通信网络在监控结点之间提供一个透明的数据传输通道,以实现远端结点与监控中心进行实时数据交换。随着网络技术的不断进步,尤其是通用分组无线业务GPRS网络通讯的出现,GPRS无线数传模块在短信息方面的应用最具优势,具有随时在线、价格便宜、覆盖范围广等特点,特别适合于需频繁传送小流量数据的应用。基于GPRS RTU技术的远程供暖监控系统就是应用计算机技术、移动无线传输技术和Internet技术来实现供暖数据的远程传输和整个系统运行状态的监控。
GPRS简介
GPRS无线通信网络采用基于分组传输模式的无线口技术,以一种有效的方式高速传送数据。
GPRS的主要特点:
①定义了不同的业务,如网络代理服务器负责存储并转发双方的数据,在双方通信时为其建立可靠的连接;采用透明通道,不解释规约报文,保证通信中心最大可靠性和免维护性;具有通道检测功能,通信失败时断开当前连接,等待GPRS终端和客户端前置机重新申请连接,点对点无连接业务、点对点面向连接业务和点对点多播业务。
②定义了新的GPRS无线信道,分配方式灵活。每TDMA帧可分配l一8个无线接口时隙,时隙能为动态用户共享,且向上链路和向下链路的分配是独立的。
③能够支持间歇的突发式数据传送,又能支持偶尔的大量数据传输。
④采用分组交换技术,核心层采用口技术,提供了和现有网络的无缝链接。
因此,GPRS特别适合于远程无线的分布式测量控制系统,比如:运输业、GPS汽车定位、无线POS、无线ATM等;气象、水文的SCADA系统,对灾害进行遥测和告警;城市公用事业实时监控维护系统,如水电气三表集抄系统以及供暖系统、污水管网等的实时监控和维护等领域。
监控系统结构
GPRS RTU远程监控系统分为4个部分,分别是:①监控中心主站,主要完成人机交互工作和数据的管理;②网络代理服务器,主要负责网络数据链路建立和数据收发的透明中转;③GPRS数据传输终端,完成信息的上送与下发;④终端智能监控设备,主要完成用户各种供暖信息(热能量,进出口温度等)的采集和完成从系统监控中心站接收到的控制信号的实施。
监控中心站GPRS网络具有固定口地址的中心站主服务器,可以通过ISDN ADSL方式上网,因此各用户终端就可以通过GPRS网络透明地传送数据到监控中心的Intemet网上。另外增加一台数据处理服务器分担主服务器的数据处理任务。数据中心站有多台服务器,对外部公网只提供一个IP地址,因此,采用了一种网络地址转换技术。NAT端口映射功能将一台主机的假口地址映射成一个真IP地址,当用户访问提供映射端口主机的某个端口时,服务器将请求转到内部提供这种特定服务的主机。可以让内部网络中某台机器对外部提供WEB服务,而不是将真地址直接转到内部提供WEB服务的主机上。来自用户的信息经主服务器的端口映射到数据处理服务器接收,然后再送回主服务器保存在SQL数据库中。最终WWW服务器从主服务器上调用SQL数据库,将用户信息在web页上实现动态更新显示。
用户远程终端
用户远程终端主要由远程测控终端RTU、无线数传终端DTU、数据采集模块、传感器设备组成。热能表与通讯模块之间采用RS485串行通讯,目的是尽可能地减少GPRS通讯端点的数量,适应当前民用住宅中一个单元多住户的特点。
系统功能
功能包括周期监测、实时监测、远程控制。
远程终端传感器设备采集到的热能量、温度、湿度、电量等数据通过无线数传终端GPRS DTU上传到监控中心服务器,GPRS 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。远程测控终端GPRS RTU通过GPRS网络平台建立起与监控中心的连接,监控中心进行各种指令的实时控制。
远程测控终端以ATC-RTU60A0-G为主要设备,具有4路外部信息监测报警功能,可配装温湿度、压力、电压电流等传感器,随时监测设备或环境信息,在其发生变化或超出预警范围后,向远程服务器或最多5个管理员手机发送报警信息,保护人员、设备、财产安全。
实时显示
1、左侧设备列表显示出当前在线和离线设备的信息,当设备联网后,将从“离线设备列表”进入“在线设备列表”,设备长时间不在线将从“在线设备列表”进入“离线设备列表”。
2、左上角显示燃气浓度、供电方式、通风设备是否打开等信息。
3、右上角实时显示热能量、温度、电压等曲线。
4、下侧显示设备编号、用户名称、联系人、电话、传真、手机、地址、SIM卡号等信息。
5、中部文字提示当前设备登陆时间,采集回传数据的最后时间。
历史记录
用户可以根据时间段来搜索历史记录。
历史记录将以曲线形式绘制在窗口上面,历史记录可以以列表的形式显示在窗口下面,通过历史记录可以查看设备运转状态和相关趋势。
同时查询的历史记录可以导出为excel表格。
系统的特点
1)系统采用GPRS网络技术服务,监控区域广。
2)系统主要功能是对具有双RS485接口ATC-RTU60A0-G热能表测量系统进行远程监控。
3)利用了公共网上已有的电子邮件服务中心,不必专门租用网络代理服务器,降低了系统运营成本。
4)可以方便地进行测量终端数量的增减。
5)性价比高。同有线网相比,节省线路、电话资源,速度较快。
同无线局域网相比,免去无线电结论基于GPRS RTU的远程供暖监控系统实现了一个通讯模块扩展多个热能的测量节点,构建了一种无线远程的分布式热能测控系统,实现了采暖监控数据的远程无线实时传送。系统在信号覆盖范围内不受距离和区域的限制,具有实时性好、传送数据量大且费用比较合理的优点。成功地实现了小批量、非连续数据的远距离传输,为供暖系统的数据采集与监控提供了一种便捷的无线数据传输方式。