基于GPRS的城市供水報警監控系統的設計

摘要：針對城市居民生活用水不穩定的實(shí)際情況，設計了一種主要由裝有組態(tài)軟件的工控機、GPRS模塊、GPRS短信模塊、智能儀表、傳感器、用戶(hù)手機等設備組成的城市供水報警監控系統，實(shí)現溫度、壓力、電壓、電流、紅外、地面水位、變頻器異常的報警。通過(guò)實(shí)際3個(gè)月的系統運行表明，該系統性能穩定可靠，同時(shí)泵站的故障率降低且城市停水次數明顯減少。
關(guān)鍵詞：組態(tài)軟件；GPRS短信模塊；監控系統；報警組件；數據采集器

城市供水系統是保證城市居民能夠穩定、安全、可靠飲水的重要保障，其中城市報警系統是組成該系統重要的一部分。目前，大多數城市報警系統的自動(dòng)化水平還比較低，當泵站出現故障時(shí)不能及時(shí)地發(fā)現，只有人員到了泵房才能發(fā)現，甚至直到嚴重影響到居民生活用水才知道，一般要延遲很長(cháng)時(shí)間。針對這種情況本文設計了一種城市供水報警監控系統，當有故障發(fā)生時(shí)就會(huì )報警，利用GPRS短信模塊，通過(guò)發(fā)短信能及時(shí)準確地告知維修人員。同時(shí)，工作人員利用趨勢曲線(xiàn)可以進(jìn)行數據的分析以及利用報表進(jìn)行數據的統計和總結，這樣可以降低故障率。為居民提供穩定的生活用水。該系統大大提高了城市供水報警系統的智能化和信息化。

1 系統的總體設計方案
分散在城市不同地方的采集系統負責泵站的數據采集，然后通過(guò)GPRS模塊把數據傳送到監控中心。裝有組態(tài)軟件的上位機系統將傳回來(lái)的數據進(jìn)行處理，對不合理的數據發(fā)出報警，報警畫(huà)面將會(huì )有報警燈閃爍，揚聲器發(fā)出報警聲音，同時(shí)GPRS短信模塊發(fā)出短信告知維修人員是哪個(gè)泵站發(fā)生報警，是什么報警，是低報還是高報。組態(tài)軟件里的數據庫把GPRS模塊傳回來(lái)的數據按一定時(shí)間間隔存盤(pán)，利用報表可以把實(shí)時(shí)的和歷史的數據進(jìn)行統計以及利用趨勢曲線(xiàn)進(jìn)行數據的分析。

2 硬件系統的設計
硬件系統主要由位于分散在城市不同地方的采集系統和監控室的上位機系統組成。
2．1 采集系統的設計
壓力傳感器和溫度傳感器負責將泵房里穩壓罐的入口壓力、出口壓力和泵房溫度的采集，并通過(guò)4-20mA標準信號傳送給數據采集模塊的AI通道。紅外傳感器和地面水位傳感器分別將泵房的火災和漏水情況的數據采集，以及變頻器異常情況通過(guò)開(kāi)關(guān)量24 V傳送給數據采集模塊的DI通道。數據采集模塊將AI通道里的數據和DI通道里的數據進(jìn)行處理，然后通過(guò)RS-485接口把處理過(guò)的數據傳給GPRS模塊。三相智能電力儀表對電壓、電流進(jìn)行測量，并通過(guò)RS-485接口把測量的數據傳至GPRS模塊，GPRS模塊通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )和因特網(wǎng)相連，把數據傳送至監控中心。
2. 2 上位機系統的設計
該系統主要由工控機、GPRS短信模塊、用戶(hù)手機等組成。本設計采用的GPRS短信模塊是廈門(mén)四信的F1103 GPRS短信模塊。該模塊的主要技術(shù)指標有：MODEM技術(shù)指標：
1)支持EGSM900／GSM1800無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )；
2)Compliant to GSM phase 2／2+；
3)支持短信、CSD數據及撥號上網(wǎng)功能；
4)支持中、英文短消息；
5)支持雙音多頻(DTMF)；
6)支持完善的AT命令。
接口：
1)天線(xiàn)接口50Ω／SMA(陰頭)；
2)SIM卡3V／1．8V自動(dòng)檢測；
3)標準DB9公頭插座，支持標準RS232；
4)串行數據速率110～230 400 bits／s。
供電：
1)標準電壓+12VDC／500mA；
2)電壓范圍+5～+35 VDC；
3)通信電流200mA(12V)；
4)待機電流20mA(12V)。
天線(xiàn)及SIM卡安裝：MODEM天線(xiàn)接口為SMA陰頭插座。將配套天線(xiàn)的SMA陽(yáng)頭旋到MODEM天線(xiàn)接口上，并確保旋緊，以免影響信號質(zhì)量。安裝SIM卡時(shí)，先將SIM卡放入卡套，并確保SIM卡的金屬接觸面朝外，再將SIM卡套插入抽屜中，并確保插到位。該模塊和工控機的連接是通過(guò)出廠(chǎng)配置的RS232串口線(xiàn)把GPRS短信模塊和工控機的RS-232接口相連接，同時(shí)并通過(guò)電源適配器給GPRS短信模塊供市電。