農(nóng)村飲水安全縣級(jí)集中監(jiān)控系統(tǒng)研制報(bào)告2018

1、農(nóng)村飲水安全縣級(jí)集中監(jiān)控系統(tǒng)研 制 報(bào) 告河南省水利學(xué)會(huì)河南沃德智能化工程有限公司二一六年三定：審核：校核：編寫人員：70.研發(fā)背景、內(nèi)容及設(shè)計(jì)目標(biāo)41.1 項(xiàng)目背景41.2課題主要研究內(nèi)容51.3技術(shù)路線及預(yù)期目標(biāo)51.4系統(tǒng)的構(gòu)成與設(shè)計(jì)思想61.4.1 恒壓供水控制系統(tǒng)61. 4. 2水質(zhì)處理及在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)61.4.3數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)81.4.4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)92.農(nóng)村飲水安全集中監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)92.1 恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)92.1.1 多井聯(lián)網(wǎng)供水方案92.1.2恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案102.1.3 plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與程序流程圖112.1.4 機(jī)泵選型1

2、22.2數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施方案122.2.1數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)架構(gòu)圖122.2.2系統(tǒng)技術(shù)路線122.2.3數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能162.2.4數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實(shí)施方案172.2.5主要設(shè)備182.3視頻監(jiān)控系統(tǒng)442.3.1視頻監(jiān)控系統(tǒng)主架構(gòu)圖452.3.2系統(tǒng)技術(shù)路線452.3.3視頻監(jiān)控系統(tǒng)建具備以下功能要求：452.3.4 設(shè)計(jì)依據(jù) 482.3.5系統(tǒng)技術(shù)492.3.6系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)502.4水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)542.4.1系統(tǒng)作用542.4.2核心技術(shù)542.4.3系統(tǒng)說明563系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)593.1 系統(tǒng)的軟件需實(shí)現(xiàn)的功能593.1.1檢測(cè)、報(bào)警和控制功能593.1.3系

3、統(tǒng)安全性設(shè)置功能623.1.4 地理信息功能633.2 工程程序及界面設(shè)計(jì)634應(yīng)用前景展望68.研發(fā)背景、內(nèi)容及設(shè)計(jì)目標(biāo)1.1 項(xiàng)目背景 我省是農(nóng)業(yè)大省、人口大省，受自然、地理、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等條件制約，農(nóng)村飲水困難和飲水不安全問題突出，很多地區(qū)缺乏水源或取水困難，不少地區(qū)受水文地址條件、污染以及開礦等人類活動(dòng)影響，地下水中氟、砷、鐵、錳等含量以及氨、氮、硝酸鹽、重金屬等指標(biāo)超標(biāo)，必須經(jīng)過凈化處理或?qū)ふ覂?yōu)質(zhì)水源才能滿足飲水衛(wèi)生安全要求。 河南全省解決飲水安全人口占我省農(nóng)村居民人口的比例為57.4%，這意味著還有3466萬農(nóng)村居民未納入國家規(guī)劃，這部分群眾的飲水目前主要以分散式供水工程供水為主。農(nóng)

4、村飲水安全存在問題1、 人為原因引起的污染導(dǎo)致水質(zhì)超標(biāo)，這類水屬于污染水，對(duì)人體危害特別大，我省部分地區(qū)的許多農(nóng)村的農(nóng)民引用的水都是污染的地表水，所以這里的人們的身體健康都存在極大的隱患。2、 缺乏相對(duì)較為完善的飲水安全監(jiān)測(cè)體系。供水過程中，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè)，有利于發(fā)現(xiàn)水之中存在的問題，從而減少人們飲用不安全水的概率。3、 管理體制存在弊端，重建輕管現(xiàn)象普遍存在我省已完成一批農(nóng)村飲水工程，新建在建水廠2萬多個(gè)，其中管理人員就有2萬多人，工程建成之后運(yùn)行期間，農(nóng)村飲水安全工程的日常管理無專門機(jī)構(gòu)和人員管理，缺乏統(tǒng)一的管理及引導(dǎo)，主要問題和矛盾集中體現(xiàn)在水費(fèi)難收，沒人愿意承包管理，管理人員待遇低

5、，積極性不高，業(yè)務(wù)能力達(dá)不到，管理粗放，管道及設(shè)備出現(xiàn)故障和損壞，無法及時(shí)維修，造成水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，影響工程效益的正常發(fā)揮。1.2課題主要研究內(nèi)容1. 恒壓供水系統(tǒng)2. 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3. 視頻監(jiān)控系統(tǒng)4. 水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1.3技術(shù)路線及預(yù)期目標(biāo)農(nóng)村飲水安全縣級(jí)集中監(jiān)控系統(tǒng)是以縣級(jí)為單位，將全縣所有水廠的技術(shù)參數(shù)，供水管理日記等數(shù)據(jù)集中傳送到集中監(jiān)控中心而研發(fā)的一套監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)集成當(dāng)前國際上最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，把自動(dòng)化控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、gis技術(shù)、無線通訊技術(shù)、流媒體技術(shù)等靈活的運(yùn)用于飲水安全工程，實(shí)現(xiàn)智能化管理，操作人員可坐在控制室里，對(duì)傳上來的管網(wǎng)壓力、水質(zhì)（余氯

6、、ph值、cod、bod、硝酸鹽）、流量等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，利用智能化操作平臺(tái)，足不出戶的對(duì)整個(gè)管網(wǎng)進(jìn)行操控。系統(tǒng)易懂易學(xué)，操作簡便，同時(shí)還可以利用數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)和打印系統(tǒng)，隨時(shí)記錄、查詢、打印整個(gè)管網(wǎng)用電量、用水量、管網(wǎng)壓力等歷史記錄等數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)具備完善的故障預(yù)警及處理系統(tǒng)，當(dāng)各個(gè)參數(shù)超出或低于設(shè)置范圍時(shí)會(huì)以不同的方式（蜂鳴、短信、郵件）給管理員發(fā)出預(yù)警信號(hào)，并進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，做到及時(shí)性、有效性。此外該系統(tǒng)針對(duì)收費(fèi)難問題做了精細(xì)化改善，當(dāng)水費(fèi)拖欠到一定數(shù)額時(shí)，短信提醒并進(jìn)入特定供水模式，繳納水費(fèi)后自動(dòng)恢復(fù)正常。1.4系統(tǒng)的構(gòu)成與設(shè)計(jì)思想農(nóng)村飲水安全集中監(jiān)控系統(tǒng)有恒壓供水系統(tǒng)、水質(zhì)處理及在線監(jiān)測(cè)

7、系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)、視頻監(jiān)控四大部分組成。下面就各部分采用的方式、功能進(jìn)行簡要闡述。1.4.1 恒壓供水控制系統(tǒng)恒壓供水系統(tǒng)采用多井并聯(lián)變頻恒壓供水，主要為供水管網(wǎng)提供恒定壓力的水，保證供水的均勻性，同時(shí)防止管網(wǎng)爆裂，如果一個(gè)水廠有多眼水源井，應(yīng)將各個(gè)井同時(shí)注入主管網(wǎng)，并由plc對(duì)各水源井進(jìn)行自動(dòng)管理，這種方案的好處是除了保證該區(qū)域保持同樣的壓力外，各個(gè)水源井的水源可以隨意調(diào)動(dòng)，同時(shí)達(dá)到節(jié)約用水的目的。1. 4. 2水質(zhì)處理及在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在水源井處加裝除氟設(shè)備，有效地去除水中氟離子，降到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)水中的其它有害離子如鐵、錳、重金屬、氨氮、濁度也有一定的去除作用，而且沒有超標(biāo)物溶

8、出，濾料可以反復(fù)再生，而水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由水質(zhì)在線分析儀（可監(jiān)測(cè)化學(xué)需氧量和光吸收系數(shù)）、ph計(jì)、氧化還原電位計(jì)、流量計(jì)、溫度傳感器、電導(dǎo)率儀、懸浮固體/濁度儀、溶解氧分析儀等組成。如下圖所示：該系統(tǒng)本身具有數(shù)據(jù)集成采集與處理功能，所有輔助水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀都可以通過通用模擬接口420ma與水質(zhì)連續(xù)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主設(shè)備化學(xué)需氧量（cod）紫外在線監(jiān)測(cè)儀連接，所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)都進(jìn)入cod紫外在線監(jiān)測(cè)儀統(tǒng)一匯總，然后，cod紫外在線監(jiān)測(cè)儀可根據(jù)用戶要求分別通過gprs或rs485將監(jiān)測(cè)結(jié)果上傳到上一級(jí)監(jiān)控部門以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上報(bào)和遠(yuǎn)程控制等功能或上傳至pc機(jī)中，如果pc機(jī)中安裝有相應(yīng)的監(jiān)控軟件則還可以實(shí)

9、現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、歷史實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢和繪制濃度曲線圖等功能。1.4.3數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)信息采集采用電量傳感器（帶rs485端口的三相電表），壓力傳感器，超聲波流量計(jì)、液位計(jì)等可以適時(shí)地將各種物理信息變成電信號(hào)，在軟件的驅(qū)動(dòng)下完全自動(dòng)地向外發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送時(shí)間間隔可以任意調(diào)整，可以是1秒鐘、1分鐘、或者是1小時(shí)，這些工作不需要人工操作，一天二十四個(gè)小時(shí)無間斷工作，不管酷暑寒冬，風(fēng)雨交加都能任勞任怨無休止地工作，保證了數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。 數(shù)據(jù)傳輸采用gprs信息傳輸系統(tǒng)，其含義是通用無線分組業(yè)務(wù)，這是一種基于gsm系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線ip連接。gprs是一項(xiàng)高速數(shù)據(jù)處理

10、的技術(shù)，方法是以"分組"的形式傳送資料到用戶手上。其顯著的優(yōu)勢(shì)還在于其“永遠(yuǎn)在線”。 只要激活gprs應(yīng)用后，將一直保持在線，類似于無線專線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。這種系統(tǒng)不需要任何建設(shè)費(fèi)用，每年僅需幾十元的使用費(fèi)即可，簡單方便，無任何“門檻”，只要付費(fèi)，立即就能使用，并且這種系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，傳輸距離遠(yuǎn)，應(yīng)該作為信息傳輸系統(tǒng)的首選。各種數(shù)據(jù)經(jīng)過采集、傳輸送到信息處理中心，信息處理中心將對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)處理功能是把采集到的數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫中，并且在軟件的支持下，與系統(tǒng)的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、判斷，然后發(fā)出各種指令（如：控制指令、報(bào)警指令等），去控制外部設(shè)備（如：水泵啟停）的狀態(tài)

11、。信息處理的另一個(gè)任務(wù)是數(shù)據(jù)處理，即對(duì)各種歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，可以進(jìn)行一天、一月、一季、一年甚至十年的最大值、最小值、平均值、前差值、積累值、和其它各種特殊的運(yùn)算處理、統(tǒng)計(jì)分析。經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)根據(jù)需要，生成各類報(bào)表、趨勢(shì)曲線、生產(chǎn)圖表，包括即時(shí)報(bào)表、班報(bào)、月報(bào)、年報(bào)、各類趨勢(shì)曲線、棒狀圖等。進(jìn)而進(jìn)行分析預(yù)測(cè)和建立模型。1.4.4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)在各水廠重點(diǎn)位置（水廠出入口、配電房、泵房、水質(zhì)處理裝置處等）安裝攝像頭，連接網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)，通過以太網(wǎng)及視頻服務(wù)器傳輸至監(jiān)控中心，可以對(duì)整個(gè)區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行觀察和指揮。2.農(nóng)村飲水安全集中監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2.1 恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1.1 多

12、井聯(lián)網(wǎng)供水方案系統(tǒng)采用多井聯(lián)網(wǎng)的方式向管網(wǎng)供水，這樣可提高單位時(shí)間供水能力，可提高單位時(shí)間灌溉面積，提高生產(chǎn)效率。本方案中將三眼井泵出水口與主管道連接，同時(shí)向主管道注水。2.1.2恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案以三眼井為例說明系統(tǒng)的工作程序。各水廠有三眼井，三個(gè)潛水泵，每一眼井放置一個(gè)水位傳感器，檢測(cè)水井水位，三個(gè)潛水泵出口進(jìn)入同一個(gè)管網(wǎng)，三個(gè)潛水泵可以工作也可以配合工作。可以自動(dòng)工作，也可以手動(dòng)工作，手動(dòng)工作時(shí)用按鈕控制，自動(dòng)工作時(shí)采用plc控制，將水源井和管網(wǎng)水壓信息以及各種電信號(hào)經(jīng)信號(hào)采集模塊變?yōu)閿?shù)字信號(hào)送至plc，plc根據(jù)程序發(fā)出各種指令，控制潛水泵的工作。三臺(tái)水泵的工作方式，三臺(tái)水泵同時(shí)工作

13、或者單獨(dú)工作，第一臺(tái)泵工作一段時(shí)間后如果壓力達(dá)不到要求，第二臺(tái)泵自動(dòng)開啟，第二臺(tái)泵工作一段時(shí)間后如果壓力達(dá)不到要求，第三臺(tái)泵自動(dòng)開啟，如果壓力達(dá)到要求并保持一段時(shí)間后開始按倒序停泵，并保持第一臺(tái)泵進(jìn)入變頻狀態(tài)，調(diào)整頻率，電機(jī)轉(zhuǎn)速變慢，使總管道總是保持一個(gè)恒壓狀態(tài)，達(dá)到節(jié)約用電，節(jié)約用水的目的。 三眼井提供水源，可提高單位時(shí)間供水能力， 可提高單位時(shí)間灌溉面積，提高生產(chǎn)效率。三個(gè)潛水泵的電流、電壓信號(hào)以及以及水位信號(hào)都顯示控制柜的面板上，同時(shí)這些信號(hào)也送入到中控機(jī)中，在電腦中顯示和操作。系統(tǒng)總圖如下圖所示。2.1.3 plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與程序流程圖恒壓供水系統(tǒng)控制電路要求具有以下功能。1)根據(jù)

14、用水量的大小，由plc、變頻器控制3 臺(tái)水泵自動(dòng)進(jìn)入或退出運(yùn)行狀態(tài)，或者由現(xiàn)場(chǎng)人工控制啟停。2)系統(tǒng)根據(jù)總管道的壓力變化,自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器運(yùn)行頻率,自動(dòng)改變投入系統(tǒng)運(yùn)行的臺(tái)數(shù),以跟蹤設(shè)定壓力。3)系統(tǒng)有停電/正常切換功能,當(dāng)控制部分停電時(shí),可通過變頻器面板及現(xiàn)場(chǎng)啟停按鈕來控制系統(tǒng)運(yùn)行以維持水壓恒定。4)在監(jiān)控室設(shè)有變頻運(yùn)行、故障指示和現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)電流指示信號(hào)。plc控制程序流程圖：2.1.4 機(jī)泵選型根據(jù)項(xiàng)目區(qū)基本資料及其以上相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)，選用200qj32-78/6型潛水泵，其性能參數(shù)為：q=32m3/h，h=78m，額定功率15kw。2.2數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施方案2.2.1數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)架構(gòu)圖2

15、.2.2系統(tǒng)技術(shù)路線農(nóng)村飲水安全縣級(jí)集中監(jiān)控系統(tǒng)由中心主控系統(tǒng)（主計(jì)算機(jī)）、gprs數(shù)據(jù)傳輸單元、數(shù)據(jù)采集模塊、壓力變送器、流量計(jì)、電能傳感器等設(shè)備所組成。操作人員可坐在控制室里，對(duì)傳上來的壓力、用水量、供水狀態(tài)、用電負(fù)荷等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，利用遠(yuǎn)程控制技術(shù)，足不出戶的對(duì)整個(gè)供水管網(wǎng)進(jìn)行控制。同時(shí)還可以利用數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)和打印系統(tǒng)，隨時(shí)記錄、查詢、打印整個(gè)管網(wǎng)供水壓力、瞬時(shí)流量、流速、水質(zhì)情況等歷史記錄數(shù)據(jù)。農(nóng)村飲水安全集中監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為三層，第一層為控制中心由電腦和以太網(wǎng)組成；第二層為信息采集與傳輸（agprs1090i和gprsrtu），第三層為終端控制層（傳感器與繼電器）。下面詳細(xì)介

16、紹一下本方案。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。操作平臺(tái)服務(wù)器gprsdtu數(shù)據(jù)采集模塊開關(guān)量控制模塊傳感器繼電器控制總系統(tǒng)圖第一層控制處理中心： 中心采用通過gprs網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將分布在各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)傳感器數(shù)據(jù)傳送到中心計(jì)算機(jī)，在這里進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，及對(duì)供水管網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并可通過專用軟件在計(jì)算機(jī)上存儲(chǔ)，顯示數(shù)據(jù)和圖表并發(fā)送控制指令，同時(shí)可以人工進(jìn)行特殊操作，通過智能手機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查看。第二層 數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)： 集成采集、無線數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程控制于一體，將現(xiàn)場(chǎng)傳感器的模擬量、開關(guān)量、繼電器信號(hào)通過gprs無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)傳至監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)了由現(xiàn)場(chǎng)采集直達(dá)監(jiān)控中心的一套完整解決方案。可以直接通過各類通用型工

17、業(yè)組態(tài)軟件與遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)交流。第三層為信號(hào)采集終端與控制終端：管網(wǎng)流量、水廠用電量、用電負(fù)荷、管網(wǎng)壓力、供水水質(zhì)和水泵工作狀態(tài)等是本系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象，這些物理量通過各種傳感器將各種物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，這些電信號(hào)有電壓或電流、模擬量或脈沖等形式，在這一層還要對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行線性化處理，使各種物理量及其變化量與電信號(hào)之間保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，保證測(cè)量的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)總圖如下圖所示：在該系統(tǒng)中采用網(wǎng)絡(luò)版軟件，所有信息除了在中心控制室檢測(cè)外，還將數(shù)據(jù)上傳到縣、市、省各級(jí)管理部門。省監(jiān)控中心站灌區(qū)監(jiān)控中心站某水廠監(jiān)控點(diǎn)gprs /485線某水廠監(jiān)控點(diǎn)某水廠監(jiān)控點(diǎn)某水廠監(jiān)控點(diǎn)市監(jiān)控中心站

18、2.2.3數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能采集傳輸控制一體化，提高了系統(tǒng)可靠性，降低了成本； 配備多種接口資源：包括模擬量采集、開關(guān)量采集、脈沖信號(hào)輸入、繼電器輸出等； 支持一路rs232rs485（符合modbus協(xié)議）方式的數(shù)據(jù)接口，可接入電子式傳感器、plc等各種設(shè)備； 可在線遠(yuǎn)程設(shè)置模擬量、開關(guān)量、繼電器、報(bào)警等參數(shù)； 可以編程的量程轉(zhuǎn)換和報(bào)警上下限設(shè)定；繼電器可與模擬量、開關(guān)量設(shè)置報(bào)警關(guān)聯(lián)；模擬量分時(shí)段報(bào)警； 自動(dòng)定時(shí)上報(bào)和事件觸發(fā)上報(bào)功能；io精度12bit，采集誤差為千分之二以下； 采用工業(yè)級(jí)低功耗高性能的嵌入式處理器； 內(nèi)設(shè)工業(yè)時(shí)鐘，精確記時(shí)； 內(nèi)置大容量flash存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)自動(dòng)記

19、錄，支持歷史數(shù)據(jù)檢索； 通訊協(xié)議完善，組態(tài)軟件支持，免開發(fā)； 板載工業(yè)級(jí)gsmgprs通信模塊，方便選擇gsmgprs組網(wǎng)方式； 提供設(shè)置軟件，開放式接口，方便與組太軟件及其他軟件連接； 內(nèi)置看門狗，工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，穩(wěn)定可靠，堅(jiān)固耐用； 具有繼電器輸出遠(yuǎn)程控制電磁閥；2.2.4數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實(shí)施方案數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是指從管網(wǎng)末梢傳感器到中心控制室，中心控制室到電磁閥之間的信號(hào)傳輸，以及與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心之間的通信，根據(jù)現(xiàn)行的通信方式一般有三種，一是有線方式，二是無線方式，無線方式又有兩種，即數(shù)傳電臺(tái)方式和gprs信息傳輸方式，有線方式適用于短程通信，考慮到飲水安全工程的發(fā)展，我們一般不采用這種方式，數(shù)傳電臺(tái)

20、通訊范圍是幾十公里，采用國家規(guī)定專用頻道，專網(wǎng)專線、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，采用多種糾錯(cuò)方式保證信息實(shí)時(shí)可靠。數(shù)傳電臺(tái)采用內(nèi)部協(xié)議，自動(dòng)建鏈，傳輸速率120019200b/s（根據(jù)用戶需求多種可選），而且一對(duì)多組網(wǎng)時(shí)采用輪尋機(jī)制，不會(huì)因?yàn)槟骋粋€(gè)站點(diǎn)的通訊干擾或是通信故障而影響其它站點(diǎn)的正常通信。并且可以在輪尋時(shí)設(shè)置報(bào)警信息，可以及時(shí)方便地處理網(wǎng)絡(luò)中的各種問題，所以在幾十公里范圍內(nèi)搭建專網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)時(shí)，數(shù)傳電臺(tái)毫無疑議是首選。gprs信息傳輸系統(tǒng)， 其含義是通用無線分組業(yè)務(wù)，這是一種基于gsm系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線ip連接。gprs是一項(xiàng)高速數(shù)據(jù)處理的技術(shù)，方法是以"分組&q

21、uot;的形式傳送資料到用戶手上。其顯著的優(yōu)勢(shì)還在于其“永遠(yuǎn)在線”。 只要激活gprs應(yīng)用后，將一直保持在線，類似于無線專線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。這種系統(tǒng)不需要任何建設(shè)費(fèi)用，每年僅需幾十元的使用費(fèi)即可，簡單方便，無任何“門檻”，只要付費(fèi)，立即就能使用，并且這種系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，其顯著特點(diǎn)就是傳輸距離遠(yuǎn)，互聯(lián)網(wǎng)延伸到那里就能將信號(hào)傳輸?shù)侥抢?，?yīng)該作為遠(yuǎn)距離信息傳輸系統(tǒng)的首選。在本項(xiàng)目中第三層和第二層之間由于距離近我們采取有線通信方式，第二層與第一層之間我們采用gprs傳輸方式。2.2.5主要設(shè)備 2.2.5.1 1gprs dtu在gprs傳輸方式中我們的重點(diǎn)是gprs dtu的選型和使用。 gprs dtu概

22、述gprs dtu（data transmit unit，數(shù)據(jù)傳輸單元，也稱之為 m2m 設(shè)備或 ip modem）是一款工業(yè)級(jí)無線 dtu。基于 gprs 無線網(wǎng)絡(luò)。提供標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)串口（ rs232 / rs485 / ttl ）。支持?jǐn)?shù)據(jù)透明傳輸，實(shí)時(shí)在線/激活在線，遠(yuǎn)程復(fù)位。內(nèi)嵌tcp/ip協(xié)議棧，適用于工業(yè)控制行業(yè)，實(shí)時(shí)在線，小數(shù)據(jù)量，串口設(shè)備無線數(shù)據(jù)透明傳輸。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電力、環(huán)保監(jiān)測(cè)、車載、水利、金融、路燈監(jiān)控、熱力管網(wǎng)、煤礦、油田等行業(yè)。gprs dtu最基本的用法是在dtu中放入一張開通gprs功能的sim卡，dtu上電后先注冊(cè)到gprs網(wǎng)絡(luò)，然后通過gprs網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理中心

23、建立連接。這條連接涉及了無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，因特網(wǎng)寬帶供應(yīng)商，用戶公司的網(wǎng)絡(luò)情況，以及電腦配置等環(huán)節(jié)，因此要建立這條連接需要把各部分都配置好。在本質(zhì)上，dtu和數(shù)據(jù)處理中心建立的是socket連接。dtu是socket客戶端，數(shù)據(jù)處理中心是socket的服務(wù)端。socket連接有tcp協(xié)議和udp協(xié)議之分，dtu和中心要使用相同的協(xié)議，這個(gè)一般都有配置軟件進(jìn)行配置。給dtu配置好中心的ip地址和端口號(hào)后，則把dtu通過串口和設(shè)備相連。dtu和傳感器等設(shè)備連起來放置在現(xiàn)場(chǎng)。dtu上電后首先注冊(cè)到移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)，然后發(fā)送建立socket的請(qǐng)求包給移動(dòng)，移動(dòng)把這個(gè)請(qǐng)求發(fā)送到因特網(wǎng)。中心的服務(wù)端軟件接收到請(qǐng)求

24、后建立連接，并發(fā)送應(yīng)答信息。dtu發(fā)送的請(qǐng)求信息是因特網(wǎng)上的數(shù)據(jù)包，有一些原因會(huì)阻止中心收到連接請(qǐng)求包，這樣也就不能建立連接。最常見的有中心的電腦上有殺毒軟件、防火墻等把這些數(shù)據(jù)包給屏蔽了。另一是中心電腦是通過路由器上網(wǎng)的，在路由器上要設(shè)置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。socket連接建立后就可以雙向通信了。 gprs dtu四個(gè)核心功能：1.永遠(yuǎn)在線；dtu數(shù)據(jù)終端能夠保持與gprs/cdma網(wǎng)絡(luò)的連接，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)保持通訊鏈路暢通；2.自動(dòng)撥號(hào)；當(dāng)由于網(wǎng)絡(luò)或外部電源關(guān)閉等原因造成dtu與網(wǎng)絡(luò)鏈路中斷時(shí)，dtu能夠自動(dòng)發(fā)起撥號(hào)，重新與網(wǎng)絡(luò)指定ip建立連接。3.透明傳輸；所謂透明傳輸是指數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸

25、以后，到達(dá)串口端是嚴(yán)格按照數(shù)據(jù)原碼輸出的，不需要進(jìn)行協(xié)議解碼等處理。4.標(biāo)準(zhǔn)udp/tcp數(shù)據(jù)傳輸；可以根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)選擇使用通訊協(xié)議，udp協(xié)議是“無鏈接的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議”，tcp協(xié)議是“可靠的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議”；5.固定ip和支持動(dòng)態(tài)域名：dtu不但支持與固定ip建立連接，還能夠支持動(dòng)態(tài)域名解析，此特點(diǎn)為沒有固定ip時(shí)使用dtu提供了解決方案. gprs dtu的選型gprs dtu的選型時(shí)應(yīng)考慮以下參數(shù)一 無線參數(shù)1、 支持egsm900/gsm1800無線網(wǎng)絡(luò)2、 compliant to gsm phase 2/2+3、 支持語音、短信和傳真4、 支持全速率，增強(qiáng)全速率和半速率5、 支持中

26、、英文短消息6、 支持雙音多頻(dtmf)7、 支持g3傳真8、 編碼方案：cs1 - cs49、 符合smg31bis技術(shù)規(guī)范二、 硬件系統(tǒng)1、 高性能risc 嵌入式處理器，主頻80m 512k flash2、 接口：20pin排線接口，支持rs232/rs485/ttl，串口速率110230400bits/s六路開關(guān)量輸入/輸出接口指示燈：具有電源、通信及在線指示燈。天線接口：標(biāo)準(zhǔn)sma陰頭天線接口，特性阻抗50歐。sim卡接口：3v/5v標(biāo)準(zhǔn)的推桿式用戶卡接口。電源接口：標(biāo)準(zhǔn)的3芯火車頭電源插座。語音接口：標(biāo)準(zhǔn)的耳機(jī)麥克風(fēng)接口（預(yù)留）。3、 供電：外接電源：dc 9v 500ma寬電壓

27、供電：dc 5-35v通信電流：250ma待機(jī)電流：35ma4、 工業(yè)級(jí)無線模塊gsm模塊：simens tc35i5、 尺寸外形尺寸：92.7x61.3x23 mm（不包括天線及固定件）6、 其他參數(shù):工作環(huán)境溫度 -25+65ºc儲(chǔ)存溫度 -40+85ºc相對(duì)濕度 95%(無凝結(jié))三、 軟件功能1. 智能防掉線，支持在線檢測(cè)，在線維持，確保設(shè)備永遠(yuǎn)在線。2. 支持虛擬值守vwm（virtual man watch）功能，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠3. 支持rs232/rs485透明短信傳輸功能，可同時(shí)向5個(gè)電話號(hào)碼發(fā)送短信（根據(jù)客戶需要，可增加電話號(hào)碼數(shù)）4. 支持六路開關(guān)量輸入

28、短信告警功能，每路可同時(shí)向5個(gè)電話號(hào)碼發(fā)送短信（根據(jù)客戶需要，可增加電話號(hào)碼數(shù)）5. 支持六路開關(guān)量輸出控制功能6. 支持電路交換（csd）功能，適合于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)通信7. 多重軟硬件看門狗8. 數(shù)據(jù)包傳輸狀態(tài)報(bào)告。9. 標(biāo)準(zhǔn)的at命令界面10. 可以用做普通gsm modem11. 通過串口軟件升級(jí) 2.6.4.3 gprs dtu的參數(shù)配置dtu在不同的工作模式下，需要設(shè)定不同的參數(shù)。配置參數(shù)時(shí)，以使用的工作模式所列出的參數(shù)為準(zhǔn)。1.參數(shù)配置方法：第一步：將dtu通過串口線與pc機(jī)相連，暫不上電；第二步：運(yùn)行配置軟件，打開對(duì)應(yīng)的串口，給模塊加5vdc或1030vdc電源；第三步：上電5秒內(nèi)點(diǎn)

29、擊“進(jìn)入”按鈕，當(dāng)“模塊配置狀態(tài)”顯示“進(jìn)入”后，選擇相應(yīng)的工作模式后進(jìn)入配置界面；2.所要配置的參數(shù)如下所示：工作模式：根據(jù)需要選擇不同的工作類型。波特率：波特率是指dtu對(duì)應(yīng)的串口通訊波特率。注意：當(dāng)dtu與設(shè)備通訊時(shí)，dtu的串口波特率必須設(shè)置與設(shè)備使用的波特率一致，否則將無法通訊，dtu默認(rèn)選擇9600。奇偶校驗(yàn)：dtu對(duì)應(yīng)串口通訊的奇偶校驗(yàn)位，默認(rèn)選擇無校驗(yàn)。注意：當(dāng)dtu與設(shè)備通訊時(shí)，dtu的串口校驗(yàn)位必須設(shè)置與設(shè)備使用的校驗(yàn)位一致，否則將無法通訊，dtu默認(rèn)值為無校驗(yàn)。串口數(shù)據(jù)類型：dtu對(duì)應(yīng)串口通道的數(shù)據(jù)類型。注意：當(dāng)dtu與設(shè)備通訊時(shí)，dtu的串口數(shù)據(jù)位必須設(shè)置與設(shè)備使用的數(shù)

30、據(jù)位一致，否則將無法通訊，目前暫支持8位。串口顯示：dtu登陸過程時(shí)，是否輸出提示信息，默認(rèn)提示有效。在線連接時(shí)間：心跳包時(shí)間。當(dāng)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)dtu沒有數(shù)據(jù)通訊時(shí)，dtu主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行握手保持連接，默認(rèn)10分鐘。在線連接時(shí)間間隔：此為鏈路維護(hù)參數(shù)，即心跳包發(fā)送的時(shí)間間隔，dtu周期性發(fā)送固定格式的心跳包到dsc，dsc收到心跳包后，會(huì)給dtu確認(rèn)信息，從而達(dá)到維護(hù)dtu與dsc的鏈路連接，維持鏈路一直生存，保證dtu永遠(yuǎn)在線的功能。這是由于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商為了防止一些終端掛在網(wǎng)上，而不傳輸數(shù)據(jù)，占用無線網(wǎng)絡(luò)資源，當(dāng)發(fā)現(xiàn)終端一定時(shí)間內(nèi)（此時(shí)間隨著不同的地區(qū)不同而不同）沒有傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)主動(dòng)將

31、當(dāng)前使用的資源釋放，終端掉線。如果設(shè)置為0，表示不使用心跳功能，即dtu不發(fā)送心跳包；如果設(shè)置為非0值，表示dtu在此設(shè)定值的時(shí)間間隔定時(shí)發(fā)送心跳包，如果需要dtu永遠(yuǎn)在線，dtu與dsc之間應(yīng)有不間斷的數(shù)據(jù)傳輸，如果在心跳時(shí)間間隔內(nèi)有雙向的數(shù)據(jù)通訊或者dsc有數(shù)據(jù)發(fā)送到dtu，則dtu不發(fā)送心跳包。斷線重連時(shí)間：dtu掉線后，自動(dòng)重連的間隔，默認(rèn)0分鐘。注意：斷線重連時(shí)間，單位為分鐘。它是指dtu登陸失敗后，dtu會(huì)等待一個(gè)時(shí)間間隔后進(jìn)行重新登陸，此時(shí)間間隔即為斷線重連時(shí)間間隔。如果此參數(shù)設(shè)置為0時(shí)，則dtu掉線后會(huì)立刻進(jìn)行重新連接；如果參數(shù)設(shè)置為非0時(shí)，則dtu每次會(huì)等待這個(gè)設(shè)定值的時(shí)延后

32、，再重新登陸。dsc ip：數(shù)據(jù)中心ip地址，dtu主動(dòng)與此ip建立連接。dsc port：數(shù)據(jù)中心服務(wù)使用的端口號(hào)，dtu主動(dòng)與此端口建立連接。端口號(hào)在165535之間。出廠默認(rèn)端口號(hào)為：2021。本地port：dtu開放的端口，dtu使用此端口與其他節(jié)點(diǎn)建立連接。端口號(hào)在165535之間。出廠默認(rèn)端口號(hào)為：3030。apn：中國移動(dòng)gprs接入點(diǎn)名稱。具體設(shè)置根據(jù)使用的sim卡決定。id號(hào)類型：選擇是10字節(jié)或11字節(jié)的設(shè)備id號(hào)。默認(rèn)10字節(jié)。id號(hào)：根據(jù)id號(hào)類型設(shè)置相應(yīng)的id來代表dtu設(shè)備。短信控制使能：是否啟動(dòng)短信控制功能，默認(rèn)不使能。注意：當(dāng)啟動(dòng)短信控制后，dtu會(huì)根據(jù)設(shè)置的短

33、信等待、號(hào)碼綁定等功能控制dtu工作；反之其短信控制功能不起作用。短信等待使能：當(dāng)啟動(dòng)短信控制后，dtu上電后是否需要等待短信命令激活。注意：當(dāng)啟用了短信等待時(shí)，dtu上電后不會(huì)立即進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，而是附著在網(wǎng)絡(luò)上等待短信命令來激活dtu。若此參數(shù)有效，dtu每次復(fù)位都會(huì)判斷此參數(shù)，一般情況下不需要選擇短信等待使能，若dtu很少使用，為了節(jié)省流量，在終端工作完畢后dtu就斷開網(wǎng)絡(luò)連接處于等待模式當(dāng)需要使用dtu時(shí)發(fā)一條短信就可以激活dtu，當(dāng)不使用dtu時(shí)，可以通過命令或者短信關(guān)閉dtu，這樣可以最大限度的節(jié)省費(fèi)用也可以延長dtu的使用壽命。號(hào)碼綁定使能：綁定后，只有設(shè)定的號(hào)碼才可以控制dtu，

34、其他號(hào)碼無效(推薦不綁定)短信數(shù)據(jù)傳輸格式選擇：格式1或格式2。短信控制密碼：在發(fā)送短信配置和控制dtu時(shí)必須與設(shè)置的號(hào)碼進(jìn)行密碼校驗(yàn)。 gprs dtu的安裝1、供電電源dtu終端必須使用穩(wěn)定的直流電源供電?？紤]到dtu主要是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用，為了能夠很好的自適應(yīng)外部環(huán)境，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，采用直流+10v30v的供電電源；考慮到dtu也用于嵌入式應(yīng)用，通常嵌入用戶目標(biāo)電路板,都有穩(wěn)定的直流供電電源,電源電壓為+5v，此模塊也可以采用直流+5v的供電電源。2、sim卡安裝考慮到用戶的二次開發(fā)的要求，已經(jīng)將sim卡的安裝位置放在dtu的頂部上側(cè)，安裝時(shí)，用一尖狀物頂觸sim插座左邊的黃色按鈕，彈出

35、sim座套將sim卡接觸簧片朝下，重新插入sim卡座即可。注意：請(qǐng)一定斷電插拔卡，否則容易損壞dtu。3、數(shù)據(jù)線連接端子排示意圖：圖3-4 接線端子dtu的數(shù)據(jù)接口采用標(biāo)準(zhǔn)的10p端子，用戶根據(jù)端子提示進(jìn)行連線。端子定義如下：表3-1 端子定義引腳信號(hào)名稱描述備注1+5v電源供電正極當(dāng)使用端子9供電時(shí)，此端子可以提供200ma/5v的電源2gnd電源地3kgin節(jié)能休眠狀態(tài)控制通過外部輸入控制進(jìn)入節(jié)能休眠狀態(tài)用戶也可根據(jù)需要定制使用4kgout節(jié)能反饋指示5work工作狀態(tài)指示進(jìn)入正常通訊狀態(tài)時(shí)為高電平6txddtu數(shù)據(jù)發(fā)送端若與終端需rs485轉(zhuǎn)換時(shí)為：data+7rxddtu數(shù)據(jù)接收端若與

36、終端需rs485轉(zhuǎn)換時(shí)為: data-8gnd信號(hào)地9vcc+12v30v寬限電源、通信時(shí)工作電流600ma10gnd電源地dtu與用戶數(shù)據(jù)接口接線示意圖：dtu用戶可以選擇dc +5v供電或dc +1030v供電，信號(hào)線連接相同，因供電電源選擇不同，就需要連接不同的電源端子。信號(hào)線連接示意圖如下：接線端口定義4、工作狀態(tài)指示 dtu終端有2個(gè)指示燈。一個(gè)是工作狀態(tài)指示能，一個(gè)是串口發(fā)送指示燈。 工作狀態(tài)指示：1） 常亮 ：處于上電狀態(tài)，正在初始化各項(xiàng)參數(shù)。2） 不亮 ：dtu沒有上電或者損壞。3） 1秒2次閃爍：dtu處于等待狀態(tài)，等待短信激活（選用短信控制）。4） 1秒1次閃爍：dtu處于

37、正常通訊狀態(tài)。5） 3秒1次閃爍：dtu處于節(jié)能休眠狀態(tài)（通過開關(guān)量輸入接口控制）。串口發(fā)送指示：當(dāng)dtu串口向外發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，此燈閃爍。5、終端使用注意事項(xiàng)1）dtu無線數(shù)傳模塊屬智能性數(shù)據(jù)通信終端，安裝設(shè)置完成后，接入數(shù)據(jù)源即可使用，正常運(yùn)行時(shí)無需用戶介入，為用戶構(gòu)建全透明傳輸、永遠(yuǎn)在線的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專用網(wǎng)絡(luò)。2）dtu無線數(shù)傳模塊可嵌入用戶的使用環(huán)境，由于該設(shè)備通訊使用的是中國移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)，必須注意將模塊天線放在信號(hào)好的地方，在信號(hào)接收不良的環(huán)境下(如用戶的金屬機(jī)殼內(nèi)、地下室或強(qiáng)電磁干擾源等信號(hào)較弱位置等)安裝dtu，請(qǐng)將天線引入信號(hào)良好的位置，如室外。3） 該設(shè)備具有無線發(fā)射和接收的射頻元件，

38、上電前必須連接所配備的天線。當(dāng)天線接觸不好或不接天線時(shí)，會(huì)大大加快設(shè)備老化。 4）該設(shè)備的rs232串口不可帶電插拔，連接前請(qǐng)先給該設(shè)備斷電。 2.2.5.2壓力變送器安裝說明1. 若壓力系統(tǒng)有瞬時(shí)過壓，該變送器過載范圍應(yīng)滿足系統(tǒng)要求，并配置緩沖閥；2. 測(cè)量介質(zhì)應(yīng)與變送器的結(jié)構(gòu)材料相兼容3. 測(cè)量介質(zhì)不能堵塞變送器的引壓孔；4. 禁止隨意拆卸、碰撞變送器及強(qiáng)行絞擰導(dǎo)線，嚴(yán)禁用異物捅引壓孔；5. 根據(jù)產(chǎn)品鏈接類型，查對(duì)現(xiàn)場(chǎng)接口是否與產(chǎn)品一致。若為螺紋接口，應(yīng)緩速擰緊，注意密封，不能把轉(zhuǎn)矩直接加到變送器殼體上，只能加在壓力接口的六角上。接線方式信號(hào)（電源）端子設(shè)置在電氣盒的一個(gè)獨(dú)立腔室內(nèi)。接線前

39、，先擰下表蓋，把信號(hào)（電源）線穿線孔穿入，把線接在+、-端子及地上，擰緊表蓋和穿線孔螺栓。信號(hào)線不要和其他電源線一起穿金屬管或放在同一線槽中，也不要再強(qiáng)電設(shè)備前通過。注意：接好線后，務(wù)必將表蓋擰緊，以免潮氣進(jìn)入電氣盒內(nèi)，損壞電路。電阻 a b + -電源記錄儀表調(diào)試變送器在出廠前均已嚴(yán)格標(biāo)定過，用戶無需自行標(biāo)定。傳感器膜片和內(nèi)充硅油的重量會(huì)對(duì)傳感器芯片產(chǎn)生一定的壓力，因安裝位置不同，最大可產(chǎn)生200pa的壓力）如（正放與倒放）。若零點(diǎn)有偏差，通電后請(qǐng)打開電路腔室表蓋，調(diào)整零點(diǎn)電位器，使之輸出電流為4ma。運(yùn)行用戶無須對(duì)變送器進(jìn)行任何調(diào)整即可投入運(yùn)行，再投入運(yùn)行前，務(wù)必再嚴(yán)格檢查安裝、電氣連接是

40、否正確，接通電源即可工作，但預(yù)熱30分鐘后輸出信號(hào)較為穩(wěn)定可靠。主要技術(shù)性能量程范圍表壓00.2kpa.60mpa 絕壓：070kpa-35mpa負(fù)壓-100kpa700kpa溫度范圍標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)溫度-2080擴(kuò)展介質(zhì)溫度-40120精度等級(jí)0.2、0.5穩(wěn)定性優(yōu)于±0.2%fs/年溫度系數(shù)-20-70范圍內(nèi)，變化量小于優(yōu)于±0.18%fs/工作電壓標(biāo)準(zhǔn)24v.dc、1530v.dc輸出信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)4-20ma.dc防護(hù)等級(jí)ip65過程連接標(biāo)準(zhǔn)接頭m20*1.5外螺紋允許過載2倍滿量程壓力傳輸方式二線制、三線制工作原理變送器的測(cè)量元件是一個(gè)壓阻壓力傳感器。它利用半導(dǎo)體硅材料的壓阻效

41、應(yīng)，實(shí)現(xiàn)壓力與電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。被測(cè)壓力作用到不銹鋼膜片上，通過為銹、鋼膜片與敏感芯片之間灌沖的硅油，把壓力傳遞到敏感芯片上（陶瓷型膜片則沒有液體的傳遞，壓力直接作用到敏感芯片上），敏感芯片通過導(dǎo)線與變送器專用放大電路連接，由于敏感芯片上惠斯登電橋輸出的電信號(hào)與作用壓力有著良好的線性關(guān)系，所以可實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的準(zhǔn)確測(cè)量，變送器對(duì)液體測(cè)量的基本原理，就是把與液體深度成正比的液體靜壓力，通過變送器轉(zhuǎn)換成電流（或電壓）信號(hào)輸出，從而建立起輸出電信號(hào)與液體深度的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)液位、即液體深度的測(cè)量。2.2.5.3超聲波流量計(jì)特點(diǎn)和功能1. 硬件模塊化設(shè)計(jì)，生產(chǎn)及維修操作簡易2. 內(nèi)置4m字節(jié)數(shù)據(jù)記錄器，

42、可記錄20萬行定時(shí)輸出或及時(shí)打印數(shù)據(jù)3. 電氣隔離rs485接口，含modbus、m-bus、fuji等10多種通訊協(xié)議4. 電氣隔離0-20ma或4-20ma電流環(huán)輸出，可循環(huán)路供電方式（兩線制）5. 可選hart協(xié)議6. 符合cj128國家熱表標(biāo)準(zhǔn)的熱量測(cè)量功能。7. 8-36vdc，8-30vdc，220vdc供電方式可選8. 具有手動(dòng)累計(jì)器和批量控制器功能9. 年月日累計(jì)記錄功能，記錄并查閱前32次斷電時(shí)間及其他數(shù)據(jù)10. 間隔可設(shè)定范圍為1秒到24小時(shí)一次的自動(dòng)數(shù)據(jù)記錄或輸出功能，有多達(dá)22項(xiàng)輸出內(nèi)容11. 三路精度為0.1%的模擬輸入。技術(shù)特點(diǎn)1. 測(cè)量精度：1%，重復(fù)性：優(yōu)于0.

43、2%2. 工作電源：隔離dc8-36v或ac85-264v3. 功耗：工作電流50ma4. 可選輸出：1路標(biāo)準(zhǔn)隔離rs485輸出，1路標(biāo)準(zhǔn)隔離0-20ma或4-20ma輸出，雙路隔離oct輸出，1路雙向串行外設(shè)通用接口，可以直接通過串聯(lián)的形式連接多個(gè)諸如4-20毫安模擬輸出板、頻率信號(hào)輸出板、熱敏打印機(jī)、數(shù)據(jù)記錄儀等外部設(shè)備5. 可選輸入：3路4-20ma模擬輸入回路6. 顯示：2*10漢子背光顯示器（中英文雙選）7. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：選配內(nèi)置存儲(chǔ)器（sd卡）可存儲(chǔ)時(shí)間、瞬時(shí)流量、累積流量、信號(hào)狀態(tài)等。通過專用軟件可將數(shù)據(jù)倒入計(jì)算機(jī)。8. 通訊協(xié)議：modbus協(xié)議、m-bus協(xié)議、fuji協(xié)議并兼

44、容國內(nèi)其他廠家同類產(chǎn)品的通訊協(xié)議。 操作面板 接線端子 -+vlnllllrs485信號(hào)交流電源輸入將該超聲波流量計(jì)固定在控制箱中，按說明書要求連接485通訊線及電源線，將外敷式傳感器按v法、z法、n法、w法進(jìn)行安裝，其中dn200以下的管道可優(yōu)選v法，無信號(hào)或信號(hào)質(zhì)量差時(shí)可選用z法，dn200以上的管道或者鑄鐵管道式優(yōu)選z法，n法和w法是較少使用的方法，通常適合dn50mm以下的細(xì)管道安裝。安裝完畢后，接通電源進(jìn)行參數(shù)配置，主要參數(shù)有以下幾種，其他不需要設(shè)置。m63選擇使用的通訊協(xié)議，這里選擇modbus-rtum46設(shè)備地址碼（儀表通訊地址）為了不與數(shù)據(jù)采集模塊通訊地址沖突，這里我們選擇4

45、/5/6m62 波特率選擇，這里我們選擇9600m11/12/13/14是對(duì)管道外徑、管壁厚度、內(nèi)徑、材質(zhì)的設(shè)置以上參數(shù)設(shè)置方法即可直接鍵入數(shù)值回車鍵ent，也可鍵入回車鍵ent后，在鍵入數(shù)字鍵，然后在鍵入回車鍵ent確認(rèn)。訪問選擇窗口時(shí)，可以查看對(duì)應(yīng)所選擇的選擇項(xiàng)，如果欲進(jìn)行修改，必須先鍵入回車鍵ent，這時(shí)屏幕左邊將出現(xiàn)“”和山東的光標(biāo)，表示可進(jìn)行修改選擇狀態(tài)，使用者可使用上下鍵移出所要的選擇項(xiàng)后，鍵入ent鍵確認(rèn)。2.2.5.4電能表主要技術(shù)指標(biāo)1. 基本誤差：符合國標(biāo)和用戶要求2. 啟動(dòng)電流：1級(jí)儀表：0.004ib（經(jīng)互感器接入：0.002in）； 2級(jí)儀表：0.005ib（經(jīng)互感器

46、接入：0.003in）；3. 潛動(dòng)：當(dāng)電能表施加參比電壓的115%而電流線路無電流時(shí)，10倍的啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)電能表測(cè)試輸出不應(yīng)產(chǎn)生多余一個(gè)脈沖。4. 工作電源電壓：0.7un-1.2un5. 工作溫度：-20-55；相對(duì)濕度：25%rh-95%rh6. 功耗：每路電壓線路有功功耗1.5w，視在功耗6va主要功能計(jì)量功能儀表能正確計(jì)量正向、反向有功總電能，電量組合方式固定反向電量累加至正向，具有分相計(jì)量功能，計(jì)量a、b、c相分向正反向有功總電能事件檢測(cè)儀表電壓正常時(shí)，液晶上顯示ua ub uc表示不缺相，當(dāng)儀表任意一相或兩相的電壓低于70%un，該相被判斷為斷相，若持續(xù)時(shí)間大于設(shè)置時(shí)間，液晶上三相電

47、壓符號(hào)ua ub uc消失，紅色報(bào)警指示燈亮，時(shí)間默認(rèn)為60s。通訊功能通信信道物理層是相互獨(dú)立的，任意一條通信信道的損壞都不影響其他信道正常工作。具有485通訊功能，標(biāo)準(zhǔn)速率為1200bps可支持2400bps、4800bps。擴(kuò)展功能可擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，電表記錄最近12個(gè)月的月凍結(jié)電量，月凍結(jié)電量續(xù)寫支持集合命令以適應(yīng)集抄，月凍結(jié)時(shí)間可設(shè)（日、時(shí)），且限制時(shí)間為1-28日，下點(diǎn)后過結(jié)算日，最多只補(bǔ)凍一次。調(diào)試方案按說明要求將rs485接口連接至數(shù)據(jù)采集模塊上，加載三相電源(注意接線端子位置，應(yīng)按接線圖正確接線，端鈕盒的引入線建議使用銅線或銅接頭，螺釘應(yīng)擰緊，避免因接觸不良或引線太細(xì)發(fā)熱而引

48、起燒毀）后觀察顯示窗口是否異常（鍵入上下鍵進(jìn)行查看）。2.2.5.5數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)于自身不帶采集功能的傳感器我們就需要借助于數(shù)據(jù)采集模塊，本系統(tǒng)用到的是阿爾泰3058r模擬量采集輸入模塊。技術(shù)指標(biāo)8路模擬量輸入模塊輸入類型：±5v、0-5v、1-5v或±10v，0-10v或±20ma，0-20ma、4-20ma、0-22ma三組量程可供選擇，這里我們選擇4-20ma的。通道輸入：6路差分、2路單端或8路差分采樣頻率：10hz精度：0.2%供電電壓：15-30v輸入阻抗：8m零點(diǎn)漂移：20uv/滿量程漂移：25ppm/cmr：50/60hz 86dbnmr: 50/

49、60hz 100db隔離電壓：2500vrms（浪涌保護(hù)電壓）內(nèi)置看門狗功耗：1.3w24vdc操作溫度：-10-70存儲(chǔ)溫度：-20-85接線端子 模塊默認(rèn)通訊地址為1，波特率為9600使用方法：1. 模塊供電要求：10v-30v a.+vs接電源正，gnd接地 b.dam-3058r通過轉(zhuǎn)換模塊（rs232轉(zhuǎn)rs485或usb轉(zhuǎn)rs485）連接到計(jì)算機(jī)，data+、data-分別接轉(zhuǎn)換模塊的data+和data-。2. 復(fù)位 短接jp1的3.4引腳，在斷電情況下將init*端與gnd端短接，加電至指示燈閃爍停止，斷電：將init*端與gnd端斷開，此時(shí)模塊已經(jīng)完成復(fù)位。3. 連接模塊默認(rèn)波

50、特率9600，連接，搜索模塊若出現(xiàn)如下配置界面則正常，若不出現(xiàn)則重復(fù)以上步驟，4. 修改模塊信息地址和波特率都可以修改再把模塊地址改為1，波特率改為9600重新搜索2.3視頻監(jiān)控系統(tǒng)矩陣視頻服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)分配器以太網(wǎng)以太網(wǎng)2.3.1視頻監(jiān)控系統(tǒng)主架構(gòu)圖2.3.2系統(tǒng)技術(shù)路線農(nóng)村飲水安全工程作為一項(xiàng)民心工程，要求其監(jiān)控智能化系統(tǒng)的功能和規(guī)模要非常完善和實(shí)用，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建和實(shí)施為智能化弱電系統(tǒng)的使用者和管理者創(chuàng)造一個(gè)現(xiàn)代化的高效、舒適、便利快捷而又高度安全的環(huán)境。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案具有適度的超前意識(shí)和先進(jìn)性，采用目前國際上和行業(yè)內(nèi)的主流技術(shù)和系統(tǒng)產(chǎn)品，緊密跟隨新技術(shù)的發(fā)展步伐。該系統(tǒng)為

51、預(yù)防、震懾犯罪，減少財(cái)產(chǎn)損失，保障管理人員人身安全，完善飲水安全防范體系、提高整個(gè)供水管網(wǎng)整體防控能力，創(chuàng)建一個(gè)文明、安全、和諧、美麗的生活居住環(huán)境做了詳細(xì)方案設(shè)計(jì)，在各個(gè)水廠主要出入口和樓梯間主要走廊、主要設(shè)備等處設(shè)立視頻監(jiān)控點(diǎn)，將監(jiān)控圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心和其它相關(guān)部門，通過對(duì)圖像的瀏覽、記錄等方式，使相關(guān)職能部門直觀地了解和掌握監(jiān)控區(qū)域的治安動(dòng)態(tài)，有效提高縣級(jí)水利部門管理水平。2.3.3視頻監(jiān)控系統(tǒng)建具備以下功能要求： 1.實(shí)時(shí)圖像點(diǎn)播 能按照指定設(shè)備、指定通道進(jìn)行圖像的實(shí)時(shí)點(diǎn)播，支持點(diǎn)播圖像的顯示、縮放、抓拍和錄像，支持多用戶對(duì)同一圖像資源的同時(shí)點(diǎn)播。 2. 遠(yuǎn)程控制 能通過手動(dòng)或自動(dòng)

52、操作，對(duì)前端設(shè)備的各種動(dòng)作進(jìn)行遙控；能設(shè)定控制優(yōu)先級(jí)，對(duì)級(jí)別高的用戶請(qǐng)求有相應(yīng)措施保證優(yōu)先響應(yīng)。3. 存儲(chǔ)和備份 監(jiān)控控制平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫在記錄圖像信息的同時(shí)還記錄與圖像信息相關(guān)的檢索信息，如設(shè)備、通道、時(shí)間、報(bào)警信息等?？偪刂行牟捎胕psan存儲(chǔ)進(jìn)行部署，圖像分辯率采用cif（352×288），存儲(chǔ)視頻信息不少于30天。 4. 歷史圖像的檢索和回放 能按照指定設(shè)備、通道、時(shí)間、報(bào)警信息等要素檢索歷史圖像資料并回放和下載；回放支持正常播放、快速播放、畫面暫停、圖像抓拍等； 5.報(bào)警管理 報(bào)警的接收和分發(fā)，能接收?qǐng)?bào)警源發(fā)送過來的報(bào)警信息，根據(jù)報(bào)警處置策略將報(bào)警信息分發(fā)給相應(yīng)的系統(tǒng)、設(shè)備進(jìn)行

53、處理。報(bào)警源包括前端報(bào)警設(shè)備/報(bào)警子系統(tǒng)、監(jiān)控設(shè)備的視頻移動(dòng)偵測(cè)輸出。 6. 報(bào)警聯(lián)動(dòng) 若報(bào)警位臵存在監(jiān)控設(shè)備，報(bào)警發(fā)生時(shí)能通過預(yù)設(shè)方式自動(dòng)調(diào)用視頻或聲音信息進(jìn)行報(bào)警復(fù)核，并觸發(fā)錄音錄像，系統(tǒng)支持與其它警用業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警聯(lián)動(dòng)7. 語音雙向?qū)χv 根據(jù)應(yīng)用需要（如安全防護(hù)等），能支持在監(jiān)控點(diǎn)和監(jiān)控中心之間實(shí)現(xiàn)語音雙向?qū)χv功能。 8. 系統(tǒng)的人機(jī)交互 具有直觀、友好、簡潔的人機(jī)交互界面。 具有視頻畫面分割顯示、信息提示等處理功能。能反映自身的運(yùn)行情況，對(duì)正常、報(bào)警、故障等狀態(tài)給出指示。 9.用戶與權(quán)限管理 監(jiān)控中心具有對(duì)接入的用戶進(jìn)行授權(quán)和認(rèn)證的功能。用戶及權(quán)限管理可由各監(jiān)控中心獨(dú)立執(zhí)行，也可集中

54、執(zhí)行。 用戶及權(quán)限管理模塊是定義用戶對(duì)設(shè)備的操作權(quán)限、訪問數(shù)據(jù)的權(quán)限和使用程序的權(quán)限。 監(jiān)控中心的用戶有權(quán)限獲取所轄范圍內(nèi)的歷史圖像和實(shí)時(shí)監(jiān)視圖像，當(dāng)需要獲取非管轄范圍內(nèi)的歷史圖像和實(shí)時(shí)圖像時(shí)，須取得有效授權(quán)。系統(tǒng)可提供對(duì)前端設(shè)備進(jìn)行獨(dú)占性控制的鎖定及解鎖功能，鎖定和解鎖方式可設(shè)定。 10.網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備管理 能在監(jiān)控管理平臺(tái)范圍內(nèi)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，收集、監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的監(jiān)控設(shè)備、相關(guān)服務(wù)器的運(yùn)行情況；對(duì)有權(quán)限調(diào)用訪問本級(jí)監(jiān)控中心的用戶能進(jìn)行監(jiān)控；在系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)工作時(shí)鐘同步。 11.日志管理 日志包括運(yùn)行日志和操作日志兩種，運(yùn)行日志應(yīng)能記錄系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備啟動(dòng)、自檢、異常、故障、恢復(fù)、關(guān)閉等狀態(tài)及發(fā)生時(shí)間；操作日志應(yīng)能記錄操作人員進(jìn)入、退出系統(tǒng)的時(shí)間和主要操作情況。 12.系統(tǒng)圖像質(zhì)量 應(yīng)保證圖像信息的原始完整性，即在色彩還原性、圖像輪廓還原性（灰度級(jí)）、事件后繼性等方面均與現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景保持最大相似性。系統(tǒng)的最終顯示圖像應(yīng)達(dá)到高清圖像d1(720×576)質(zhì)量，