GPRS太阳能供电地下水网络监测系统——解决方案




数据传输需求分析

    地下水资源的水位高度变化影响着地质变化和地壳的运动。为了检测地下水位的变化以往的解决方法是人工手动到现场进行测量采集数据。但是由于地下水的监测范围广泛,所以需要花费大量人力资源,且工作的周期大大延长。为了满足福建龙岩地下水的监测要求,提高效率节省资源,我公司需要根据福建龙岩地区地下水监测的实际需求,提出以传感器为远端采集设备,通过GPRS网络定时登录服务器,将传感器采集的监测数据上传的解决办法。

    因此需要我公司根据客户实际需求,制定了确实可行的解决方案,并开发了智能GPRS数据传输器,该产品通过太阳能电池供电,采用GPRS网络通讯方式进行数据传输。

    无线GPRS地下水网络系统终端采用了大规模集成电路技术、嵌入式操作系统、网络数据传输技术、抗干扰技术和串行接口通信技术。在线路的设计与元器件的选择上以适应较大的环境适应性为原则,确保了设备运行的可靠性。特别采用了太阳能供电方式,特别适用于不方便提供220V交流电源的野外数据采集现场。通过上位机软件可以监测远端点设备,将采集的数据传回到中控室,并将数据保存在软件后台数据库中。


系统组成及组网方案

    GPRS太阳能供电地下水网络监测系统整体分为三部分:远端监测点、无线传输链路、中心控制室。

    远端监测点又由三个部分构成:数据采集器、GPRS数据传输设备及GPRS数据传输设备电源。数据采集器:我们采用传感器对地下水的水位进行监测;GPRS数据传输器将所采集的数据上传至中心控制室采用太阳能为数据传输器供电。

    无线传输链路采用GPRS数据传输,由远端点GPRS数据传输器发送数据到GPRS网络,再经过服务转换,进入到Internet网络,最终传输到服务器上,并由服务器转发数据库到客户端软件。客户端软件依托于数据库,从而实现中控室客户端软件和远端点GPRS数据传输器之间的无线数据通讯。

    中心控制室由GPRS数据中心服务器、控制台和客户端组成。其中,GPRS数据中心服务器实现采集数据的转发,存储和WEB浏览功能;控制台为一台计算机和本的客户端软件构成完成对监测点设备的设置等功能;客户端为网络客户端,实现监测数据的网络查看功能和异地查看功能。

  1、前端传感器

    *与地下水质监测点相连,用于采集地下水监测数据。

    *电池支持供电

  2、无线GPRS数据传输终端

    *通过标准的RS232串口与传感器相连,提供传输通道。

    *内嵌TCP/IP网络传输协议。

    *太阳能供电

  3、GPRS数据中心服务器

    *GPRS数据中心服务器采用嵌入式LINUX操作系统,可以预防所有WINDOWS操作系统流行的病毒,独立的传输协议保证设备传输控制不被侵扰。

  4、中心控制室及异地软件平台

    *本地客户端软件。

    *WEB浏览器——互联网客户端软件。

  5、组网方式

    *利用GSM/GPRS通信方式,将在地下水监测点采集的数据上传给到中控室,并将数据保存在软件后台数据库中,通过上位机软件可以查看采集到的数据。

    *系统框图如下:

地下水网络监测系统——解决方案


系统各组成部分功能

  1、前端智能传感器

    *数据接口:一个或者两个RS232接口,可同时接一个或者两个传感器;波特率为9600Bps。

    *系统通信端口采用全隔离技术,可避免通信系统因雷击,或其他故障损害通信端口。

    *可以控制采集频率。

    *锂电池供电。

  2、GPRS智能传输终端

    *串口通讯速率选择9600Bps,串口通讯的模式是8位数据位、1位停止位、无奇偶校验、无硬件控流。

    *远程/自动唤醒功能,实现了远程数据采集、控制,保证其工作的可靠性。

    *内嵌了完整的TCP/IP协议,应用更全面、更广阔。

    *带自主开发的主控电路和硬件看门狗,保证电路可靠工作,并且根据需要进行软件串口升级。

    *实现了点对点的数据传输,保证计算机的IP地址与设备的IP地址一致,设备所设端口号与服务器端口号一致。

    *实现了太阳能供电方式。

  3、GPRS数据中心服务器

    *连接GPRS数据传输服务器并存储其上传数据的数据服务功能。

    *连接Web查看软件和本地客户端设置软件;完成数据查看,数据存储以及GPRS数据传输服务器的设置功能。

  4、中心控制室及异地软件平台

    *本地客户端软件——无线GPRS地下水网络监测系统软件1.10版,可以对在线设备进行数据采集,进入测试方式等。可以设置一定的管理权限,保证系统的安全性;可以对设备进行管理、设置等;可以进行数据查询。

    *Web浏览器——地质环境自动化远程检测系统,互联网客户端软件在整个地下水监控系统中作为远程客户端,用户在任何有互联网的地方通过登录互联网客户端软件即可对地下水监测现场设备采集的实时监测数据进行在线查询。


【标准版】介绍:

    地质环境监控系统(包括:GPRS水质监测系统,GPRS地下水质监测系统和GPRS环保监测系统)代替了以人工到现场进行测量采集数据的方式,克服了因监测范围广带来的不便,有效解决了人力资源消耗大,工作周期长等问题。


系统特点:

     中心控制室采用了我公司研发的GPRS数据中心服务器,此服务器集控制台功能和WEB服务器于一身,代替了单纯控制台的操作方式:无需本地客户端永远在线,所用操作处理均在IP数据代理服务器上进行,它的一方面功能是连接GPRS数据传输服务器并存储其上传的采集数据,另一方面功能是连接Web查看软件和本地客户端设置软件,完成数据查看,数据存储以及GPRS数据传输服务器的设置工作;数据采集设备采用定时采集方式对监测点数据进行采集。


系统优点:

采集的监测数据可在异地进行实时查看、价格适中。


系统亮点:

采用太阳能供电方式为监测终端设备供电,特别适合不方便提供220V交流电源的野外数据采集现场使用;用户可在异地通过访问互联网实时访问监测点的采集数据。


适用范围:

标准版地质环境监测系统适于GPRS监测终端大于50台以上的,需要在网络中进行数据查看的大、中型系统。


应用领域:

    此系统从软件到硬件同一套完善的通用无线监控采集系统,能很快应用到各种带有采集任务的远程数据采集和远程监控等领域中,如此系统可用于:远程水质监控、远程地下水监控、远程地下水质监控、远程地质环境监控、远程空气污染监控、远程室内外温度监控、远程地下水位数据采集、远程环保监控系统、地震监控系统、油井远程流量温度监控、石油远程数据采集、煤矿远程监控等领域。