取用水（流量）远程监测系统设备及监测平台

一、 现状描述

    对于传统的远程抄表存在以下问题：

1. 缺乏专用的系统管理软件

2. 抄表周期长，数据汇总慢

3. 表出现故障不能及时发现，同时会导致水量漏记

4. 后期工作如出现纠纷，无法提供准确依据

 

 

 

二、 建设目标

取用水（流量）远程监测系统是针对目前水资源取水过程存在的各种计量准确问题设计的，在相关单位建立一套取用水(流量)远程监测系统，采用智能水表、超声波流量计等各种智能计量仪表，结合计算机、通信网络，实现对取水用户取水量的实时监测。

该技术实现了实时在线监测，对已测知数据进行存储整理，取水计划管理与控制，为客户的各种后期工作提供可靠的数据支持，促进水资源可持续利用和节约用水。

三、 系统方案概述

      在监测点安装监测终端箱，里面装有遥测终端一体机（即RTU），RTU直接与流量计等仪器连接。RTU的无线数据传输模块加电后自动登陆移动通信的GPRS/4G网络，根据设定的测试时间间隔自动上报监测数据（如流量等）到监测中心的数据管理系统服务器。

监测中心机房配有专用服务器计算机，服务器安装地下水位远程监测系统软件及服务器系统。通过RTU实现对监测点端采集数据的收发和状态实时监测管理。

本系统可实现如下功能：

主要设备选型

序号	设备名称	优点
1	遥测终端一体机（RTU）	集成无线通信模块（GPRS或者4G） 直流12V_24V供电或者交流220V供电 采集种类多，远程控制能力强 技术先进，稳定可靠，短路自保护，抗干扰能力强 体积小巧，安装方便，操作简单
2	超声波流量计	可以测量强腐蚀性介质和非导电介质的流量 测量范围大 可实现在线校验流量 带远传功能，可实现实时监控 装卸方便，携带方便

系统解决方案

1 体设计思路

本系统主要由监控中心、通信网络、监测终端、现场计量设备四部分组成。

1.1 监控中心

现场设备运行数据经现场监控终端及其通讯端口， 通过 GPRS/4G 网络平台传输到Internet网，进入到服务器里，把现场监测水位的各类数据进行采集进入中心服务器，各职能工作人员通过客户计算机访问服务器数据，实时了解各监测站点的设备运行情况、相关运行参数。监控中心发送的命令也由此路径执行到受控设备。

1.2 通信网络

1.2.1  GPRS网络

    GPRS 网络是中国移动公司提供的数据无线传输网络， 只要有GPRS信号的地方就能够支持数据无线传输，具有广域覆盖、永远在线、按量计费、高速

传输等优势。

• 广域覆盖：GPRS在全国31个省240多个城市均有良好覆盖，基本上在手机可以打电话的地方都可以通过GPRS无线上网。

• 永远在线：只要激活GPRS应用后， 将一直保持在线， 类似于无线专线网络服务。

• 按量计费：GPRS服务虽然保持一直在线，但您不必担心费用问题；因为只有产生通信流量时才计费。

• 高速传输：目前GPRS可支持53.6Kbps的峰值传输速率， 理论峰值传输可达100余Kbps。

1.2.2  4G网络

4G通信具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力，数据率超过UMTS，是支持高速数据率（2～20Mb/s）连接的理想模式，上网速度从2Mb/s提高到3G与4G100Mb/s，具有不同速率间的自动切换能力，4G网络具有以下优势：

• 通信速度快：通信系统传输速率可达到20Mbps，甚至可以达到高达100Mbps，这种速度会相当于2009年最新手机的传输速度的1万倍左右,第三代手机传输速度的50倍。

• 网络频谱宽：通信带宽上比3G网络的蜂窝系统的带宽高出许多，相当于W-CDMA3G网络的20倍。

• 通信灵活：可以双向下载传递资料、图画、影像。

• 同时还具有智能性高，兼容性好等特点。

1.3 监测终端

监测终端为MGTX系列监测终端箱，内部主要设备为我公司研发生产的RTU，RTU与现场计量设备相连，负责采集现场数据，并将数据通过相应的通讯端口上传，同时执行各级中心下达的命令。

1.4 现场计量设备

现场设备为我公司的MGTF系列超声波流量计，超声波流量计将采集到的数据通过RS485通讯传给RTU。

2 系统拓扑图

远程管理系统

1 系统设计原则

先进性原则 

    采用先进的设计思想，选用先进的传输设备，使系统传输在今后一定时期内保持技术上的先进性。

开放性原则 

    系统设计及系统设备选型遵从国际标准及工业标准，使系统具有高度的开放性和所提供设备在技术上的兼容性。

可伸展性原则 

    系统设计在充分考虑当前情况的同时，考虑到今后较长时期内业务发展的需要，留有充分的升级和扩充的可能性。充分利用现有通讯资源，为以后扩充到更高速率提供充分的余地。另一方面，还为系统规模的扩展留有充分的余地。

安全性原则 

    加强系统安全建设，从系统安全性、数据安全性、网络传输安全性等多方面来保障系统的长期稳定和可靠运行。系统设计具有严格的安全保密性，能够保证内部信息不被窃取，充分利用开发工具所具有的网络级、数据库级、文档级、文档区域段级、以及文档内域级安全保密机制，实现数据加密，保障数据安全性。

可靠性原则 

    系统的设计贯彻可靠性原则，使传输系统具有很高的可用性。可靠性原则体现在以下方面：

A．选用技术先进、成熟高可靠性的传输设备

B．系统增益储备高

C．链路的可维护性好

D．可扫描周围磁场，为设备及时调整频率提供依据

管理性原则 

    系统应具有良好的可管理性，使得系统管理人员能方便及时地掌握诸如传输系统拓扑结构、系统信号分析覆盖率统计、系统故障提示等信息，能简便地对传输系统进行配置和调整，确保系统工作在良好状态。

经济实用性

    充分利用当前先进、成熟和高起点的主流现代信息技术，引进和开发技术可靠、性能稳定的硬件平台，构建良好的体系结构、系统界面、信息处理技术方法和系统运行机制；使系统具有良好的适应性、较高的先进性和较长的生命周期。同时还考虑了经济性和实用性，充分利用和保护系统的现有资源，提高资源利用率。

标准规范性

信息定义统一，编码统一，执行国家行业标准和规范。

2 系统特点

网络＋现场总线

    系统由监控管理中心、信息传输介质、网络通信接口设备组成，以实现先进的、统一的自动化控制网络平台，使整个系统配置合理，信息共享，安全可靠，提高指挥效率和生产率。

异构系统的互联互通

    在网络级和串口级提供多种符合国际主流标准的接口方式，便于各种数据的接入，实现限度的信息共享；能够集成不同厂家的硬件设备和软件产品，实现各系统间信息互通，并将各系统数据集成。

先进的体系结构

    采用B/S模式设计三层网络体系结构，便于及时、准确地采集各个子系统的工况、生产和安全参数，方便管理层实时查询、分析和决策。

实时信息数据集成

    以网络平台为核心，将实时数据流按照统一数据标准集成起来，同时，针对统一平台开发各种综合应用，形成集成化、网络化应用。各种图形、图像、报表信息都可以通过Web的方式在任何一台终端统一浏览，统一界面。

统一的数据仓库

    在集成化的数据管理中，所有的数据是在一个数据库中进行管理，数据一旦被输入，在整个系统中都可以使用。

友好的人机界面

实现从设计、编程、硬件组态、测试到操作诊断和远程维护的全过程组态应用。所有的部件都可以有一个软件进行组态，采用统一化的图形界面和面向对象的设计，使用起来轻松自如。

系统软件介绍

1 实时数据监控

    系统接收远程数据采集点的液位数据，将监测数据发送到中心，从而实现对所需信息的实时监测。

2 实时数据显示

    中心服务器接收远程数据采集点发送的实时数据，以数据、表格、图形等形式显示监测点的数据，能够根据用户自定义的数据报警限值设定进行报警。

3 监测数据分析

    实施监测数据分析，历史监测数据分析。辅助调度工作人员制作流量等日常工作报表以及历史分析报表。

4 报表打印

    支持用户自定义的模版，进行打印输出。

5 调度WEB

    采用B/S模式，在通用web浏览器页面上显示实时监测数据、历史统计数据，同时可在相关部门内部网上发布监测的最新数据、历史数据。

6 系统管理

    各类系统参数设定、用户权限管理，外部数据接口管理。

7 系统特点

    本软件具有以下主要特点：

①　采用B/S结构的开发模式；

②　灵活安全的操作权限管理；

        系统提供操作员管理功能，可以针对每个操作员和每个操作菜单进行单独的权限设置，设置方法灵活方便。操作密码等核心数据都进行了加密处理。

③　方便快捷的操作界面；

④　软件部分界面截图参考如下（可按照客户需求做改动）。

 

软件演示地址用户名及密码

拨打400-670-8887索取

 

 

主要硬件设备描述

 

普通型RTU

 

显著特点：

 

• 采用行业最新32位ARM处理芯片，运行速度和处理能力比51系列更加强大。

• 专门为水资源无线远程数据传输应用开发的一款基于移动GPRS网络通信终端、主要应用于水利、水文、水资源、气象、环保等领域。

• 支持静态固定IP和域名解析，支持动态域名，可以对任何地点的任何一台接入公共互联网的具有固定IP或者动态域名的计算机传输数据。

• 支持短信息、GPRS通信（出厂默认：GPRS） 。

• 可内置Wifi模块，实现手机、平板等移动设备现场无线设参，简化了设参工具的使用（出厂默认：无，需提前说明定制）。

• 高精度采集功能，采集模拟量精度0.25；脉冲计数精度十万分之一。

• 内嵌TCP/IP协议栈，通过移动GPRS网进入公共互联网，终端无需主机即可通信，更加方便地集成到系统中。

• 配有软硬件看门狗，不死机，掉电自动恢复。

4G RTU

 

产品功能及特点：

 

• 采集控制功能：

 

4路232/485/Mbus通讯口

 

2路继电器输出

 

8路开关量输出（光耦隔离）

 

8路开关量输入（光耦隔离，高速脉冲计量）

 

8路模拟量输入（4-20mA---5V)，14位精度专用AD芯片

 

1路4-20mA 模拟量输出

 

1路100M 网络口

 

 

 

• 网络功能

 

支持VPDN APN专网接入

 

支持DHCP Server

 

支持本地、远程升级

 

支持参数备份及导入

 

支持DNS

 

支持流量监控

 

支持DMZ功能

 

支持定时上线、下线

 

支持事件触发上线下线

 

支持短信、语音通知上线

 

 

 

技术参数：

 

电源输入：220VAC  12 -30VDC

 

功    耗：≤250mA（工作），≤100mA（空闲）;

 

尺    寸：322.8mm*159.6mm*55mm

 

安装方式：壁挂式安装

 

工作温度：-30--+70℃

 

存储温度：-40--+80℃

 

环境湿度：≤90%无凝露

 

 

可选功能：触摸屏HMI、用户进行二次开发。

 

MGTX-1型室外专用监测箱

规格尺寸：480×360×200  （可根据现场定做）

开门方式：户外单开门 （可根据客户要求定做）

板厚：箱体1.2mm，门子、底板1.2mm （可根据客户要求定做）

防护等级：IP65