自来水管网遥测系统的硬件设计

　　引言

　　随着我国城镇化建设的加速, 城市供水管网铺设范围越来越广, 管线也越来越长。尤其在沿海发达地区, 农村与城镇连为一体, 管线就更长了。为了保证供水质量, 使供水水压在高峰期不会偏低, 在低峰期水压不会过高, 对管网性能参数尤其是水管压力的检测就显得十分重要, 同时为了保证水质符合国家饮用水等相关标准, 保障人民群众的身体健康, 还需要对自来水中的各种水质指标进行实时远程监测。目前研究与建成的管网监控系统主要采用数传电台来传输数据。运用数传电台传输, 不但申请频道困难, 还会对其他设备造成较大的干扰, 且投资较大, 传输距离有限,难以推广。随着我国移动通讯技术的快速发展, 无线通讯网络—GSM蜂窝移动通信网已得到了普及, 短信成为了人们喜爱的一种信息传递方式, 既简单又方便可靠。本文基于自来水管网远程监测速度要求不高、监测参数不多的特点, 利用短信方式通过 GSM网实现远程监测数据向中央控制计算机的传输, 研究与设计了一种自来水管网遥测系统。该系统克服了短波通信的缺点, 实时性符合实际要求, 且建网费用小, 运行成本低。该系统在全国有 GSM网络覆盖的地方都可以采用, 可以说没有地域限制。

　　1 管网遥测系统的结构

　　该系统由三级构成。结构如图1 所示。第一级由多个检测基站组成。检测基站分布安装在管网的各个重要节点, 实时自动采集节点处的有关参数, 如压力、流量、浊度、含氯余量等, 并按规定时间与格式将数据封装成短信, 通过 GSM系统发送给水厂监控中心计算机。同时他也能实时接收主机的命令并执行。

　　第二级是水厂监控中心。他由多台GSM终端和若干台计算机组成。GSM终端负责接收从各基站传来的短信信息, 并将它送给与之相连的计算机, 同时将计算机要发送的命令送给检测基站。水厂监控中心计算机则负责对数据的分析处理并发送命令给各基站和维修人员, 同时与自来水公司的总监控中心共享信息。该级主要由各水厂的技术人员或厂长操控。第三级是自来水公司计算机监控中心, 它负责整个管网的监控调度, 统筹规划全网的供水。该级可以对整个网络进行遥测遥控, 并可以直接将维修信息发给维修人员, 进行维修。

　　2 基站的硬件设计

　　2.1 基站要实现的功能

　　基站是本遥测系统的基础, 其主要功能是:

　　(1)多路模拟量数据采集

　　自来水管网监控参数中, 压力、余氯、浊度、流量是最重要的四个参数, 因此本基站主要是对这几个参数进行检测。为了以后系统扩展的需要, 预留4 路输入。