才茂通信基于GPRS无线采集传输技的
RTU污水处理远程自动监测方案
摘要:本文提供了一种基于2G、3G、4G无线采集传输终端通信技术的水处理远程监测方案,简要介绍了GPRS网络的基本知识,无线数据采集传输终端技术,描述了无线数据采集传输终端RTU应用于水处理的实现方法。通过实际应用,获得了理想的效果。
关键词:2G、3G、4G;无线采集传输;无线采集传输终端RTU;才茂通信RTU;
一、方案背景
随着城市化建设的不断推进与经济的快速发展,人们生活水平不断提高,对城市环境保护的要求也越来越高。政府有关部门为此加强了污水处理的步伐,加大了治理力度。各地环保部门为了掌握水质监测和环境信息管理的需要,需对辖区内各有关水质利用远程监控技术进行监测监控,使其出水水质符合污水处理标准并达标排放。
由于各环保部门辖区内各污水处理设施相对分散,为便于监测管理,系统远程监控系统需要能够实现电脑、移动平板、phone APP等方式的操作管理,同时远程监控技术能实现对pH 、DO、水温、水量等数据实时监测的功能,系统要能实现对风机、水泵与自控系统等的故障信息的反映功能,并能实现对风机、水泵的远程控制启停功能等。
二、方案思路
基于*门的实际需求,我们认为利用GPRS无线传输技术,基于移动运营商的无线网络,采用具有无线远程测控功能与技术的无线远程测控终端设备(RTU)及其平台管理系统,以便为*门的生活污水出水水质提供实时的数据采集、传输、远程管理与控制等功能,实现水质监测监控的远程管理。
三、关于GPRS无线通信
3.1、GPRS(General Packet Radio Service)通用无线分组业务
所谓GPRS,是一种基于GSM系统的无线分组交换技术,提供端到端的、广域的无线IP连接。GPRS充分利用共享无线信道,采用IP Over PPP实现数据终端的高速、远程接入。作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术(2.5G),GPRS在许多方面都具有显著的优势。
GPRS有下列特点及优点:
1)、中国移动全国范围的GSM/GPRS电信网络,覆号覆盖面广、信号强,网络稳定、灵活、方便且快速,能以低建设成本为用户数据终端提供远程接入网络的部署;
2)、传输速率高,GPRS数据传输平均速度可达到57.6Kbps,zuigao可达到115Kbps—170Kbps,*可以满足用户应用的需求,下一代GPRS业务的速度可以达到384Kbit/s;
3)、接入时间短,GPRS接入等待时间短,可快速建立连接,平均为两秒;
4)、提供实时在线功能 “always online”,用户将始终处于连线和在线状态,这将使访问服务变得非常简单、快速;
5)、资费便宜,计费合理:GPRS是按流量计费的,GPRS用户只有在发送或接收数据期间才占用资源,用户可以一直在线,按照用户接收和发送数据包的数量来收取费用,没有数据流量的传递时,用户即使挂在网上也是不收费的。
GPRS业务,具有接入迅速、永远在线、流量计费等特点,在远程突发性数据实时传输中有不可比拟的优势,特别适合于频发小数据量的污水处理监测的实时传输,在其他行业上也有普遍特殊的应用:
如:
电力系统城市中压低压电网实时监控和自动补偿
热力热网系统实时监控和维护
气象实时监测系统
城市公用事业实时监控维护系统
煤气调压站实时数据采集和自动控制
智慧农业信息化远程监测系统
……
四、关于无线远程测控终端技术
无线远程测控终端,其英译为Remote Terminal Unit,通常简称为RTU,是一组应用了集数据采集、远程控制与无线通讯功能为一体的无线终端控制产品,属终端控制系统,负责对现场信号、工业设备的监测和控制。是构成远程监控平台系统的前端核心装置,具有信号输入输出接口,可与各污水处理设施或装置的传感设备连接,由于其具有无线通讯功能,支持GPRS网络(或3G、4G网络),可直接连接以太网。RTU技术结合云设备管理平台软件,构成一套完整的监测监控系统,可很好地实现各*门对现场各相关污水处理监测装置的遥测、遥控、遥信和遥调等功能。
五、应用分析
根据对各环保部门的多方实地考察与了解,以及我们与各地污水处理成功的项目案例来看,一般环保部门下辖的污水处理设施,分设于各个乡镇区街道或村级污水处理站。各污水处理设施有相关的污水处理传感装置,需要采集传输如pH 、DO、水温、水量等,这类传感装置的数据一般为数字量数据,可以与RTU无线远程测控终端设备的RS232或RS485直接连接传输。另因污水处理的需要,现场还有风机、水泵、自控系统等设备,当这些主要设备故障时,要能实时的反馈相关信息,并且要能够对其进行远程启动与关闭。这就要求RTU无线远程测控终端设备要具备对设备的监测与信息上报功能,同时还须具备标准变送器信号和电平信号跳变功能,以及RTU云设备管理平台软件具有远程控制的功能。
六、系统组成
本方案系统主要由RTU无线远程测控终端设备、GPRS无线通信基础网络及有线互联网络及相关通信设备、服务器及RTU云设备管理平台软件等组成。
6.1、各水质传感装置、风机、水泵、自控系统等;
6.2、RTU无线远程测控终端设备;
6.3、GPRS无线网络及有线互联网络;
6.4、服务器;
6.5、RTU云设备管理平台软件;
七、组网应用
7.1、设备的连接:各污水处理设施pH 、DO、水温、水量传感装置通过RS232或RS485接口与才茂通信的RTU一对一连接;
7.2、服务端的部暑:在监控中心这一端,分配一套机架式服务器作为服务器硬件设备。服务器硬件设备用于部暑RTU云设备管理平台软件,该平台软件为B/S架构,用于管理接收及发送传感装置采集传输的数据;
7.3、数据通道的架设:给服务器这一端申请使用一个固定IP地址,在与服务器连接的路由器这一端开设一个未曾使用的端口号,将这个服务器的IP地址与端口号配置到才茂通信的RTU,当RTU相关设备启用时,数据通过此通道传输;
7.4、数据的传输:当RTU启用时,即会通过GPRS网络与监控中心服务器建立透明传输通道,此时RTU即能够收到来自各传感装置发送的数据,通过RTU本身的无线远距离数据透传功能,将数据原封不动的发送到监控中心服务器,运用RTU云设备管理平台软件的功能,也可以发送控制指令给RTU,以实现数据的实时采集、处理、控制与统计;
八、系统拓朴图
九、系统功能
远程自动监控平台系统,主要可实现以下功能:
9.1、RTU无线远程测控终端设备:
RTU无线远程测控终端设备集成了模拟信号采集、开关量输入、开关量输出、计数和无线数据通信于一体的高性能测控装置,支持以太网通信,串口通信,RS485 通信和4G/3G/2G 无线数据通信于一体。
可以直接接入各种传感器、标准变送器信号、仪表等输出的模拟信号、电平信号、干触点、脉冲信号等。
可实现对pH、DO、水温、水量等数据实时监测。
与各水泵、风机连接,通过远程监控平台管理软件的PWM功能或继电器功能,可实现对水泵、风机的远程控制启动或停机工作。
9.2、RTU云设备管理平台软件 功能
RTU云设备管理平台软件具有用户管理、系统管理、采集控制、远程升级、远程配置、主动报警、主动上报等功能。
与才茂通信RTU无线远程测控终端设备系列设备配套使用。能够实现对各类传感 器的数据采集与无线传输,实现远程监测控制与管理功能。
可根据管理对象的不同,设置不同的访问权限,如基本操作员只具有采集控制、远程配置、查询、统计等基本功能,管理员除具有这些操作功能外,还具有高级管理、远程升级、注册管理与用户管理等功能。
可设定是否允许主动上报的动作、设定上报的内容、上报的网络方式(phone报警+系统报警)、上报的时间间隔、上报信息的接收的phone号码等条件。当与风机、水泵或其他自控系统设备连接,可以实时反应该设备的故障信息。
通过远程监控平台管理软件的PWM功能或继电器功能,可实现对水泵、风机的远程控制启动或停机工作。
具有查询统计功能,可按月或时间段对监测数据进行查询并汇总形成报表,也可实现每座设施污水处理数量日、月等的统计,形成报表以供管理决策使用。
十、系统可行性
基于此,利用2G/3G/4G无线数据传输技术,基于服务端应用宽带有线网络提供固定IP或者动态IP(可用域名绑定)以及端口号,将这些服务端参数设置在才茂通信RTU无线远程测控终端设备上,利用它能够自动解析域名地址,连接到服务端的RTU云设备管理平台软件,可以为*门的生活污水出水水质提供实时的数据采集、传输、远程管理与控制等功能,实现水质监测监控的远程管理,是一套上佳的远程自动监控平台方案。
十一、RTU系列产品资质与检测报告:
无线通信在线维持zhuanli技术
国家强制*
EMC检测报告
著作版权证书
摩尔实验室高低温检测报告
福建省产品质量检验研究院检测报告等
RTU创新产品奖
深圳比亚迪用户测试报告
十二、才茂资质
公司荣誉:
2009 年公司GPRS DTU 产品被评为“创新产品奖”;
2011 年被评为“中国工控行业客户满意BEST供应商”;
2012 年公司成为“中国质量*行”会员;
2013 年公司成为“智能输配电设备产业技术创新战略联盟”会员;
2010 年被国家认定的*企业;
2010 年被国家认定的双软企业企业;
公司拥有1 项保持设备稳定的ZHUANLI技术证书和12 个软件著作版权证书;
全国设立了9 大区域办事处,66个代理商,方便为客户提供近距离贴心服务;
公司注册资本1280 万;厦门市重点扶持*企业;
12 年的行业研发积累和行业应用考验。