远程供暖数据监控系统

基于GPRS的远程供暖数据监控系统

供暖数据监控系统首先要做到每一个采暖用户都有可以单独控制和计量的供热系统，即“分户控制、分户计量．选择一种高可靠性、低投入、低运行费用、易维护的通信方案将分散、域广、多点的用户热能计量进行方便有效地管理是整个系统设计的重要部分，也是采暖供热行业研究的重要课题．设计的关键在于采用何种通信网络，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(General Packet Radio Sorvice，简称GPRS)网络通讯的出现，GPRS模块在短信息方面的应用最具优势，具有随时在线(Always Online)、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网络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．

1 GPRS简介

GPRS是基于GMS在Phase 2+阶段提供的通用分组无线业务．它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支持Intemet上应用最广泛的TCP ／IP协议和X．25协议，为网内终端分配动态的m地址，通过GGSN接入Internet，用户可以直接访问Internet站点．数据传输通过PDCH信道，具有比GSM多出10倍以上的传输速率及1／6甚至更少的费用，传输速率理论上最高达171．2 kbit／s，具有“永远在线”和收费低廉的优点H J．

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；支持4种不同的QOS级别，能在0.5一l s内恢复数据的重新传输．

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"J．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A TM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、气以及供暖系统、污水管网等的实时监控和维护等领域。

2监控系统结构

GPRS远程监控系统结构如图1所示，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．

2．1监控中心站

由于GPRS网络与互联网都是基于D协议互相连接的，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和一台www服务器来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m地址，因此，采用了一种网络地址转换(NA T)技术o¨．NA T端口映射功能将一台主机的假口地址映射成一个真P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W3VW服务，而不是将真口地址直接转到内部提供www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。

2．2用户远程终端

远程用户终端主要是由采用低功耗JY-RTU6120-M、GPRS网络通讯单元等组成．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．

JY-RTU6120-M特点

提供设备状态指示灯，方便设备维护；宽电压供电范围：7V-30V；带RS232、RS485(232也转为485的情况下，可以有两路485)；内置大容量

SPI-flash(容量可选1Mbit-64Mbit)，实现数据的长时间本机保存（需定制）；12路AD仿真量输入(12位)，输入电压为0-30V，也可以测量4-20mA 工业电流信号；9路继电器输出控制 (输出的位数自选)；内置RTC，掉电可自动计时，定时定点唤醒，需定制；高效的电源管理设计，在对功耗要求严格的场合，实现低功耗节能，延长工作时间，需定制；传输支持多种协议，我公司自定协议和Modbus协议(ASCII、RTU、Modbus TCP)完美支持；

Modbus从机工作模式：标准从机、从机主动回传；Modbus主机工作模式：标准主机、主机不巡检；数据远程传输支持GPRS、以太网等；如图：

1)热能表与GPRS模块的通信终端采用IT公司的低功耗16位控制器作为核心处理部件，由无磁流量传感器、微动阀门以及其它功能电路扩展等组成．具有测量进出口温度、流量并根据进出口温度差、流量、热焓等参数经查表计算出单位时间的热能耗和累计热能消耗，按监控中心指令开启或关闭阀门，显示各种参数、报警提示等功能．热能表与GPRS模块控制单片机之间的通讯采用RS485串行通讯技术．GPRS模块控制单片机对各点热能表的数据进行分类处理，需提交的数据信息嵌入到AT命令行中，经RS232传送到GPRS模块MC55进行发送．同样，GPRS模块接收到的短信息通过RS232通信端口传输给GPRS模块控制单片机，模块控制单片机再通过RS485串行传送给热能表，热能表要从数据流中提取出控制