2 系统的硬件结构
基于GPRS的管网数据测控系统主要有监控主机、GSM/GPRS网络以及GPRS数据传输单元(GPRS DTU)组成。宏观上看,系统分为硬件平台和软件平台两个部分。
2.1 硬件平台结构
硬件平台分为监测中心和检测终端两个部分。检测终端采集传感器数据,然后将数据打成IP包,通过GPRS模块的SM卡接入GPRS网络,发送到外部Internet网络,再通过GPRS服务器,将数据发送到监测中心,由监测中心的PC机接收和处理数据。管网硬件数据测控系统硬件组成图如图1所示:
监测终端设备采用基于单片机的数据采集系统,传感器采集的数据经过处理后通过RS232接入GPRS通信模块,从而实现GPRS网络通信。数据终端将数据经过UDP/IP、PPP协议封装后发送至GPRS网络,通过GPRS数据网络将数据传输到监控中心。
2.2 软件平台结构
软件平台分为终端软件和监测中心软件两个部分。
终端软件负责监视终端硬件的运行状态和上传数据。终端软件的主要任务是定时读取采集数据、通过GPRS发送数据、接收和执行来自远端PC的命令。其中的读取采集数据任务对实时性要求并不是很高,把它用分时操作来实现,而其他的两个任务则通过用户进程来实现。
监测中心软件主要负责数据的接收、储存、查询和呈现等功能。监控中心软件系统采用面向对象的理念,模块化的设计方法,根据需求将各种不同的功能封装成相互独立的几大功能模块,如实时数据显示、管网信息查询、报警处理、统计报表等。
系统充分利用计算机、虚拟仪器、单片机、以及GIS等先进技术,并建立相应的GIS空间数据库管理系统,将运行控制、计费管理、管网维修、用户管理等城市市政管网管理有机整合,从而实现城市管网管理与运行控制一体化。
2.3 监控系统的工作过程
1)现场测控设备实时采集管网运行数据,对数据进行处理、分析,根据分析结果对现场设备的运行状态进行调节;2)响应GPRS通讯终端的数据发送请求,将采集处理后的数据上传给通讯终端。通讯终端将数据打成IP包,通过GPRS网络,经Internet发送至调度中心;3)调度中心软件将IP包解包,还原数据,并根据管网总体运行情况实现远程监控。