智能水利遠程監(jiān)控解決方案

1、聚英電子之遠程監(jiān)控篇-智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)一、概述:智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)是將先進的GSM短信、GPRS、GIS、電子控制技術及計算機處理技術等有效的集成運用于水利遠程監(jiān)控而建立的一種在大范圍內、全方位發(fā)揮作用的,實時、準確、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或超聲波流量計系統(tǒng)。設備不僅可以精確計量量水堰的實時水位及流量,還能保持很低功耗的運行,同時又能實時通過GSM/GPRS網(wǎng)絡方式傳輸?shù)焦鄥^(qū)信息中心,設備的工作方式為自記式采集:按設定時間周期自動采集水位數(shù)據(jù)后,經(jīng)過計算得到瞬時流量和累計流

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。 二、設計原則智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)的技術實現(xiàn)方案時必須遵循以下原則:1.可靠性該系統(tǒng)必須有穩(wěn)定、可靠的運行系統(tǒng)。設計時要充分考慮后備以及災難恢復系統(tǒng),使整個系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時仍然能夠提供客戶服務,并能很快的排除故障正常運行。2.擴展性、開放性設計時應按最經(jīng)濟的原則,設計個擴展性很強且在擴容升級時浪費最少的系統(tǒng)。該系統(tǒng)設計遵循開放性原則,能夠支持多種硬件設備和網(wǎng)絡系統(tǒng),軟、硬件支持二次開發(fā)。網(wǎng)絡系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和通信樞紐采用標準數(shù)據(jù)接口,具有與其他信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享的能力,計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)適應將來的廣域擴展。3.安全性、可維護性系統(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,對內部員工以及調度客戶也要加強權限控制,避免用戶能夠操作到超越權限的數(shù)據(jù)。提供自動故障報警檢測以及一定程度的自動恢復。4.實時性、并行性考慮到水利遠程監(jiān)控點的數(shù)量,系統(tǒng)應采用傳輸速度快的網(wǎng)絡設計,保證環(huán)保信息數(shù)據(jù)的及時有效;同時系統(tǒng)應當避免采用輪巡的方式進行點點操作,系統(tǒng)應當具備自動并行數(shù)據(jù)上傳和對多個遠程監(jiān)控點并行控制的功能。5.水利遠程監(jiān)測,無人值守?？汕度敫鞣N渠道類型的流量計算參數(shù)。具有高可靠性,密封,強度高,三防處理,抗腐蝕,內部安裝牢固,適合野外無人環(huán)境應用。穩(wěn)定高效的傳輸方式。采用GPRS方式與短信方式,進行數(shù)據(jù)上報及傳

4、輸。短信預警。如果水位異常或電量低,將會自動報警給相關人員和控制中心的管理員手機,使其有時間采取相應措施。特低功耗,采樣時間短,非采樣時功耗極低,自帶鋰電池可滿足長時間工作需求。內置實時時鐘,可以準確記錄采樣時刻的時間。儀表內配有大容量的數(shù)據(jù)存儲器(暫為2G,最高到16G,對采樣數(shù)據(jù)進行長久保存。將所有設置的參數(shù)保存在設備內部的芯片內,即使掉電數(shù)據(jù)也能安全保留。儀表內置科學的數(shù)字濾波方式及校驗功能,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、可靠。實現(xiàn)遠程不定時查詢渠道配水情況,具備定時上報、應答上報和疑似故障水位自動上報。三、網(wǎng)絡架構智通水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)旨在建立一個基于移動GPR

5、S/GSM網(wǎng)、GIS平臺的智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng),加快水利管理信息化建設進程。整個項目充分體現(xiàn)系統(tǒng)集成的思想,網(wǎng)絡符合總體規(guī)劃及長遠發(fā)展。系統(tǒng)設計在一個較高的起點上充分保證系統(tǒng)的可伸縮性和可擴展性,具備相當?shù)耐ㄐ?、計算機和網(wǎng)絡設備的信息容量及處理能力,并有一定的超前性,軟硬件預留接口,便于維護、升級和擴展,以適應將來整個系統(tǒng)發(fā)展的要求。四、系統(tǒng)組成智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要由信息中心、通信網(wǎng)絡、水利遠程監(jiān)控點3部分組成。1.信息中心信息中心由相應的應用服務器與通信服務器組成,通信服務器用于與各水利遠程監(jiān)控點的通信,應用服務器用于記錄各水利遠程監(jiān)控點的相關信息。2.通信網(wǎng)絡通信網(wǎng)絡作為信息中心與各水

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

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

8、P(分組數(shù)據(jù)協(xié)定上下文激活請求。通過上位機的軟件采用心跳和定時檢查GPRS網(wǎng)絡狀態(tài)的方法來保持連接。4.1P地址分配與鑒權方案在智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)設置 Radius服務器上為水利遠程監(jiān)控點分配內部IP地址。水利遠程監(jiān)控點終端發(fā)起PDP(分組數(shù)據(jù)協(xié)定上下文激活請求后,由智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)的Radius服務器鑒權水利遠程監(jiān)控點終端的MSISDN或IMSI號碼后,為其分配IP地址,若Radius服務器支持為每一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,GGSN收到終端手機號碼、用戶名、密碼。2.認證鑒權GGSN將呼叫請求以及手機號碼、用戶名、密碼送到信息中心Radius服務器。信息中心的Radius服務器收到移動GGSN送來的呼叫請求和手機號碼、用戶名、密碼后,進行環(huán)保局自有IP地址的分配。信息中心Radius服務器將IP地址,通過GGSN和GPRS其他網(wǎng)絡設備送回GPRS終端。3.防火墻過濾監(jiān)測點GPRS終端收到信息中心Radius服務器分配的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)測點與中心相關通信服務器相聯(lián),建立TCP/IP通路,進行信息數(shù)據(jù)傳送和監(jiān)測監(jiān)控業(yè)務處理。七、系統(tǒng)特

10、點1.建設使用成本低智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)依賴成熟的公共網(wǎng)絡系統(tǒng),無需單獨的網(wǎng)絡(基站和其他設備建設;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,因此系統(tǒng)的有效范圍限制實際為該公眾網(wǎng)絡的覆蓋范圍。也就是說在網(wǎng)絡范圍內都能夠得到有效的監(jiān)控,而且網(wǎng)絡的拓展意味著實際監(jiān)控范圍的拓展。3.積木化結構由于直接采用TCP/IP協(xié)議和面向對象的設計思路,因此系統(tǒng)能夠支持多級多中心大小不同的積木化結構,適用于不同權限的各級信息中心。4.開放性、可移植性好采用基于TCP/IP的應用層協(xié)議,具有良好的開放性和可移植性。5.技術先進采用先進的GPRS技術,支持基于J2ME的移動監(jiān)控端,為信息中心提供了一個國內乃至國際領先的遠程水利監(jiān)控解決方案。6.數(shù)據(jù)并行收取由于使用了先進的IP技術,系統(tǒng)能夠同時收取、處理多個水利遠程監(jiān)控點的各種數(shù)據(jù),無需輪巡就可以同步水利遠程監(jiān)控點