井房无线远程监控系统的开发与应用

张毅

摘 要：我供水厂深井泵站有三十多座，具有分布广、距离远、数量多、位置偏的特点，由此造成的问题主要为不能及时调度，开停水泵及数据监测必须到现场才能实现，费时费力。随著计算机网络技术、通信技术等的不断发展，为实现远程监控提供了可能。本文就是要综合利用以上的技术开发一套供水远程监控系统，该系统由监控中心和各个水源监测点组成，各个水源监测点的数据采集终端可完成现场数据的采集与控制，同时能响应监控中心管理软件发出的指令，把现场水泵的运行数据及设备状态通过 GPRS 网络传送到监控中心。监控中心负责监测现场水源深井的运行数据和设备状态，同时能远程自动控制水源深井的运行状态。

关键词：远程监控；通讯；GPRS

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.125

1 水源深井通信方式的研究现状

随着科学技术的发展，尤其是通信技术和互联网的不断进步，水源深井在通信方式上先后经历了三种监控模式，它们分别为：现场人工方式、有线网络远程监控方式、无线网络远程监控方式。

1.1 现场人工方式

现场人工方式是由人工对现场各个水源深井运行参数和情况进行记录，然后带回控制中心进行综合分析，这含有很多的人为因素，是一种非实时、早期的控制方式，有很多弊端。

1.2 有线网络远程监控方式

有线网络监控方式是通过数据采集终端采集现场各个水源深井运行参数和情况，然后经过通信线把数据传送到监控中心。有线网络通信包括以太网通信、电力载波通信、光纤通信等。由于不受时间及空间的影响，有线网络通信传输的数据信号可靠性高、实时性好。但是这种通信方式受成本限制，监控中心与现场数据采集终端距离越远，铺设上的投入成本就越高。

1.3 无线网络远程监控方式

无线网络远程监控方式是通过数据采集终端采集现场各个水源深井运行参数和状况，然后经过无线网络把数据传送到监控中心。近年来，无线网络通信有了很快的发展。无线网络通信在工业上的应用主要有数传电台通信、GPRS 通信等。

数传电台频段一般在 200～240MHz 之间。此波段的电波在空中传播需要架设很高的天线。容易受到雷电的冲击。而且信号传输受到距离的限制；要想传输超长的距离，就必须使用大功率电源为大功率的数传电台供电。

GPRS是在GSM基础上发展起来的一种技术。GPRS采用数据分组交换技术，具有网络覆盖面广，通讯质量高，不受地域限制等优点。GPRS 通信十分适合于实时性要求较高、测量地点分散的用户使用。在无线网络通信方式的选择上，GPRS通信已经成为用户最佳选择。

经过上面的介绍和分析，考虑到水源深井地理位置的分散性，本系统选择 GPRS通信方式

2 系统的整体构成

水源深井远程监控系统由远程监控终端、通信网络及监控中心组成。在系统中远程监控分站以 DAM0888数采控制器与多功能电力仪表为核心完成现场数据的采集与控制，然后把现场水源深井的运行数据及设备状态通过GPRS 网络上传到监控中心。监控中心负责监测现场水源深井的运行参数和设备状态，同时具有远程自动控制水源深井运行状态的功能。

2.1 远程监控终端

远程监控终端主要由DAM0888数采控制器、多功能电力仪表、WG-8010 DTU组成。数采控制器常开触点与开泵电路并联，常闭触点与停泵电路串联，达到控制开停泵的目的。多功能电力仪表主要功能为采集水泵的运行参数如电压、电流等。WG-8010 DTU通过RS485接口与数采控制器和电力仪表连接，通过MODBUS RTU通讯协议与之建立通信。将采集的数据及启停状态通过GPRS网络传输到监控中心，同时接收监控中心下达的命令给数采控制器控制水泵启停。

2.2 通信网络系统

通信网络负责各远程监控终端与监控中心的数据通信。通信网络由 GPRS网络和 INTERNET 组成。COMWAY协议是基于 TCP/IP 协议开发的通信协议。GPRS DTU通过COMWAY协议与COMWAY 通信服务器建立连接，仅需在监控中心的计算机中安装 COMWAY 无线串口软件并进行相关设置，与 GPRS DTU 配合使用就可以建立远端串口设备和用户计算机之间的无线通信信道。就等于拥有了“无限延长的串口线”，具有 RS-232/485 等串行通信接口的设备，如 PLC、 RTU和各种仪表、传感器，均可利用 COMWAY DTU 经 GPRS 网络与一台连接到 Internet 的 PC 实现无线数据通信。即可使用原来基于串口通讯的应用程序来处理远端串口设备的数据。此方案的优点是无任何附加费用；无需公网固定 IP 地址；无需设置网络端口映射和动态域名；系统稳定可靠，符合我厂的实际情况。

2.3 监控中心

本系统监控中心由计算机和打印机组成。计算机上装有力控组态软件和COMWAY无线串口软件，无线串口软件的设置包括添加监控终端的DTU；添加虚拟串口；映射虚拟串口。组态软件通过设置与映射的虚拟串口连接，就相当于直接与终端数据采集设备连接通讯。监控中心管理软件具有以下基本功能：（1）能实时监测每个水源深井电机的运行状态；（2）能实时监测每个水源深井 GPRS 网络的连接情况；（3）当有故障时，能对相应的水源深井进行故障报警；（4）点击控制按钮，能实现对现场水源深井进行远程自动控制；（5）通过数据库和报表，能对实时数据和历史数据进行查询、管理和打印等功能；（6）能显示数据的实时曲线和历史曲线；（7）系统软件具有良好的人机界面、可扩展性和易操作的特点。

3 结语

这套井房远程监控系统采用先进的 GPRS无线通信技术与组态技术，减少了投资，提高了系统的技术含量。相比以前使用的GSM短信猫系统，具有显示直观、操作方便、安全稳定的特点，节省了大量人力物力。为我水厂自动化的建设提供了新的思路。

参考文献：

[1]李文，林芳.计算机监控系统概述[J].河池师专学报（自然科学版），2002.

[2]李东.无线远程自动控制系统在自来水井群中的应用[J].黑龙江科学，2014（02）：266.