主要由GPRS模块、电源、天线、PLC及各种水文传感器等几部分组成。

PLC与现场仪表(传感器)相连，对现场仪表(传感器)的开关量、模拟量信号进行数据采集、处理、存储并通过GPRS模块向调度中心传送数据，接收并执行调度中心的命令。

PLC：根据客户要求选择使用品牌，如LG、西门子、三菱、欧姆龙等。

无线传输设备：采用上海科泰斯电子的KS-91?GPRS DTU透明无线数据传输终端，通过RS232/RS485/TTL与水文设备采集点的各个PLC连接，通过 GPRS网络,把数据传到调度中心。

2.调度中心

调度中心计算机处理系统是一个开放式实时应用系统，实现全部的数据处理工作。中心的功能有：数据收发管理、站点管理、水文数据管理和系统管理。

数据遥测功能：定时巡测、手动巡测、随机抽测、分组召测。

遥控功能：控制RTU 开关量输出点的开、关状态、遥信开关状态。

参数状态管理功能：设置修改各测量数据上、下限值，通讯参数。

在线组态功能：新增数据采集点等参数通过组态定义即可完成。

数据库管理功能：对测得的数据建库，对数据进行处理，查询历史数据，报表打印。

数据显示功能： 能显示测量的各种数据、遥信开关状态、各种系统图形等 ，具有图形功能,模拟显示管网图、水厂工艺流程图等。

抢修修理、停水、管网冲洗等数据录入及统计。

数据共享功能：提供一个WEB站点，该WEB站点使公司宽带内部网的任意一台工作站只通过WEB浏览器就可以登陆查看所有监控点的实时数据和存储的任何时间段的历史数据。WEB 站点通过用户身份认证授权方式控制该用户可访问那些监控点的实时监控数据和存储的任何时间段的历史数据。调度中心系统管理员能增加、删除可访问用户，并对用户进行不同权限的授权。该WEB站点应能通过超链接方式联入公司统一平台。