水資源遠程測控解決方案水資源短缺已經成為全球性的問題，隨著經濟的發展，日益增長的用水需求與水資源短缺之間的矛盾迫使世界各國都在尋求解決的有效辦法。因此，采用現代化手段，建設水資源實時監控系統，動態掌握區域水資源變化及利用情況，最大限度的調控使用效率，是促進經濟社會可持續發展的迫切需要。EWP水資源遠程監控系統，是一種軟件與硬件結合的自動化網絡式測控系統。它通過是在用水單位設備上安裝相應的監控模塊，實現對水表流量、水井水位、壓力及對水泵的三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、電能值等參數的采集，以及對水泵的啟停、電動閥的開閉等控制；并通過GPRS網絡，以無線通訊方式與水資源管理中心進行通訊，實時對各用水單位進行監管和控制。相關的水表流量、水井水位及用戶水泵的電流、電壓的數據采集等自動存入水資源管理中心數據庫。如用水單位人員人為斷電、外加水泵、水表等自然或人為損壞的情況出現,監控中心會同時顯示故障原因并報警，便于及時派人到達現場。水資源管理中心可根據需要，在不同季節限量采水，控制水泵啟停泵；對欠繳水資源費的用戶，水資源管理中心工作人員可通過計算機系統對用水單位的電動閥開閉、水泵的啟停進行異地遠程控制，實現水資源檢測與控制的自動化、一體化。系統主要組成:E-Water系統結構示意便攜式遠程工作站IE工作站InterNet IntraNet本地工作站服務器群組WEB服務器EtherNet數據中心服務器數據服務器GPRS分布式GPRSLC-WRC 模塊群LQ－8110485總線總線LC-WRC485總線485總線DSC:DataServiceCenter 數據服務中心IntaNet: 企業局域網InterNet: 互聯網GPRS：GPRS網絡EtherNet: 以太網整套EWP監控解決方案采用 4層網絡結構方式，分別為：1．底層分布式485網絡底層設備采集層，由各模塊負責底層數據的采集以及設備的控制。2．GPRS通訊網絡通訊層，通過GPRS網絡進行數據采集傳輸。3．服務器集群負責數據采集／存儲／發布；數據采集處理層，服務器集群負責數據的采集、處理、報警、存儲等操作，有關數據的處理部分都將在這一層進行，同時將數據通過WEB服務器上的WEBService接口進行發布，實現B/S、C/S體系的無縫集成；如果采用單機版軟件系統，則不需要WEB服務器以及WEBSERVICE接口；4．Internet/Intranet 信息發布網絡信息發布層，通過WEBService接口，可以通過Internet／Intranet（互聯網／企業局域網）直接訪問數據，實現遠程網頁工作站WEB訪問以及桌面工作站訪問，從而實現除了本地工作站控制外，也可以在任何一個能接入Internet的地點，任意選擇網頁工作站以及桌面工作站實現異地遠程控制。采集部分：采用由本公司開發生產的系列模塊，電參數采集模塊EDA9033D，該模塊采集用戶水泵的基本電參數，如三相電壓、電流、有功無功功率、正反向有無功電能值等，同時采集部分基波諧波功率，能對電網質量進行一定的監控，并且該模塊還集成了開關量控制，可進行水泵的起?？刂?；流量采集根據貴公司提供的信息采用EDA9083模塊進行瞬時流量以及累計流量的采集；通訊接口：采用RS485接口，通訊波特率為：9600bps；GPRS通訊網絡：采用由本公司開發生產的LQ-8110GPRS模塊，實現底層采集設備至數據采集服務器之間的透明傳輸?？刹捎肨CP／IP方式，也可以采用UDP方式。針對大數量應用推薦使用UDP方式。服務器集群：網絡版：主要由服務器集群以及各工作站組成， 工作站通過集群的數據接口， 可不受網絡限制采用多種模式運行，配置靈活方便，能夠適應用戶原有網絡，減少用戶成本投入；服務器集群：主要是由數據采集服務器，數據服務器， WEB/WEBSERVICE服務器構成，采用E-WaterSCADA軟件，主要包含：1、EWPGPRS數據采集服務（Windows服務）2、EWP數據發布網頁3、EWPWebService接口；數據庫采用 SQL2000支持。從而實現數據的采集處理發布等一系列工作。工作站：負責系統的信息發布以及針對設備進行控制操作， 采用EWPClient WorkStation軟件，該軟件有 2種類型：1、遠程工作站；2、本地工作站；工作站軟件可采用 WEB網頁方式，也可以采用桌面軟件 WinForm方式；在服務器集群接入 Internet 后，任一類型的遠程工作站通過 Internet ，可支持遠程異地操作，即在任何一個能夠接入 Internet 的地域，都可以通過 Internet 對系統進行遠程操作；本地工作站接入本地 Intranet 進行操作。單機版：單機版系統建立單一監控中心，不接入網絡（需接入 GPRS網絡），作為單機軟件運行，沒有服務器集群，也不支持各種工作站；集數據采集與控制為一體；單用戶操作在。組網方式及舉例說明(一) 組網方式介紹：數據中心接入有多種方式，結合GPRS的特點和應用領域的具體要求進行組網。組網方式由業務數據量、時延、可靠性要求、數據保密性、網絡狀況決定?，F總結出以下幾種可行的組網方案：方案一：中心采用INTELNET公網連接，用公網固定 IP此種方案客戶須先向INTERNET運營商申請公網固定IP。中心用公網固定IP，監控點直接向中心發起連接?；蚩蛻艄居幸慌_連接Internet的服務器，并且具有公網固定IP，但是考慮到服務器的穩定運行問題，通常不讓在服務器上安裝其他應用軟件，所以GPRS數據中心系統也不能安裝在該服務器上，可以用NAT端口映射的方法來解決這個問題。見下圖：此種方案在實時性和穩定性方面很好，并且費用最低，每月只需支付GPRS模塊內的數據卡費用。雖然我們的現場固定IP地址的網線不好布線，但綜合考慮我們極力推薦該方案。方案二：中心采用無線貓撥號上網連接移動網絡，用移動網內固定 IP此種方案客戶向移動公司申請一個固定IP（移動網內），中心用固定移動網IP地址的GPRS通過無線MODEM撥號與移動網絡建立連接，其它GPRS模塊自動獲得該網段的隨機IP地址，由監控點直接向中心發起連接。見下圖：此種方案在沒有有線公網固定IP地址的情況下也是一個比較好的方案，費用和系統組成方面也是比較適宜。與第一種方案相比較就是多加了一個無線貓模塊和一張數據卡。同樣它又存在著一定的弊端，由于無線貓撥號方式建立的連接帶寬有限，不適用于多監控點的系統，并且本套系統可以訪問外網如管理不當便會出現費用超標現象。方案三：中心采用移動APN專網固定IP此種方案客戶先與移動申請APN專網業務，移動為客戶分配專用的APN，客戶可以申請綁定移動內網的固定IP地址。中心用無線MODEM撥號上網，得到其內網固定IP；監控點直接向中心發起連接。中心和監控點都具有移動內網IP，減少中間環節，穩定性增強；且所有數據都在移動GPRS的APN內網傳輸，無需經過公網，安全性增強。見下圖：此種方案無需負擔專線月租費用，并且所在APN專網穩定性比較好，不能訪問外網所以不用擔心訪問公網帶來的費用超標問題。缺點：由于無線貓撥號方式建立的連接帶寬有限，不適用于多監控點的系統，開設專網的費用也是較高的。方案四：中心采用專線接入， 所有點都可以采用內網固定 IP此種方案客戶的數據中心通過一條APN專線接入移動公司GPRS網絡，雙方互聯路由器之間采用私有固定IP地址進行廣域連接，并用防火墻進行隔離，在防火墻上進行IP地址和端口過濾。移動為客戶分配專用的APN，用于GPRS專網的SIM卡開通該專用APN。得到專用APN后，給所有監控點及中心分配APN專網內部固定IP。見下圖：此種方案在實時性、安全型和穩定性方面都很好，適用于安全性要求較高、數據點比較多、實時性要求較高的應用環境，但費用很高，測控點數不是很多的情況下此種方案不宜實施。總體實現方式：在每個水源井泵房內安裝 1個EDA9033D、1個EDA9083、1個LQ8110、1個開關電源，并在啟動柜面板上增加一個主令轉換開關。 EDA9033D負責電壓、電流、功率、電量等數據的采集，并通過開關量輸入狀態來采集水泵的運行狀態，接收上位機發送來的指令實現遙控器停泵的功能。監控中心通過 LQ8110對EDA9083發出指令，采集EDA9083通過測頻計數方是采集的流量數據；LQ8110內安裝一張開通 GPRS業務的SIM卡，實現EDA9033D、EDA9083與水廠數據中心計算機之間的數據通訊， 即中心計算機和 EDA9033D、EDA9083模塊之間通信／遙控命令的傳輸。開關電源給EDA9033D、EDA9083和LQ8110模塊提供10-30V的工作電源。啟動面板上安裝 1個轉換開關實現本地和遠程啟停泵控制方式的轉換。主令開關的添加主要是為了實現手工控制與遠程控制的切換，這樣在模塊設備發生故障時，仍可通過主令開關進行手自切換，實現手工控制；并為設備進行檢修提供方便條件?？刂凭€路改造圖方式一：手動控制和遠程控制通過現場按鈕切換。方式二：手動和遠程都可以對水泵進行啟停。系統主要功能：數據采集功能電參數：三相電壓、有功功率、無功功率、無功功率、功率因數、電能值。瞬時流量、累計流量泵運行狀態數據處理功能實時數據顯示、曲線顯示功能數據異常報警，報警信息存儲設備停機報警通訊異常報警。系統調整功能：根據實際運行情況進行現場設備控制；根據權限進行遠程控制。具有實時、分時、定時；單井、群井的基本數據、起停電泵等多種數據召測／控制模式手工召測功能，任何時候可以在工作站上主動提取監測點的數據數據報表功能，生成日報、月報、年報，也可隨時進行統計報表、打印分析計算功能：根據監測的實時數據，分析累計用水量、泵電參數，對于異常情況產生告警；可統計水源的供水趨勢圖。 繪制監測點歷史流量曲線圖、壓力曲線圖、電參數曲線圖等故障報警功能：超用戶設定報警限后，系統報警，還可根據參數值進行多種狀態判斷，比如停機、短路、過載等一系列報警信息系統自診斷能力在出現問題后，在任意工作站上或單機監控中心上，可以通過系統的自診斷功能來進行判斷故障，故障自診斷可以診斷底層硬件是否正常，通訊網絡是否正常，服務器集群是否正常等故障系統擴充升級功能，系統具有開放的數據接口，方便后期監測點的增加和擴容管理維護功能強大的權限功能完整的日志功能系統特點：無線組網，不受天氣和距離的限制。單服務器支持GPRS／GSM通訊數量大系統實現內部高效的數據訪問和數據交換，實時性優異。GPRS／GSM傳輸穩定，實時在線。支持桌面軟件、Web應用程序進行遠程控制。管理功能實用可靠。系統具有良好的安全保護機制系統實現了B/S、C/S結構的無縫集成系統提供了數據接口，可以方便的接入其他系統系統具有良好的可維護性系統安全在系統安全方面，本公司除了采用中型、多用戶的 SQLServer2000數據庫、系統對用戶實現分級授權管理和提供防火墻功能及完善的數據備份功能外，對GPRS／GSM網絡無線數據監控中心還提供了安全技術解決方案，以確保數據安全可靠。系統中提供了以下幾種安全技術解決方案（適用于 GPRS）。1、IP 過濾技術由于監控中心服務于 GPRS子網用戶，所有訪問客戶的 IP必為GPRS子網內的IP。因此，我們在系統中采用了 IP過濾技術，對所有接受的數據包進行過濾， 拋棄掉所有的非法 IP數據報。這一過程就好像將系統置身于移動公司的防火墻保護之下，所有的非法用戶只有先穿過了移動公司的安全防護才有可能訪問到本系統，但對于安全措施非常強大的GPRS網絡來說，這將是非常的困難。2、身分授權和密碼認證體系采用IP過濾技術盡管可以防止一些非GPRS網段用戶的侵襲，但由于系統處于GPRS子網以外，IP過濾只能起到簡單的安全防護，對于那些利用IP偽裝技術的非法用戶則無法識別。由于該系統是專業化的服務系統，訪問客戶是預先確定的，利用這一特點，我們在系統中采用了用戶ID和密碼驗證技術，系統中存儲了有所客戶端的 MAC地址以及密碼，對通過了IP過濾的數據包，再驗證其 ID號和密碼。對于該系統以外的非法用戶，獲取合法的MAC地址和密碼將十分困難，所以這一步極大可能地增加了系統的安全性。3、數據安全加密通道系統采用標準的SSL數據安全通訊協議在客戶端和服務器端建立加密數據通道，保證私有數據傳輸的安全性；系統在應用層植入高可靠性的加密算法，使得數據在任何網絡出錯時都可以得到保證的高可靠性；采用MD5算法產生“報文摘要”已實現對所有發送報文的數字簽名，保證了數據傳輸過程中的完整性，防止數據被篡改。4、訪問過程跟蹤系統對所有的訪問過程進行日志記錄，包括用戶身份、IP、時間、數字簽名、操作事項等信息，向系統管理人員提供了詳細、完整、有效的操作證明。方案優勢：1、系統具有良好的伸縮、擴展性?？筛鶕嶋H需求構建系統結構，針對復雜應用，可以模塊化的進行系統組合，快速適用需求變化。針對監測點數量，可以減少或增加服務器組服務器數量。2、系統實現了B/S、C/S結構的無縫集成系統具有多種模式的工作站模式，可針對不同用戶的需求，采用不同的工作站模式，有效解決因網絡等各種情況引發的各種問題。3、系統具有異地遠程操作能力系統可以方便用戶進行移動辦公，主要能夠接入Internet，就能對系統進行操作，能夠隨時隨地的了解系統信息，方便出行。4、系統符合水利用戶操作規范系統考慮水利用戶的實際運作方式，對系統作了一定的優化，符合水利用戶的操作，可以快速上手。5、系統提供了數據接口，可以方便的接入其他系統在構架解決方案時充分考慮了對原有硬件設備和應用軟件系統的整合，或以后新系統的升級，從而在利用解決方案構建的新系統保持對原有系統的平滑過渡，保護原有投資；與此同時，解決方案中提供強大的數據源管理功能及各類規范的系統接口，能夠與其它系統有效集成。6、系統實現內部高效的數據訪問和數據交換，實時性優異。實時性是系統優劣評價的一個關鍵要素，也是客戶評價好壞的關鍵指標。本解決方案實現了系統內部高效的數據訪問和數據交換，系統實時性優異。7、解決方案的軟硬件設計中貫穿了系統可良好維護的理念，使得解決方案的實施高效，后期維護快捷方便。8、系統具有良好的安全保護機制。系統正常運行的前題是保障安全。系統中涉及的安全因素眾多，依托先進的技術和強大的系統能力，解決方案中整合了安全技術，業務數據處理安全技術，防火墻安全技術、數據庫安全技術等眾多安全技術，從各個安全環節保證整個解決方案的安全可靠。9、系統具有良好的