基于GPRS技術(shù)的城市管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的研究
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1．2 GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成部分
GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)分為三個部分：監(jiān)控終端設(shè)備、GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端、監(jiān)控中心主站。
1)監(jiān)控終端設(shè)備。主要完成數(shù)字量與模擬量的采集。監(jiān)測點DTU采用固定IP地址的SIM卡。GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端上電后，它會根據(jù)預(yù)先設(shè)定在其內(nèi)部的IP地址主動訪問中心GPRS DTU服務(wù)器，和監(jiān)控中心建立TCP／IP鏈路。監(jiān)控中心服務(wù)器建立PPP(Point to Point Protocol)撥號，進入GPRS APN內(nèi)網(wǎng)，獲取固定IP地址。當主站要向某個監(jiān)控終端提出數(shù)據(jù)請求時，它會根據(jù)IP地址和ID號來找到對應(yīng)的終端，將命令下發(fā)到該終端，終端響應(yīng)后通過GRPS數(shù)據(jù)傳輸終端把數(shù)據(jù)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)器端口，通過端口影射轉(zhuǎn)發(fā)到監(jiān)控中心主站，即完成了一個應(yīng)答式的通信流程。
2)GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端。GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端實現(xiàn)監(jiān)控中心主站與監(jiān)控終端的通信?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集模塊以RS232接口方式輸出，直接與DTU的RS232接口鏈接，進行數(shù)據(jù)傳輸，完成信息的上傳與下發(fā)。
3)監(jiān)控中心主站。主要完成人機交互工作。中心服務(wù)器主要負責網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路建立和數(shù)據(jù)收發(fā)的透明中轉(zhuǎn)，系統(tǒng)最里面層為操作系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件；第二層為系統(tǒng)支持軟件層，主要是數(shù)據(jù)采集和傳輸，就是將各種數(shù)據(jù)從不同的終端根據(jù)各種通信協(xié)議采集過來，再通過網(wǎng)絡(luò)分發(fā)給需要這些數(shù)據(jù)的系統(tǒng)；第三層為基礎(chǔ)應(yīng)用層，將采集過來的數(shù)據(jù)經(jīng)過各種處理，通過GUI(Graphieal User Interface)界面顯示給監(jiān)控人員；第四層為高級應(yīng)用層，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)供管網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)進一步管理和決策用。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/157551.htm
2 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
基于GPRS的管網(wǎng)數(shù)據(jù)測控系統(tǒng)主要有監(jiān)控主機、GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)以及GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元(GPRS DTU)組成。宏觀上看，系統(tǒng)分為硬件平臺和軟件平臺兩個部分。
2．1 硬件平臺結(jié)構(gòu)
硬件平臺分為監(jiān)測中心和檢測終端兩個部分。檢測終端采集傳感器數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)打成IP包，通過GPRS模塊的SM卡接入GPRS網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送到外部Internet網(wǎng)絡(luò)，再通過GPRS服務(wù)器，將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測中心，由監(jiān)測中心的PC機接收和處理數(shù)據(jù)。管網(wǎng)硬件數(shù)據(jù)測控系統(tǒng)硬件組成圖如圖1所示：
監(jiān)測終端設(shè)備采用基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后通過RS232接入GPRS通信模塊，從而實現(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò)通信。數(shù)據(jù)終端將數(shù)據(jù)經(jīng)過UDP／IP、PPP協(xié)議封裝后發(fā)送至GPRS網(wǎng)絡(luò)，通過GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
2．2 軟件平臺結(jié)構(gòu)
軟件平臺分為終端軟件和監(jiān)測中心軟件兩個部分。
終端軟件負責監(jiān)視終端硬件的運行狀態(tài)和上傳數(shù)據(jù)。終端軟件的主要任務(wù)是定時讀取采集數(shù)據(jù)、通過GPRS發(fā)送數(shù)據(jù)、接收和執(zhí)行來自遠端PC的命令。其中的讀取采集數(shù)據(jù)任務(wù)對實時性要求并不是很高，把它用分時操作來實現(xiàn)，而其他的兩個任務(wù)則通過用戶進程來實現(xiàn)。
監(jiān)測中心軟件主要負責數(shù)據(jù)的接收、儲存、查詢和呈現(xiàn)等功能。監(jiān)控中心軟件系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮睦砟?，模塊化的設(shè)計方法，根據(jù)需求將各種不同的功能封裝成相互獨立的幾大功能模塊，如實時數(shù)據(jù)顯示、管網(wǎng)信息查詢、報警處理、統(tǒng)計報表等。
系統(tǒng)充分利用計算機、虛擬儀器、單片機、以及GIS等先進技術(shù)，并建立相應(yīng)的GIS空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，將運行控制、計費管理、管網(wǎng)維修、用戶管理等城市市政管網(wǎng)管理有機整合，從而實現(xiàn)城市管網(wǎng)管理與運行控制一體化。
2．3 監(jiān)控系統(tǒng)的工作過程
1)現(xiàn)場測控設(shè)備實時采集管網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行處理、分析，根據(jù)分析結(jié)果對現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)進行調(diào)節(jié)；2)響應(yīng)GPRS通訊終端的數(shù)據(jù)發(fā)送請求，將采集處理后的數(shù)據(jù)上傳給通訊終端。通訊終端將數(shù)據(jù)打成IP包，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)Internet發(fā)送至調(diào)度中心；3)調(diào)度中心軟件將IP包解包，還原數(shù)據(jù)，并根據(jù)管網(wǎng)總體運行情況實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
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