1、聚英電子之遠(yuǎn)程監(jiān)控篇-智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)一、概述:智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是將先進(jìn)的GSM短信、GPRS、GIS、電子控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效的集成運(yùn)用于水利遠(yuǎn)程監(jiān)控而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的,實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的信息管理系統(tǒng)。流量監(jiān)測選用“測(測量、采(采集、傳(GPRS無線傳輸、電(自帶電池”四位一體化功能的一體化無線智能磁致伸縮水位流量計(jì)或超聲波流量計(jì)系統(tǒng)。設(shè)備不僅可以精確計(jì)量量水堰的實(shí)時(shí)水位及流量,還能保持很低功耗的運(yùn)行,同時(shí)又能實(shí)時(shí)通過GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)方式傳輸?shù)焦鄥^(qū)信息中心,設(shè)備的工作方式為自記式采集:按設(shè)定時(shí)間周期自動采集水位數(shù)據(jù)后,經(jīng)過計(jì)算得到瞬時(shí)流量和累計(jì)流

2、量數(shù)據(jù)并保存在存儲器中,并可通過SMS完成自動上報(bào)。 二、設(shè)計(jì)原則智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案時(shí)必須遵循以下原則:1.可靠性該系統(tǒng)必須有穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行系統(tǒng)。設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮后備以及災(zāi)難恢復(fù)系統(tǒng),使整個(gè)系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)仍然能夠提供客戶服務(wù),并能很快的排除故障正常運(yùn)行。2.擴(kuò)展性、開放性設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按最經(jīng)濟(jì)的原則,設(shè)計(jì)個(gè)擴(kuò)展性很強(qiáng)且在擴(kuò)容升級時(shí)浪費(fèi)最少的系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循開放性原則,能夠支持多種硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),軟、硬件支持二次開發(fā)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和通信樞紐采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口,具有與其他信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享的能力,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)適應(yīng)將來的廣域擴(kuò)展。3.安全性、可維護(hù)性系統(tǒng)對數(shù)

3、據(jù)的安全性必須予以高度重視,要采取防范措施防止黑客人侵。另外,對內(nèi)部員工以及調(diào)度客戶也要加強(qiáng)權(quán)限控制,避免用戶能夠操作到超越權(quán)限的數(shù)據(jù)。提供自動故障報(bào)警檢測以及一定程度的自動恢復(fù)。4.實(shí)時(shí)性、并行性考慮到水利遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)量,系統(tǒng)應(yīng)采用傳輸速度快的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),保證環(huán)保信息數(shù)據(jù)的及時(shí)有效;同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)避免采用輪巡的方式進(jìn)行點(diǎn)點(diǎn)操作,系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備自動并行數(shù)據(jù)上傳和對多個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)并行控制的功能。5.水利遠(yuǎn)程監(jiān)測,無人值守。可嵌入各種渠道類型的流量計(jì)算參數(shù)。具有高可靠性,密封,強(qiáng)度高,三防處理,抗腐蝕,內(nèi)部安裝牢固,適合野外無人環(huán)境應(yīng)用。穩(wěn)定高效的傳輸方式。采用GPRS方式與短信方式,進(jìn)行數(shù)據(jù)上報(bào)及傳

4、輸。短信預(yù)警。如果水位異常或電量低,將會自動報(bào)警給相關(guān)人員和控制中心的管理員手機(jī),使其有時(shí)間采取相應(yīng)措施。特低功耗,采樣時(shí)間短,非采樣時(shí)功耗極低,自帶鋰電池可滿足長時(shí)間工作需求。內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘,可以準(zhǔn)確記錄采樣時(shí)刻的時(shí)間。儀表內(nèi)配有大容量的數(shù)據(jù)存儲器(暫為2G,最高到16G,對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行長久保存。將所有設(shè)置的參數(shù)保存在設(shè)備內(nèi)部的芯片內(nèi),即使掉電數(shù)據(jù)也能安全保留。儀表內(nèi)置科學(xué)的數(shù)字濾波方式及校驗(yàn)功能,能夠有效地解決波浪對水位測量的影響,使測量值穩(wěn)定、真實(shí)、可靠。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程不定時(shí)查詢渠道配水情況,具備定時(shí)上報(bào)、應(yīng)答上報(bào)和疑似故障水位自動上報(bào)。三、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)智通水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)旨在建立一個(gè)基于移動GPR

5、S/GSM網(wǎng)、GIS平臺的智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),加快水利管理信息化建設(shè)進(jìn)程。整個(gè)項(xiàng)目充分體現(xiàn)系統(tǒng)集成的思想,網(wǎng)絡(luò)符合總體規(guī)劃及長遠(yuǎn)發(fā)展。系統(tǒng)設(shè)計(jì)在一個(gè)較高的起點(diǎn)上充分保證系統(tǒng)的可伸縮性和可擴(kuò)展性,具備相當(dāng)?shù)耐ㄐ拧⒂?jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的信息容量及處理能力,并有一定的超前性,軟硬件預(yù)留接口,便于維護(hù)、升級和擴(kuò)展,以適應(yīng)將來整個(gè)系統(tǒng)發(fā)展的要求。四、系統(tǒng)組成智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由信息中心、通信網(wǎng)絡(luò)、水利遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)3部分組成。1.信息中心信息中心由相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器與通信服務(wù)器組成,通信服務(wù)器用于與各水利遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)的通信,應(yīng)用服務(wù)器用于記錄各水利遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)的相關(guān)信息。2.通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)作為信息中心與各水

6、利遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行信息交換的樞紐,是整個(gè)系統(tǒng)中的核心部分,其工作特點(diǎn)是通信次數(shù)十分頻繁,但每次的通信傳輸量很小。考慮到智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)將來業(yè)務(wù)的發(fā)展和系統(tǒng)的可擴(kuò)展性,系統(tǒng)采用專線方式接人到移動公司的GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)中。各終端的信息數(shù)據(jù)從終端到達(dá)GPRS?GSM網(wǎng)絡(luò)后通過專線和智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)連接,智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)之間通過防火墻進(jìn)行保護(hù)。3.水利遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)水利遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)采用GPRS主用、短信備用的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,所有的信息數(shù)據(jù)通過GSM、GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。五、組網(wǎng)方案考慮到水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)容量大、監(jiān)控點(diǎn)多而分散、對信息數(shù)據(jù)的智能處理分析要求高的特點(diǎn),采用

7、專線接人和專用APN方案。使用專用的APN有:進(jìn)行訪問權(quán)限的控制,比因特網(wǎng)的安全性能提高、可控性提高,網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膬?yōu)先級得到保證等好處。1.網(wǎng)絡(luò)連接智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)與移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)GGSN設(shè)備、短信網(wǎng)關(guān)使用 2M專線相聯(lián)。各水利遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)用GPRS終端通過GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)連接到信息中心的通信服務(wù)器。2.APN在公網(wǎng)中為智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)分配專用的APN,水利遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)激活PDP(分組數(shù)據(jù)協(xié)定上下文之后可與業(yè)務(wù)中心互相傳送數(shù)據(jù)。對于沒有GPRS覆蓋的地區(qū)提供短信接入。3.中心與水利遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)之間的連接保持考慮到GPRS網(wǎng)絡(luò)的狀況,水利遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)終端在被GPRS網(wǎng)絡(luò)激活后,立即發(fā)起PD

8、P(分組數(shù)據(jù)協(xié)定上下文激活請求。通過上位機(jī)的軟件采用心跳和定時(shí)檢查GPRS網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的方法來保持連接。4.1P地址分配與鑒權(quán)方案在智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置 Radius服務(wù)器上為水利遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)分配內(nèi)部IP地址。水利遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)終端發(fā)起PDP(分組數(shù)據(jù)協(xié)定上下文激活請求后,由智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的Radius服務(wù)器鑒權(quán)水利遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)終端的MSISDN或IMSI號碼后,為其分配IP地址,若Radius服務(wù)器支持為每一MSISDN或IMSI終端分配固定的IP地址,則可保證各監(jiān)測點(diǎn)終端的IP地址固定不變。六、通信流程1.呼叫發(fā)起GPRS終端攜帶信息中心分配的用戶名、密碼呼叫分配給水利部門的APN。GPRS

9、終端建立呼叫時(shí),GGSN收到終端手機(jī)號碼、用戶名、密碼。2.認(rèn)證鑒權(quán)GGSN將呼叫請求以及手機(jī)號碼、用戶名、密碼送到信息中心Radius服務(wù)器。信息中心的Radius服務(wù)器收到移動GGSN送來的呼叫請求和手機(jī)號碼、用戶名、密碼后,進(jìn)行環(huán)保局自有IP地址的分配。信息中心Radius服務(wù)器將IP地址,通過GGSN和GPRS其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備送回GPRS終端。3.防火墻過濾監(jiān)測點(diǎn)GPRS終端收到信息中心Radius服務(wù)器分配的IP地址,攜帶地址,通過GGSN,并通過信息中心防火墻的白名單過濾。4.通信建立各監(jiān)測點(diǎn)與中心相關(guān)通信服務(wù)器相聯(lián),建立TCP/IP通路,進(jìn)行信息數(shù)據(jù)傳送和監(jiān)測監(jiān)控業(yè)務(wù)處理。七、系統(tǒng)特

10、點(diǎn)1.建設(shè)使用成本低智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)依賴成熟的公共網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),無需單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)(基站和其他設(shè)備建設(shè);可提供包月方式,使用成本低。2.監(jiān)控范圍廣由于使用的通信手段是公眾網(wǎng)絡(luò),因此系統(tǒng)的有效范圍限制實(shí)際為該公眾網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。也就是說在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)都能夠得到有效的監(jiān)控,而且網(wǎng)絡(luò)的拓展意味著實(shí)際監(jiān)控范圍的拓展。3.積木化結(jié)構(gòu)由于直接采用TCP/IP協(xié)議和面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思路,因此系統(tǒng)能夠支持多級多中心大小不同的積木化結(jié)構(gòu),適用于不同權(quán)限的各級信息中心。4.開放性、可移植性好采用基于TCP/IP的應(yīng)用層協(xié)議,具有良好的開放性和可移植性。5.技術(shù)先進(jìn)采用先進(jìn)的GPRS技術(shù),支持基于J2ME的移動監(jiān)控端,為信息中心提供了一個(gè)國內(nèi)乃至國際領(lǐng)先的遠(yuǎn)程水利監(jiān)控解決方案。6.數(shù)據(jù)并行收取由于使用了先進(jìn)的IP技術(shù),系統(tǒng)能夠同時(shí)收取、處理多個(gè)水利遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)的各種數(shù)據(jù),無需輪巡就可以同步水利遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)