基于4G DTU的供水管网数据采集监测系统

基于4G DTU的供水管网数据采集监测系统

第一部分概述

随着我国经济的发展、城市规模的扩大和现代化程度的不断提高，城市的供水管网系统也越来越庞大，管网监测难度越来越大.且许多供水管线的填埋情况复杂、资料不清，有些管线甚至仅凭当时施工工人的记忆去寻找，造成诸多设计上的失误和施工中的事故。

采用人工方法，借助图纸、各类卡片来管理城市供水管网系统，已越来越难以满足实际需要。所以实现对供水管网管理系统的需求是相当迫切的。业内众多有识之士已达成共识：使用计算机，借助无线网络系统技术来进行供水管网的管理、管网设计及数据采集，已是势在必行。

基于GPRS网络平台的无线数据技术自2002年在中国正式商用以来，以“实时在线、按流量计费、覆盖率广”等优势在各行业取得广泛应用，随着信息化的发展，DTU已经完全取代了以往的各种有线接入。而以往的有线连接必须依赖于网络布线、固定电话线路，对于发展移动性的服务、增设新的服务网点、增设临时性的窗口常会受到有线连接的困扰。同时布线还需要昂贵的费用和铺设时间，对已有的网络也会有影响，所以有线连接已经严重限制了目前各种信息化应用的主要原因。

第二部分GPRS网络简介

GPRS是目前解决移动通信信息服务的一种较完美的业务，它是以数据流量计费、或大数据的包月包年计费。覆盖范围广泛、数据传输速度更快。GPRS的推出，为行业和企业用户开展无线数据传输提供了基础设施平台，为推动移动办公的应用和发展创造了有利条件。与有线网络相比，GPRS网络具有租用费用低、移动办公，不受地域制约等优点。GPRS的出现为企业和行业用户开展无线办公提供了一种新的选择。

GPRS通信方式更适合于各类数据采集业务，目前城市供水管网系统与各采用有线交互传输或电台方式，甚至有些偏远井道要有线网络接入成了不可能。月租费太高，用电话线传送数据按时间计费，带来诸多不便，费用也不便宜。

GPRS网络优点

1、覆盖范围

构建城市供水管网系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制，能满足城区、乡镇和跨地区的接入需求。由于管网检测点数量众多，分布在地区的各个角落，而且地理位置分散。另外，还必须考虑今后系统扩充的可能，必须具有良好的可扩展性。由于目前GPRS已覆盖省内绝大部分地区，能够满足城市供水管网系统对覆盖范围的要求。

2、数据传输速率高

目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右，完全能满足供水管网系统数据传输速率的需求。

3、系统的传输容量大

城市供水管网系统要和每一个监测点实现实时连接。由于监测点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。

4、通信费用控制灵活

采用传统的有线方式建立供水管网系统，必须租用专线或电话线进行连接。由于管网监测点必须与中心随时保持连线状态，而每次数据发送的数据量很小，线路资源利用率很低，平均每一个监测点每月的线路费用为800～1200元。而如果采用GPRS通信方式，由于GPRS采用按数据流量计费的方式，资源利用率高，月通信费用将在200元之内，如果数据量很大的情况下也可按包月或包年计费。

5、良好的实时响应与处理能力

与短消息服务比较，由于GPRS具有实时在线特性，系统无时延，可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。

GPRS与其它通迅方式综合比较表：

第三部分产品介绍

F2103GPRS DTU采用高性能嵌入式处理器，以实时操作系统为软件支撑平台，内嵌自主知识产权的TCP/IP协议栈。为用户提供高速，稳定可靠，数据终端永远在线，多种协议转换的虚拟专用网络。针对网络流量控制的用户，产品支持语音，短信，数据触发上线以及超时自动断线的功能。同时也支持双数据中心备份，以及多数据中心同步接收数据等功能。公司产品已广泛应用于金融，水利，环保，电力，邮政，气象等行业。

1、无线参数

●支持EGSM900/GSM1800无线网络

●GPRS multi-slot class10

●编码方案：CS1~CS4

●符合SMG31bis技术规范

●Compliant to GSM phase2/2+

●支持数据和短信功能

2、硬件系统

●高性能RISC嵌入式处理器，主频100M，512K FLASH。

●接口：

同时支持RS232/RS485串口。串口速率110~230400bits/s。

指示灯：具有电源、通信及在线指示灯。

天线接口：标准SMA阴头天线接口，特性阻抗50欧。

SIM卡接口：3V/1.8V标准的推杆式用户卡接口。

电源接口：标准的3芯火车头电源插座。

●供电：

外接电源：DC12V500mA

宽电压供电：DC5-35V

通信电流：<250mA(12V)

●无线模块

采用高性能工业级GPRS无线模块

●尺寸

外形尺寸：91x58.5x22mm（不包括天线及固定件）

●其他参数:

工作环境温度-25~+65ºC

储存温度-40~+85ºC

相对湿度95%(无凝结)

3、软件功能

●智能防掉线，支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线。

●支持RSA，RC4加密算法

●支持虚拟数据专用网（APN）

●透明数据传输与协议转换，支持多种工作模式

●支持数据中心动态域名和IP地址访问

●支持双数据中心备份

●支持多数据中心

●支持短信、语音、数据等唤醒方式以及超时断开网络连接。

●支持短消息备份及告警。

●多重软硬件看门狗

●数据包传输状态报告。

●标准的AT命令界面

●可以用做普通拨号MODEM

●支持telnet功能。

●支持远程配置，远程控制

●通过串口软件升级

●同时支持LINUX和WINDOWS操作系统

第四部分供水管网系统组成

1、系统组成结构及功能要求

供水管网远程测控调度系统结构图