基于GPRS的燃气管网远程监控系统.doc

北京聚英翱翔电子有限公司 基于GPRS的燃气管网远程监控系统摘要燃气管网远程监控系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，用于现场监测和自动化管理。远程监测目前有多种形式，可以利用PSTN，铺设专用线路无线电台等。本文利用GPRs来实现远距离的自动监控系统，可以实时采集现场数据，对现场进行本地或远程的自动控制，对供气过程进行全面、实时监视口，并为生产、调度和管理提供必要的参考数据，较好地满足了城市燃气管网监控的需要。系统构成本系统既可通过监控中心计算机对燃气管嘲调压站远程控制。也可通过移动终端设备对现场仪表进行数据读取，使生产管理人员掌握管嘲压力变化、流景情况，及时进行处置。系统构成如图1所示。由压力变送器、GPRS DTU、Internet网络和管理中心计算机组成。位于不同的调压站现场，对管网压力、流量实时监测。其中压力传感器为一个桥式应变片，在压力作用下，弹性体发生形变，导致应变片形阻变化，得到一个与形变线性的输出，通过放大器放大和变送器电路得到420mA信号输出。其硬件原理如图所示，压力信号通过RS232接口直接连接GPRS DTU模块实现无线透明传输。这样现场压力信号通过INTENET网络实时传送到监控中心数据库。燃气管网的数据采集点数量众多，要求能满足突赞|生数据传输的需要。由于GPRS具有实时在线特性，系统无时延，无需轮巡就可以同步接收、处理多个所有数据采嵬点的数据，因此可以满足燃气管网远程监控系统对数踞采集和传输突发性数据的需要。系统软件设计系统软件主要有：数据采集模块与数据分析模块组成。数据采集模块进行数据的采集，将获取的压力、流量信号经Rs一232接口发送给GPRS无线数传模块，通过INTNET传送到监控中心计算机。GPRS通讯模块DTU数据传送GPRS采用分组交换技术，可以同时占用多个无线信道，同一个无线信道又可以由多个用户共享，从而实现了高速率数据传输。由于GPRS支持基于标准数据通信扮议的应用，具有全双工运作，间隙收发，永远在线，只在收发数据才占用系统资源等特点，使得GPRS通讯模块开机能自动附着到GPRS网络上，并与监控中心建立通信链路，随时收发现场采集到的压力、流量等数据。调压站数据采集点每次数据传输量在10Kbps之内，GPRS网络传送速率理论上可达1712kbitS，目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右，能满足燃气管网监控系统数据传输速率(10Kbps)的需求。使用GPRS附络进行无线数据传输的终端设备DTU支持PPP、TCP、UDP、ICMP等众多复杂网络协议和SOCKET标准，具备透明数据传输和用户自由控翩传输两种模式。同时支持点对点、点对多点、设备间、设备与中心问等各种不同的通讯模式。使用Rs232接口，可以进行无线数据收发，随时随地接入Internet。在透明传输模式下，DTU不解析从串口收到的任何数据，直接将数据作为TCP或UDP的数据进行抒包发送，而对其体数据的解析分别由后端数据采集终端设备和前端数据中心的相关服务器进行处理。在命令模式下主要是通过提供的扩展socket编程接口AT+I命令集来实现。DTU参数的设置AT+IISP1=+9966#，接入网络的特服号，通过特服号可分别接人GPRS网络；AT+IUSRN=WAP接入网络的用户名；AT+IPWD=WAP接入阚络的密码，AT+IMIS；“AT+CGDCONTl，IP，”或AT+IM【s=。ATD2”，接人点名称。接八GPRS网络时，如果接人Internet，此参数的+t，部分设置为cmnet，如果接人APN专网，则+，+部分设置为移动分配的特殊连接点名称，同时用户名和密码也有移动分配TAT“HSRV=IP或域名端口号，此时DTU作为客户端使用，该参数设置了远端服务器的IP地址和监听端口号，通过这两个参数，DTU就可以与远端服务器建立连接，实现数据通信。DTU作为服务器模式使用时，DTU将一直处于监听等待状态，监听由远程客户端发起的连接。远程客户端要建立通讯必须知道服务器设备的IP地址和监听端口号。DTU作为客户端模式使用时，DTU设备先要与服务端建立连接。通过串口与DTU相连的设备首先向串口发送数据，DTU(处于透传模式)接收并缓存这些数据，如果DTU没有与远程服务器建立连接，则DTU首先要建立这个连接。连接被建立，数据就可眦在客户端与服务端之间双向传输。接入网络后，DTU根据参数的设置会与设置好的数据中心建立连接，从而实现数据的传输。监控中心整个监控系统由中心上位机系统和下位机系统两部分组成。上位机系统包括数据采集与处理服务器。工作站和数据库。其中，数据采集与处理服务器主要负责与通讯前置机之间进行数据交换，与移动公司联网获得数据，中心计算机运行监测系统的后台监测分析软件，负责数据的采集分析与报表等功能；数据库服务器用来存储和管理整个系统的过程数据庠工作站的任务是提供个良好的人机界面供词度员进行监视和控制，下位机系统由DTU单元组成。监控中心拥有固定的IP地址，要和每一个燃气调压站数据采集点保持实时的数据连接，GPRS模块登陆GSM网络后，自动连接到监控中心，向监控中心报告其IP地址，并保持和维护链路的连接，GPRS模块监测链路的连接情况，一旦发生异常，GPRS模块自动重新建立链路，监控中心和GPRS模块DTU之间就可以通过IP地址用TCPIP协议进