燕山水库数据采集系统浅析

□李 建

（河南省燕山水库管理局）

1 引言

数据采集系统由数据采集服务器和数据采集网页两部分组成。数据采集服务器主要功能有：①接收来自数据采集网页的命令；②向MCU发送命令；③接收来自MCU的测量数据；④进行数据计算；⑤检查异常数据；⑥保存定时测量数据。数据采集网页通过数据采集服务器实现以下功能：①MCU初始化；②MCU设置；③MCU自检；④单点测量；⑤巡回测量；⑥定时测量；⑦操作记录查询；⑧异常监测数据查询。

2 数据采集服务器

数据采集软件是指在上位机对MCU操作并获取数据的软件。数据采集软件是DSMIS软件中相对独立部分。软件分为两块，分别针对两种数据采集模式：现场采集和远程采集。

现场采集模式为使用者提供操作界面。当进入远程采集模式时，用户可以在联网状态下远程的实时控制和读取数据。

MCU和计算机的交互是通过各种信号的传递实现的。对于计算机（使用者）而言是各种形式的命令，而对MCU 的返回来说是各种数据。因此在界面上的左边是命令部分，指界面的右边是数据部分。在左边可以发出各种命令，这些命令得到相应后数据会显示在界面的右边的数据表格中。

命令的种类。根据结构划分可以分为MCU指令和测点指令。通过对命令类型选项框的选择可以快速地进入不同的命令类别中，如果是初学者，使用所有命令是很好的选择。由于测点反映在MCU 上为通道，所以如果在通道的下拉列表中选择某个通道则会直接触发系统自动识别功能，将命令的类别转换到测点命令中。

“发送命令”按钮，将命令发送给MCU。与此同时右边的列表中将显示出发送命令的名称和发送的实际命令格式。需要注意的是选择有些命令还需要水库管理者提供参数。

设置定时测量时间。用户必须制定是“每天”还是“每个小时”中的某个时间。设定通讯波特率。用户要在命令参数中选择通讯波特率。

3 数据采集网页

数据采集网页包括数据采集系统网页、MCU 通讯参数、MCU 时间设置、MCU 自检、单点测量、巡回测量、定时测量、MCU操作记录、异常监测数据、测点参数等网页。数据采集系统网页实现至其它几个页面的连接，其界面见图1。

图1 数据采集页图

3.1 MCU通讯参数

MCU 通讯参数界面可以设置下列参数：与MCU 通讯的计算机串行口、定时测量用时、巡回测量用时、测量MCU 内部温度的通道、测量MCU 工作电压的通道、测量MCU 充电电压的通道。定时测量用时和巡回测量用时一般是一样的，其单位为分钟。测量MCU 内部温度的通道、测量MCU 工作电压的通道、测量MCU 充电电压的通道是供MCU 自检用，如MCU 有多余的通道，可不设置这些通道。单击“编辑”（“编辑”将变为“更新”、“取消”），则相应测站的这些参数进入可编辑状态（文本框），参数修改后，单击“更新”则保存修改后的参数，单击“取消”则不保存。

3.2 MCU时间设置

MCU时间设置用于设置MCU内部时间和清除测量指令。

设置MCU 内部时间：选择测站（多选），单击“设置内部时间”按钮，测量主机即将MCU的内部时间设置为测量主机的当前时间，同时提示等待时间，等待时间到，页面将自动刷新，并根据指令执行成功与否，给出提示。在指令过程中，也可单击“执行情况”按钮，查看指令执行情况。数据采集系统各页面中“执行情况”按钮的功能一致，下文不再叙述。

当由于种种原因造成指令未被执行时，这些指令将保留在数据库中，并阻止新的指令进入数据库，这时要清除这些测量指令，单击“清除测量指令”即可。

3.3 MCU自检

MCU 自检将测量MCU 内部温度、MCU 充电电压、MCU 工作电压，以便确定MCU是否能够正常工作。选择测站后，单击“自检”按钮，即可进行自检，自检的结果将在一个数据表格中显示。在自检之前，上述三个测量通道必须已设置。

3.4 单点测量

单点测量列出所有测点。从列表中选择测点后，单击“单点测量”按钮，即可进行测量。测量结束后，测量数据将在数据表格中显示。对于不同的监测项目，其电测量和工程物理量都不一样，数据表格中各列标题也就不能标出其名称和单位，只能在表格下方给出说明。

3.5 巡回测量

巡回测量主要功能为测量、上次测量数据、存储数据、打印数据，其界面见图2。选择测站（多选）后，单击“巡回测量”，即可对多个测站进行测量。测量结束后，测量数据将在数据表格中显示。单击“存储数据”按钮，将监测数据保存至数据库中。单击“打印数据”按钮，在打印机上打印监测数据，如图2。

图2 巡回测量图

如果测量结束后，由于干扰导致数据传输出错，不需再次测量，可单击“取上次测量数据”直接取数。

3.6 定时测量

巡回测量主要功能为设置定时测量时间、停止定时测量、取定时测量数据、清除MCU 内定时测量数据、存储数据、打印数据，其界面见图3。

输入开始测量时间和间隔时间，选择测站（多选）后，单击“设置定时测量”按钮，可将MCU 设置为定时测量。开始测量时间一定要在当前时间之后。如选择自动数据，则在数据采集服务器启动的情况下，数据采集服务器将在定时测量完毕后自动取定时测量数据，进行计算，保存数据。如选择自动清除MCU内定时测量数据，则每次取定时测量数据后，MCU将清除MCU内的定时测量数据。

选择测站（多选）后，单击“取定时巡回测量”，MCU的定时测量数据将传输至测量主机，测量数据将在数据表格中显示。单击“存储数据”按钮，将监测数据保存至数据库中。单击“打印数据”按钮，在打印机上打印监测数据。

在设置时如果没有选择自动清除MCU 内定时测量数据，则要单击“清除MCU 内定时测量数据”按钮去清除这些数据，以避免这些数据占用MCU存储空间，如图3。

图3 定时测量图

3.7 MCU操作记录

页面显示各MCU的操作记录，包括站号、指令、操作时间、成功与否、失败原因，供操作人员查看MCU近期运行情况。

3.8 异常监测数据

页面用数据表格显示所有异常监测数据，数据表格与单点测量的数据表格一致。

3.9 测点参数

页面可以查询、修改、添加、删除各个测点的参数，其界面见图4。先选择监测项目，再选择测点，单击“确定”后将显示该测点参数。当需要添加、修改、删除该测点时，单击相应按钮。添加和修改参数后，需单击“保存”按钮，如图4。

图4 测点参数图

4 结语

近年来科技日新月异，在总结传统水利运行管理模式的基础上，运用现代科技，将网络系统、自动化、信息化系统引入水库运行管理当中，极大的提升了水库管理的效率与能力，智慧水利是未来水库运行管理发展的趋势，燕山水库在信息化、自动化方面做了大胆的尝试，逐步体现出来科技的力量，作者有幸参与了燕山水库安全监测自动化系统和综合自动化管理系统的建设，目前负责综合自动化系统和安全监测系统工作。通过实践证明，数据采集系统是所有自动化系统的重中之重的一个环节，作为一线管理者，一定要熟练掌握每一个环节，将自动化系统有效的运用起来，发挥出最大的效果。