SW/FW-Ⅱ型水質(zhì)遠(yuǎn)程/無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)

 

SW/FW-Ⅱ型系統(tǒng)組成

   SW/FW-Ⅱ型環(huán)境水質(zhì)遠(yuǎn)程/無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)主要由中心主控計(jì)算機(jī)、手機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)用水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀、專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)采控儀（GPRS RTU）、水環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件組成（以下主要介紹專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)采控儀器RTU和水產(chǎn)養(yǎng)殖遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件）。

一、系統(tǒng)拓?fù)鋱D（略）

二、專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)采集控制儀（GPRS RTU）產(chǎn)品介紹

1、基本原理:

通過(guò)RS—485總線(xiàn)將數(shù)字傳感器（也可采用模擬輸出傳感器）與專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)智能測(cè)控終端連為一體，構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元。專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)測(cè)控終端內(nèi)置：CPU模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、控制模塊、GPRS/CDMA數(shù)據(jù)通信模塊�？涩F(xiàn)場(chǎng)接入多路模擬量、開(kāi)關(guān)量、繼電器信號(hào)等數(shù)據(jù)，然后直接通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)模塊將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與遠(yuǎn)程控制中心連接，將采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。 通過(guò)該系統(tǒng)，即使在遠(yuǎn)離觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的異地，也能方便地對(duì)各種環(huán)境要素如溫濕度、光照、CO2等環(huán)境數(shù)據(jù)的采集讀取，真正實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)共享的功能。除數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控外，系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手機(jī)報(bào)警，并通過(guò)用戶(hù)手機(jī)遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。

2、功能特點(diǎn)：

◎配備多種接口資源：包括模擬信號(hào)采集、開(kāi)關(guān)量輸入、輸出、脈沖信號(hào)輸入等；

◎支持一路RS232/RS485方式的用戶(hù)數(shù)據(jù)接口，可接入PLC等各種設(shè)備；

◎采集傳輸控制一體化，提高了系統(tǒng)可靠性，降低了成本；

◎采用工業(yè)級(jí)超低功耗高性能的嵌入式處理器；

◎用戶(hù)可以編程的量程轉(zhuǎn)換和報(bào)警上下限設(shè)定；

◎內(nèi)設(shè)工業(yè)時(shí)鐘，精確計(jì)時(shí)；

◎自動(dòng)定時(shí)上報(bào)和事件觸發(fā)上報(bào)功能；

◎內(nèi)置大容量FLASH存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，支持歷史數(shù)據(jù)檢索；

◎通訊協(xié)議完善，組態(tài)軟件支持，用戶(hù)免開(kāi)發(fā)；

◎板載工業(yè)級(jí)GPRS傳輸模塊；

◎提供用戶(hù)設(shè)置軟件，開(kāi)放式接口，方便與組態(tài)軟件及其它軟件連接；

◎工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，穩(wěn)定可靠，堅(jiān)固耐用；

3、GPRS無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)特點(diǎn)：

GPRS是通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡(jiǎn)稱(chēng)，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展起來(lái)的一種承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶(hù)提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS拋棄了傳統(tǒng)的獨(dú)占電路交換模式，采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用戶(hù)可同時(shí)占用多個(gè)無(wú)線(xiàn)信道，同一無(wú)線(xiàn)信道又可以由多個(gè)用戶(hù)共享，有效地利用了信道資源，帶寬最高可達(dá)171.2Kb/s。目前中國(guó)移動(dòng)的GPRS覆蓋范圍在中心城市幾乎達(dá)到了100%，在邊遠(yuǎn)地區(qū)也達(dá)到了80%以上，實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在20-40Kb/s，特別適合遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)行業(yè)的通信需求，完全取代過(guò)去傳統(tǒng)的有線(xiàn)、MODEM、X.25、數(shù)傳電臺(tái)、短信等通信方式。

GPRS無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸具備如下特點(diǎn)：

（1）可靠性高：

與SMS短信息方式相比，GPRS DTU采用面向連接的TCP協(xié)議通信，避免了數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。中心可以與多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，互不干擾。GPRS網(wǎng)絡(luò)本身具備完善的頻分復(fù)用機(jī)制，并具備極強(qiáng)的抗干擾性能，完全避免了傳統(tǒng)數(shù)傳電臺(tái)的多機(jī)頻段“碰撞”現(xiàn)象。

（2）實(shí)時(shí)性強(qiáng)：

GPRS具有實(shí)時(shí)在線(xiàn)的特性，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延小，并支持多點(diǎn)同時(shí)傳輸，因此GPRS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心可以多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間快速，實(shí)時(shí)地進(jìn)行雙向通信，很好地滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。目前GPRS實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在30Kbps左右，完全能滿(mǎn)足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（≥10Kbps）的需求。

（3）監(jiān)控范圍廣：

GPRS網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)覆蓋，并且擴(kuò)容無(wú)限制，接入地點(diǎn)無(wú)限制，能滿(mǎn)足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。比較很多無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋是最好的。

（4）系統(tǒng)建設(shè)成本低：

由于采用GPRS公網(wǎng)平臺(tái)，無(wú)需建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只需安裝設(shè)備就即可，建設(shè)成本低；也免去了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)用。

（5）系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本低：

采用GPRS公網(wǎng)通信，全國(guó)范圍內(nèi)均按統(tǒng)一費(fèi)率計(jì)費(fèi)，省去昂貴的漫游費(fèi)用, GPRS網(wǎng)絡(luò)可按數(shù)據(jù)實(shí)際通信流量計(jì)費(fèi)，(1分-3分/1K字節(jié))，也可以按包月不限流量收費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的低成本通信。

（6）可對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)儀器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制：

通過(guò)GPRS雙向系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行反向控制，如：時(shí)間校正、狀態(tài)報(bào)告、開(kāi)關(guān)等控制功能，并可進(jìn)行系統(tǒng)遠(yuǎn)程在線(xiàn)升級(jí)。

（7）系統(tǒng)的傳輸容量，擴(kuò)容性能好：

能滿(mǎn)足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰�，而GPRS技術(shù)能很好地滿(mǎn)足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要；由于系統(tǒng)采用成熟的TCP/IP通信架構(gòu)，具備良好的擴(kuò)展性能，一個(gè)監(jiān)測(cè)中心可輕松支持幾千個(gè)現(xiàn)場(chǎng)采集點(diǎn)的通信接入。

（8）GPRS傳輸功耗小，適合野外供電環(huán)境：

雖然與遠(yuǎn)在千里的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行雙向通信，GPRS數(shù)傳設(shè)備在工作時(shí)卻只需與附近的移動(dòng)基站通信即可,其整體功耗與一臺(tái)普通GSM手機(jī)相當(dāng), 平均功耗僅為200毫瓦左右，比傳統(tǒng)數(shù)傳電臺(tái)小得多。因此GPRS傳輸方式非常適合在野外使用太陽(yáng)能供電或蓄電池供電的場(chǎng)合下使用。

4、適用范圍：

（1）設(shè)施內(nèi)環(huán)境監(jiān)控，如：溫室、畜禽/水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)、儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)、工廠(chǎng)車(chē)間等；

（2）各類(lèi)野外實(shí)驗(yàn)臺(tái)站，如：氣象站、生態(tài)站、水文站、環(huán)保監(jiān)測(cè)站等；

（3）各類(lèi)農(nóng)業(yè)園區(qū)、示范農(nóng)場(chǎng)、生產(chǎn)基地、科研教學(xué)基地等；

（4）偏僻分散條件下農(nóng)業(yè)、生態(tài)、災(zāi)害、生物信息的監(jiān)測(cè)；

（5）為行政管理部門(mén)、咨詢(xún)機(jī)構(gòu)等提供的專(zhuān)用監(jiān)測(cè)服務(wù)系統(tǒng)；

三、水質(zhì)遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件介紹

1、管理員操作要求：

（1）可自主添加、刪除、修改傳感器，設(shè)置傳感器的名字；

（2）可添加、刪除、修改傳感器組，每個(gè)組可包含多個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器可屬于多個(gè)組；

（3）可添加、刪除、修改用戶(hù)，每個(gè)用戶(hù)對(duì)應(yīng)一個(gè)手機(jī)號(hào)碼，手機(jī)號(hào)即用戶(hù)名，每個(gè)用戶(hù)可對(duì)應(yīng)多個(gè)傳感器組；

2、用戶(hù)操作要求：

（1）用戶(hù)只可訪(fǎng)問(wèn)自己對(duì)應(yīng)傳感器組里的傳感器數(shù)值；

（2）用戶(hù)可通過(guò)三種方式進(jìn)行操作：

a. WWW：用戶(hù)通過(guò)手機(jī)號(hào)和密碼（用戶(hù)如果忘記密碼，可通過(guò)短信形式找回）登錄后進(jìn)行操作；

b. WAP：WAP網(wǎng)站對(duì)手機(jī)號(hào)進(jìn)行鑒權(quán)，手機(jī)號(hào)通過(guò)鑒權(quán)后用戶(hù)進(jìn)行操作；

c. SMS：用戶(hù)通過(guò)短信指令操作；

(3) 用戶(hù)可通過(guò)WWW或WAP設(shè)置傳感器正常范圍數(shù)值上下限（譬如上限為30度，下限為20度）、預(yù)警級(jí)別（支持多個(gè)預(yù)警級(jí)別，譬如A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)，對(duì)應(yīng)不同程度）及其對(duì)應(yīng)正常范圍的浮動(dòng)值（支持固定值或相對(duì)百分比，譬如下限浮動(dòng)值為18度或者-10%，上限浮動(dòng)值為33度或者+10%）；

(4) 用戶(hù)可通過(guò)WWW、WAP、SMS查詢(xún)某個(gè)傳感器的數(shù)值；

(5) 用戶(hù)可通過(guò)WWW、WAP、SMS定制某個(gè)傳感器的預(yù)警信息；

3、系統(tǒng)拓?fù)鋱D（略）

(1) 傳感器通過(guò)GPRS模塊將數(shù)值定時(shí)傳送到接口服務(wù)器；

(2) 接口服務(wù)器將各傳感器數(shù)值存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；

(3) WW/WAP應(yīng)用服務(wù)器為用戶(hù)提供WWW/WAP訪(fǎng)問(wèn)，并從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)反饋給用戶(hù)；

(4) 短信應(yīng)用服務(wù)器通過(guò)ISMG獲取上下行短信，從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)，為用戶(hù)提供短信點(diǎn)播傳感器數(shù)值、短信定制預(yù)警信息服務(wù)；

(5) 以上服務(wù)器在應(yīng)用初期可合并在一個(gè)物理服務(wù)器；

(6) 如果短信應(yīng)用服務(wù)器無(wú)法通過(guò)ISMG上下行短信，可考慮采用SMS Modem代替。

SW/FW-Ⅱ型水質(zhì)遠(yuǎn)程/無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)功能及特點(diǎn)

一、功能

1、24小時(shí)不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

2、無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè) – 工作人員不必親臨現(xiàn)場(chǎng)就可對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境作監(jiān)測(cè)；

3、自動(dòng)報(bào)警 – 可通過(guò)短信、中心控制機(jī)軟件等方式報(bào)警；

4、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的管理、分析和統(tǒng)計(jì)；定期生成監(jiān)測(cè)報(bào)表；

5、互聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn) – 用戶(hù)可以上網(wǎng)瀏覽實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)報(bào)表；

6、遠(yuǎn)程控制 – 用戶(hù)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)短信等方式控制終端設(shè)備，比如可以根據(jù)設(shè)定的時(shí)間、條件或用戶(hù)指令控制輸氧設(shè)備或水溫調(diào)節(jié)裝置；

二、特點(diǎn)

1、監(jiān)測(cè)功能強(qiáng)：多種水質(zhì)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，比如水溶氧濃度，水溫等。

2、監(jiān)測(cè)效果好：相比手工監(jiān)測(cè)，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)更及時(shí)和準(zhǔn)確。

3、建設(shè)和營(yíng)運(yùn)成本低：由于采用移動(dòng)/聯(lián)通提供的GPRS/CDMA1X無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)，只需安裝好遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端就可以對(duì)養(yǎng)殖水域作24小時(shí)不間斷的自動(dòng)監(jiān)測(cè)；不需要布任何通訊線(xiàn)路。前期投資少、見(jiàn)效快，后期升級(jí)、維護(hù)成本低。日常費(fèi)用主要是無(wú)線(xiàn)通訊費(fèi)用。

4、使用方便：靈活的數(shù)據(jù)傳輸與報(bào)警選擇，可以傳送到監(jiān)測(cè)中心或家中；監(jiān)控軟件友好的用戶(hù)界面，便于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析與決策。