一、概述

能源短缺已成为全球性的问题，采用世界先进技术的水电热远程传输监控系统，动态掌控区域资源的变化及使用情况，最大限度的调整使用能源，提高用能效益，是促进经济社会  持续发展的迫切需要。为此，大连大洋伯斯特电子有限公司根据市场需要，于2004年开始自行研发“水电热资源传输监控管理系统”并于2006年完成了研发任务，并于当年投入市场应用。公司利用十年生产流量仪表及相关仪表的优势，在行业内软、硬件上优势表现明显。

东仪研制开发的水电气能源远程传输监控管理系统是一种软、硬件紧密结合的自动化网络管理系统。系统构成包括计量设备（流量、热量计或水表液位计，电表）、GPRS/CDMA/GSM网络、集中管理中心服务器等设备组成。软件由window2003操作系统、SQLSERVER2000、上位机通讯软件和监测软件组成。实现对水表流量、热表热能，电表电量，水井水位、管网压力及对用户水泵的电流、电压的采集以及对泵的启停、电动阀的开闭等控制，通过有线或无线通讯方式与能源管理中心计算机联网，实时对各用水用电用热单位进行实时监管和控制。对3G服务开通的区域，可增加现场视频监控功能。同时，该系统还可以将水表流量、热表热量，电量，水井水位、管网压力及用户水泵的电流、电压数据采集等自动存入能源管理中心计算机数据库，以备调用。如果用能单位人为断电，外加水泵、水表、自然或人为损坏等情况出现，管网管理中心计算机会同时显示故障原因并报警，以便及时派人到达现场。管理人员还可根据现场不同需要在不同季节限量采水控制水泵、启停泵、对欠水用户限水限热限电等。也可根据用户需要增加其它功用，一切以用户需用为中心。

二、系统组成

１. 硬件组成

① 计量仪表：测量水位、流量数据，热量，电量。具有ＲＳ４８５通讯接口。

② 采集模块；数据采集、传输功能；

③ ＧＰＲＳ/ＣＤＭＡ/ＧＳＭ网络，实现数据的无线传输功能；ＧＰＲＳ/ＣＤＭＡ方式等实时在线，按流量计量；ＧＳＭ可定时或手动发、收短息，按条收费。

④ 管理中心服务器：远程数据的接受、显示、查询、统计、报表打印；发布远程控制命令；日常业务和办公管理。

三、系统功能

１.数据总览：用户数据电子地图实时监测显示（流量、压力、温度、热量，电量工作状态等）

２.视频监视：在３Ｇ服务开通地区可启动视频监视功能，如临现场。

３.主动召测：主动在干礼中心服务器上提取监测与数据或视频。

４.报表查询：针对某用户或整个系统自动生成日、月、年报，也可随时进行统计报表打印，具备自动打印功能。

５.动态分析：系统具有提高实时趋势曲线、历史数据曲线功能。分析用户单位时间消耗量，对于异常情况产生告警。

６.数据存储：管理中心数据库可以本地存储。

７.故障报警：系统科自动监测故障，如流量计通讯故障、２２０Ｖ交流停电，压力传感器故障、温度传感器故障等。

８.系统升级：系统具有开放的数据接口，方便后期监测点的增加和植入。

９.系统安全：系统提供完善的安全认证，非法用户不能进入系统，合法用户根据权限进行相应操作。

四、系统建设方案

分中心作为系统的一部分，接收数据可以采用专线方式即数据中心具有专线和固定IP，GPRS-A管理所有子站的GPRS-B，GPRS-B每次登陆GPRS网络分到的IP是可变的。子站的GPRS-B与被测控的仪器仪表设备相连，当遥测终端设备具备主动上报功能时，它的数据就会根据设定通过GPRS-B使用GPRS网络方式发送到数据中心；接收数据也可以采用专网方式即数据中心使用GPRS-A，子站使用GPRS-B，A和B所使用的SIN卡上绑定固定的IP。绑定IP的工作由当地中国移动公司数据业务部门办理，数据业务部门先为客户设定一个“接入点名称”，再把客户计划使用的SIM卡上绑定固定的IP地址，这样，客户就有了一个专有的网络，GPRS-A、GPRS-B每次登陆GPRS网络所得到的IP地址是固定的。

分中心站的计算机实时接收从各监测站点发来的监测数据，对数据正确性进行判断，做相应处理后，存入数据采集数据库，同时自动进入纪录文件备查。分中心站可以随时下发指令读取监测站的相关数据。

遥测终端设备-----数据传输模块

数据传输模块是GPRS/GSM远程数据无线传输模块，为远方设备的监视、控制，远程抄表等应用提供数据传输通道。它既可以采用中国移动通信公司提供的GPRS网络进行数据传输，也可以采用短消息（GSM）的方式进行数据传输。可以根据实际情况选用GPRS通道或者GSM通道，并且可以随时切换通道。数据传输模块还提供2种工作模式：A型和B型。A型：数据接口协议为PS-GPRS协议，一般用于和主机连接构成一对多系统。B型：数据接口为透明接口，一般和子设备连接。数据传输模块提供远程设参功能，在硬件无故障的情况下，不需要到现场修改参数配置和切换通道。还可以利用这一特点对系统进行远程故障判断。

有关名词的解释

1)、GPRS通信终端：采用GPRS技术和网络进行数据传输的通信装置，它的数据传输按发送流量、接收流量的总和向中国移动公司付费，具体付费方式和价格，请向当地中国移动公司咨询。

它可以设置为两种工作类型。

A型：用于中心站，作为专网方式中心站的通信终端或公网专线方式中心站的维护和呼叫通信终端。它和主机之间使用PS-GPRS通信协议和相应的用户通信协议。

B型：用于远程监控站，作为专网方式或专线方式的通信终端。它和监控装置之间使用用户通信协议。

2）、SIM卡：GPRS通信终端使用的开通GPRS功能的普通手机卡或专用数据卡。此卡需用户自己向中国移动公司购买，本公司不提供此卡。

3）、 专网方式：一种组网方式。每个GPRS通信终端都由中国移动公司提供专用固定的私有IP地址，中心站可以使用  A型GPRS通信终端或由中国移动公司提供的含固定的私有IP地址的宽带专线。

企业内部局域网用户

4）、公网专线方式：一种组网方式。每个GPRS通信终端使用活动IP地址，中心站使用含固定的公网IP地址的宽带专线。

国际互联网用户

企业内部局域网用户 

5）、通信接口：一般是指硬件通信接口，本公司提供标准MODEM方式的RS232接口和标准RS485接口。根据监控装置的类型选定。

功能

1）、GPRS通信终端（B型）：

自动登陆GSM/GPRS网络，自动连接；

自动检测连接状态

断线自动重启

GSM短消息和GPRS双通道，可以任意切换。

支持远程监控设备主动上报数据

支持多主机通信方式

专线方式、专网方式多种组网方式

远程设参

可选通讯接口：RS-485/RS232

支持振铃召唤上网功能

心跳间隔可由用户设定

通信密码保护（系统识别码）

可变通信速率

2）、GPRS通信终端（A型）：

自动登陆GSM/GPRS网络，自动连接；

自动检测连接状态

GSM短消息和GPRS双通道，可以任意切换。

远程设参

可选通讯接口：RS-485/RS232

用拨号方式召唤远程设备上网功能

心跳间隔可由用户设定

通信密码保护（系统识别码）

可变通信速率

3）、和GPRS通信相关的系统功能：

远程数据主动上报

问答方式数据通信

GPRS方式通信和短消息方式通信共存

拨号方式召唤远程设备上网

允许系统中使用不同通信协议

技术规范：

1）、协议：

PS-GPRS协议：DATA-6100A型与主机连接时采用。

透明协议：DATA-6100B型与现场子设备连接时采用。

MODBUS协议：DATA-6100设参时使用。

UDP协议：DATA-6100使用GPRS网络传输数据时使用的传输协议。

GSM-SMS协议：DATA-6100使用GSM网络用短消息传输数据时使用的传输协议。

数据格式：1位起始位，8位数据位，1位停止位，校验位可设定。

速率：300，600，1200，2400，4800，9600，19200（BIT/S）。

2）、通信延时

GPRS方式：1～2秒，SMS方式：2～3秒

3）、电源

电压：+10～30V DC，功耗：最大电力消耗10W。待机电力消耗1W。

4）、环境：

工作温度：-20℃～70℃

存储温度：-40℃～85℃   

相对湿度：5%～95%不结露

无腐蚀性气体，无液体喷溅，无金属粉尘，无强烈震动，无强烈电磁干扰。

中国移动通信公司提供的GPRS网络能正常运行的场所（GPRS方式）。

有手机信号（中国移动/中国联通）的场所（SMS方式）

系统软件介绍

监控系统软件平台WEB版本基于TCP/IP网络传输协议，具有先进的B/S结构，用户通过它可以在世界上任何一台计算机即使用极低带宽的连接（支持ADSL/ISDN/MODEM/宽带等各种接入方式），无需安装任何客户端软件，直接通过浏览器就可以和现场建立起联系，操作人员和企业管理人员都可以看到各种数据。管理人员不需要深入生产现场，就可以对采集来的现场数据和实时数据进行分析、处理、保存、入库，制作输出报表、绘出各种曲线，从而实现整个系统的远程数传、实时监测及自动化管理功能。

系统结构

上位机的数据通讯软件采用监控组态软件完成现场数据监测和控制。

通讯网络采用GPRS无线通讯网络。

网络拓扑图

1、监控系统的软件结构

　　软件结构部分包括Windows2000 操作系统、SQL Server 2000、上位机通讯软件和监测软件。

1）、上位机通讯软件

上位机通讯软件实现与现场硬件设备实时通讯，并将数据记录到SQL Server 2000数据库中，提供给其他软件使用。

2）、上位机监测软件

上位机监测软件由开发系统（CSMaker）和运行系统（CSViewer）组成。上位机监测软件提供需要制作实时画面的所有功能，如图形、文字、数据、动画和图表工具，用户可根据实际生产需要进行画面组织。画面显示给用户提供命令与图建立联系，用户可使用各种各样的方法进行画面的操作。

软件结构图

2、软件功能

数据浏览

软件系统提供分站浏览和数据总揽两种方式监测现场实时数据

分站浏览

数据总览

报警查询

系统提供报警查询功能，可以随时察看报警记录，当新报警发生时，自动弹出报警窗口，并以声光形式提醒操作人员：

报警窗口

报表查询

系统提供丰富报表查询方式，可以针对某一用户、某一站点或者整个系统自动做出日报表、月报表、年度报表等汇总报表。日报表统计一天24小时整点的运行参数和累计流量，累计停电时间等情况；月报表统计当月每天的运行数据，列出每天的流量情况和停电时间等情况；年度报表统计一年12个月每月的流量情况和停电情况。报表可按照用户要求定制，直接进行预览、打印，可以满足不同的查询要求。 

实时趋势曲线

系统提供实时趋势曲线，使操作人员可以直观的分析当前数据走势：

实时曲线

历史数据曲线

历史曲线用于分析历史数据趋势，操作人员可以输入查询条件、选择需要显示的数据，同时软件还提供了曲线放大、缩小功能，使操作人员更方便、直观的分析趋势走向：

历史曲线

Web远程浏览

软件提供远程Web浏览功能，操作人员可以远程登陆数据服务器，输入合法口令后，可以远程浏览监控现场数据：

远程浏览

安全管理

安全管理主要由“用户登录”、“配置用户”、“改变密码”、“退出登录” 四部分构成。只有高级用户（访问级别>9000）才能配置低级用户。退出运行系统所需要的口令权限为>100。

为防止任意操作，请牢记自己的口令，执行完高级访问后请退出登录。

3、软件特点

⑴、真正的32位应用系统，运行于Windows 95/98/NT平台，抢先多任务、多线程

⑵、智能型人机接口，可视化IE风格界面，系统调色板提供32位真彩色，渐进色及屏幕抓取点位图等功能，各种丰富的工况图库及图形控件，视频信号监视，超强全屏幕编辑功能，具有更大的制作空间；

⑶、采用多级网络管理技术，支持分布式历史数据库

⑷、驱动程序采用OLE自动化技术，配置设备安装向导；支持多种硬件设备驱动：PLC、智能模块、智能仪表、变频器、板卡，提供多串口、Modem拨号、无线电台、电力载波等多种解决方案；支持各种现场总线（ProfiBus、LonWorks、CanBus等）；支持DDE、OPC、ODBC、Web、TCP／IP局域网等接口规范；提供双机热备、多级安全保障方式。

⑸、自定义函数、直接I/O读取函数、定时器函数、计数器、积算函数、简单PID函数、便捷的配方管理、渐进色填充、成组定义变量及变量过滤、支持数组、从屏幕抓取点位图等创新功能；

⑹、工况画面制作简单、效果美观，组态方式灵活，系统免费升级，扩展方便；

⑺、提供全新组态报表，在工控软件界首次引入组态报表概念，组态报表使用方便（类似Excel），功能强大，不但可以得到实时报表和历史报表（班报、日报、月报、年报等），同时，在报表中可任意插入柱状图、圆饼图、折线图、散点图等，并能方便打印；

⑻、内置定时报表打印、画面打印、曲线打印、报警记录打印等打印功能；

⑼、温控曲线、XY曲线、棒图曲线、窗口控制等控件。

⑽、一百多种图形控件，提供常用图形组件

⑾、完善的点位图（Bmp）处理功能，具有硬盘直接装载、粘帖、拷贝、显示原始大小点位图和透明处理功能

⑿、具有十四种数据类型，包括内存变量、I/O变更、历史曲线变量和报警窗口变量等

⒀、支持七种模拟量报警，包括上限、上上限、下限、下下限、变化率、最小偏差和最大偏差等等。报警的优先级可达999种。

⒁、组态方式灵活，系统升级和扩展方便、经济。