供水生产远程监控系统的设计与实现

技术读取通信网关软件送来的实时数据，该软件完成与远程各GPRS采集点间的命令颁布、执行和接收诸事件，具有完全分布式C/S和B/S结构，可以方便灵活的组成分布式网络结构，实现数据的显示、曲线显示、报表生成、数据打英用户管理、参数设置、软件冗余，还可以模拟显示电机的运行状态、储水罐液位，操作人员可以通过这些界面全面掌握系统运行情况，本系统的监控主界面如图2所示，实时数据如图3所示。（其他界面如曲线、报表略）

　　 该软件拥有开放式软件接口，通过ActiveX控件能够实现视频监控（视频与现场数据联动）、GIS（Geographic Information System）等功能，ODBC Router插件能够实现与Oracle、SQL Server2000、Sybase等关系型数据库连接，将采集的数据转存到关系型数据库或从数据库中读取数据。

　　3）WEB发布软件：负责对终端用户的验证与管理，以IE网页形式提供给终端用户使用，最大支持256用户的同时在线浏览数据。

4 系统组网方式

　　供水监控系统网络由RS485工业总线，GPRS无线传输网络，中心以太网络三部分组成。组网框图见图4。

4.1 RS485现场工业总线

　　RS485工业总线为二线制传输，具有抗干扰强、传输距离远特点，广泛应用在工业控制领域。RS485处在通信网络的的物理介质层和链路层，它负责承载各种协议数据，如modbus,hart,profibus等。本系统的RTU就是以RS485为接口载体，传输现场数据。

4.2 GPRS无线数据传输网络

　　由于供水水源井、站分布广泛，所以最经济、稳定的通信方式就是采用GPRS网络传输数据。GPRS是一种基于数据包的无线通信服务，按GSM标准定义的封包交换协议，可快速接入数据网络。它在移动终端和网络之间实现了“永远在线”的连接，网络容量只有在实际进行传输时才被占用。

　　GPRS供水远程监控系统具备如下特点：

　　1、实时性强： 由于GPRS具有实时在线特性，系统无时延，无需轮巡就可以同步接收、处理多个数据采集点的数据。可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。

　　2、通过GPRS双向系统还可实现对电机设备进行远程控制，进行开关控制操作。

　　3、建设成本少低： 由于采用GPRS的无线公网平台，只需安装好设备，不需要为本系统进行专门布线，投资少、见效快，维护成本低；

　　4、监控范围广： GPRS覆盖范围广，在无线GSM/GPRS网络的覆盖范围之内，都可以完成对现场生产数据的采集和控制。扩容和接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。

　　5、系统的传输容量大： 监控数据中心要和每一个数据采集点保持实时连接。由于数据采集点数量众多，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。

　　6、通信费用低：采用包月计费方式，运营成本低。

4.3 防火墙组成的局域网络

　　中心服务器网络具有公网IP和私网IP，公网IP负责接收GPRS传来的数据，经由防火墙将数据传输到私网IP服务器上，防火墙在这里主要实现网络安全、数据过滤和地址转换功能。地址转换主要使用VIP NAT方式，见框图3。

　　通信网关服务器、SCADA服务器、WEB服务器公用一个公网IP地址，防火墙ISG1000根据传输层端口号分别映射到指定服务器。通信网关服务器使用9000端口与现场DTU设备交换数据，WEB服务器使用80端口为客户机提供WEB服务。

5　结束语

　　远程监控系统投入使用以来，实践证明其使用效果是显著的，它克服了因水源井、站覆盖面广而难以全面、实时监控边远地区水压、水量、电机状态的问题。该监控系统逻辑合理正确,人机界面良好,运行可靠稳定,硬件扩展性强、操作方便,有良好的安全机制，确保了供水生产系统运行的稳定性和可靠性。该监控系统有效地起到以下几方面的作用：① 及时、准确地反映供水流量、水压、电机状态，远程采集系统各部分的实际运行情况，为合理实施调度操作提供了可靠的技术保证；②及时发现并消除事故隐患，有效避免重大事故(设备损毁、冒罐等)的发生，保证设备运行安全；③帮助管理人员对有关设备运行工况进行实时监测，并随时调整其工作于经济运行区，延长设备使用寿命，提高其运行效率，降低运行成本。在满足供水水压的前提下，综合考虑各采集点的情况，制定合理的供水方案，既可合理平衡管网压力，又能降低电耗及漏耗。