集中供水遠程監控系統的設計及應用

　　0 引言

　　農村集中供水項目中，很多利用地勢高程采用高位水池供水方式，解決集中供水難的問(wèn)題。近距離高位水池供水方式通過(guò)采集在蓄水池設置的高、低液位信號，利用有線(xiàn)的方式控制水泵的啟停，實(shí)現水泵自動(dòng)補水。

　　但是，對于泵房與蓄水池距離較遠，自動(dòng)控制方式很難實(shí)現，只能通過(guò)專(zhuān)人看守的方式定點(diǎn)開(kāi)泵補水，不能實(shí)時(shí)地掌握蓄水池的液位信息，缺水及溢水現象經(jīng)常發(fā)生，供水穩定性差。

　　針對以上問(wèn)題，本文基于GPRS 傳輸技術(shù)，采用單片機系統設計了一套遠程監控系統，并在山西某供水站進(jìn)行了測試和現場(chǎng)應用。

　　1 系統設計框架

　　1.1 工作原理

　　根據集中供水的要求，遠程監控系統采取點(diǎn)對點(diǎn)的直接控制方式。在泵房安裝主控系統，實(shí)現液位信息的接收、分析，自動(dòng)控制水泵的啟停，向管理人員發(fā)送液位狀態(tài)、水泵工作狀態(tài)、水泵運行參數等信息。在蓄水池安裝液位采集系統，實(shí)時(shí)采集液位信息，并按照設定的周期傳輸通過(guò)GPRS 網(wǎng)絡(luò )傳輸到主控系統。實(shí)現了液位信息的自動(dòng)采集及水泵啟停的自動(dòng)控制，管理人員可以通過(guò)信息實(shí)時(shí)掌握供水狀態(tài)，確保供水的及時(shí)性和安全性。系統設計框架圖如圖1所示。

　　1.2 控制系統硬件設計

　　控制系統硬件電路主要由處理器模塊、GPRS模塊、開(kāi)關(guān)量控制等部分組成，其結構圖如圖2所示。

　　處理器模塊采用的是TI公司的功能強大的超低功耗處理器MSP430F149.該單片機具有極低的功耗、強大的處理能力、豐富的外圍模塊、高效的開(kāi)發(fā)方式等特點(diǎn)。MSP430F149處理器上具有12 位A/D 轉換器，2個(gè)帶有捕獲/比較寄存器的16位定時(shí)器，2個(gè)可實(shí)現異步、同步的串行通信接口，看門(mén)狗。

　　GPRS 通信模塊采用MOTOROLA G24L WirelessModule,G24L是一款高速的GSM/GPRS/EDGE模塊，支持四頻傳輸，可以適合惡劣的工作環(huán)境，寬溫版模塊的工作范圍可以達到-30~85 ℃，可以滿(mǎn)足多通道穩定傳輸的要求。

　　1.2.1 主控系統設計

　　主控系統通過(guò)安裝控制系統硬件電路實(shí)現液位數據的接收、分析及處理。根據液位信息，自動(dòng)啟停水泵，并實(shí)時(shí)采集水泵運行電壓、電流參數，判斷水泵的運行狀態(tài)，發(fā)現水泵故障及時(shí)報警。為確保水泵啟停操作的可靠性，主控系統增加了水泵運行狀態(tài)反饋信號的采集。主控系統將接收的高、低液位信息及水泵狀態(tài)等信息，以GSM短信的方式發(fā)送給管理人員，供管理人員實(shí)時(shí)監控供水狀態(tài)。