第一篇：安特成廠家GPRS模塊在供水調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用

GPRS模塊在供水調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、項(xiàng)目背景

城市供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的是解決自來(lái)水公司對(duì)供水各環(huán)節(jié)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。該系統(tǒng)由監(jiān)控中心和各個(gè)水源監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成，各個(gè)水源監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集終端（RTU或PLC）可監(jiān)視和采集水位、壓力、流量、濁度、余氯、泵頻等各種數(shù)據(jù)，供控制中心及有關(guān)部門(mén)分析和決策取用，提高工作效率，保證供水質(zhì)量，滿(mǎn)足日益增產(chǎn)的用水量的需求。

城市供水調(diào)度需要對(duì)各個(gè)自來(lái)水廠進(jìn)行管理，包括自來(lái)水公司控制中心、水廠分控中心、管網(wǎng)加壓站和水源監(jiān)控站等。城市供水調(diào)度系統(tǒng)一般包括：水壓控制中心、多個(gè)水廠分控中心、多個(gè)水廠監(jiān)控分站、多個(gè)水源井監(jiān)控站、多個(gè)管網(wǎng)加壓站和多個(gè)管網(wǎng)測(cè)壓站。

城市供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)管道壓力、水流量的數(shù)據(jù)傳送及閥門(mén)開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制，降低了故障率和提高了對(duì)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間。便于及時(shí)迅速的了解和控制遠(yuǎn)端管道及閥門(mén)，降低故障率和縮短檢修的時(shí)間，減少停水次數(shù)。各水源監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集終端可自動(dòng)采集管道壓力、水流量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與開(kāi)關(guān)狀態(tài)等數(shù)據(jù)，信息傳輸?shù)阶詠?lái)水公司的監(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過(guò)對(duì)傳輸回的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可找到出故障的地點(diǎn)，從而當(dāng)一個(gè)遠(yuǎn)端出現(xiàn)故障時(shí)，能在最短的時(shí)間內(nèi)解決問(wèn)題，恢復(fù)供水，提高了整體的服務(wù)水平，從而實(shí)現(xiàn)了城市供水的信息化、現(xiàn)代化。

目前，自來(lái)水供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)中采用的數(shù)據(jù)通信可簡(jiǎn)單分為有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)兩大類(lèi)，其中有線(xiàn)通信主要包括架設(shè)光纜、電纜或租用電信電話(huà)線(xiàn)、X.25、DDN、ADSL等，而無(wú)線(xiàn)則包括超短波通信、擴(kuò)頻通信、衛(wèi)星通信、GSM 短信/GPRS通信等。

在城市供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)中，由于各管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)分布范圍廣、數(shù)量多、距離遠(yuǎn)，個(gè)別點(diǎn)還地處偏僻，因此架設(shè)光纜、鋪設(shè)電纜難度大、不切合實(shí)際，向電信部門(mén)租用專(zhuān)用電話(huà)線(xiàn)又要申請(qǐng)很多電話(huà)線(xiàn)，而且有些監(jiān)控點(diǎn)線(xiàn)路難以到達(dá)，況且采用電話(huà)線(xiàn)路時(shí)需要等待漫長(zhǎng)的電話(huà)撥號(hào)過(guò)程，速度慢，運(yùn)營(yíng)成本較高，總之監(jiān)控系統(tǒng)采用有線(xiàn)通信方式建設(shè)周期長(zhǎng)、工作難度大、運(yùn)行費(fèi)用高，不便于大規(guī)模使用；與之相比，無(wú)線(xiàn)通信方式則顯得非常靈活，它具有投資較少、建設(shè)周期短、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。在監(jiān)控系統(tǒng)中，無(wú)線(xiàn)通信方式主要包括：超短波（230MHz）無(wú)線(xiàn)數(shù)傳、擴(kuò)頻、衛(wèi)星通信、GSM數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)等，其中衛(wèi)星通信由于通信費(fèi)用昂貴，只在一些特殊的領(lǐng)域下使用，未得以普及；而擴(kuò)頻通信技術(shù)雖然速率高，但只能在視距范圍內(nèi)傳輸，應(yīng)用也受到限制。采用超短波數(shù)傳電臺(tái)作為傳輸信道具有組網(wǎng)靈活、擴(kuò)展容易、維修方便、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但由于系統(tǒng)工作于230MHz且多采用普通間接調(diào)制的數(shù)傳電臺(tái)，這就造成系統(tǒng)易受外界干擾、通信速率低、誤碼率高、數(shù)據(jù)傳送量不大、信號(hào)覆蓋范圍小等缺點(diǎn)。

二、方案選擇

經(jīng)過(guò)比較分析，我們選擇中國(guó)移動(dòng)的GPRS系統(tǒng)作為城市供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信平臺(tái)。目前，GSM網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)電信部門(mén)的多年建設(shè)，覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，已成為成熟、穩(wěn)定、可靠的通信網(wǎng)絡(luò)，特別是中國(guó)移動(dòng)新推出的GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無(wú)線(xiàn)IP連接。在移動(dòng)通信公司的GPRS業(yè)務(wù)平臺(tái)上構(gòu)建自來(lái)水供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成本的優(yōu)點(diǎn)，而且設(shè)備安裝方便、維護(hù)簡(jiǎn)單。

GPRS無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)具備如下特點(diǎn)：

1、良好的實(shí)時(shí)響應(yīng)與處理能力。與短消息服務(wù)比較，由于GPRS具有實(shí)時(shí)在線(xiàn)特性，系統(tǒng)無(wú)時(shí)延，系統(tǒng)能夠同時(shí)實(shí)時(shí)收取、處理多個(gè)/所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各種數(shù)據(jù)，無(wú)需輪詢(xún)就可以使同步監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)鐘可很好的滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。

2、遠(yuǎn)程儀器設(shè)備控制：由于采用GPRS雙向傳輸系統(tǒng)，監(jiān)控中心可以反向?qū)崿F(xiàn)對(duì)儀器設(shè)備的時(shí)間校正、狀態(tài)報(bào)告、開(kāi)關(guān)以及其他監(jiān)測(cè)、控制等功能。

3、建設(shè)成本低：可充分利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備安裝即接通，而采用超短波通信時(shí)需要充分考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，還需要配備天線(xiàn)鐵架等附屬設(shè)備。

4、安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，建設(shè)周期短：利用現(xiàn)有成熟GSM網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)基本不需要調(diào)試，安裝簡(jiǎn)捷。采用超短波通信時(shí)安裝調(diào)試工作量大，要先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)測(cè)試，天線(xiàn)鐵架架設(shè)，天線(xiàn)方向角度調(diào)試等工作。

5、覆蓋范圍廣。構(gòu)建供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)通信覆蓋范圍廣，擴(kuò)容無(wú)限制，接入地點(diǎn)無(wú)限制，能滿(mǎn)足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。

由于管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量眾多，分布在全市范圍內(nèi)，部分管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)位于偏僻地區(qū)，而且地理位置分散。采用超短波通訊方式，覆蓋范圍只有30多公里；而采用GPRS方式，理論上在無(wú)線(xiàn)GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍之內(nèi)，都可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。

1、數(shù)據(jù)傳輸速率高。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達(dá)171.2kbit/s，實(shí)際應(yīng)用時(shí)數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，而目前一般的超短波數(shù)傳電臺(tái)傳送速率多為2.4kbit/s或更低。

2、系統(tǒng)的傳輸容量大。監(jiān)控中心站要和每一個(gè)管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連接。由于管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿(mǎn)足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，而GPRS技術(shù)能很好地滿(mǎn)足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。

3、通信費(fèi)用低。由于GPRS采用包月計(jì)費(fèi)的方式，運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本低，月通信費(fèi)用將在200元之內(nèi)。

三、解決方案介紹

由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)分站的GPRS模塊和該主機(jī)進(jìn)行通信。

（一）系統(tǒng)組成1、管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)：

管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)：各監(jiān)控點(diǎn)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊采集如壓力、流量等數(shù)據(jù)，通過(guò)RS232接口與GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端相連，通過(guò)GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置嵌入式處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)。

2、監(jiān)控中心：

監(jiān)控中心的主模塊不需要固定的IP地址，也不需要ADSL、撥號(hào)等設(shè)備；主模塊與分站模塊按照主從式進(jìn)行傳輸。

3、GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)：

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，轉(zhuǎn)換成在公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的格式，通過(guò)中國(guó)移動(dòng)的GPRS無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，最終傳送到監(jiān)控中心。

（二）系統(tǒng)方案

各監(jiān)控點(diǎn)使用GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端，通過(guò)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心相連；各污染源數(shù)據(jù)采集點(diǎn)使用移動(dòng)通信公司統(tǒng)一的SIM卡，同時(shí)監(jiān)控中心對(duì)各點(diǎn)進(jìn)行登記，保存相關(guān)資料以便識(shí)別和維護(hù)處理。各信息采集點(diǎn)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)軟件，支持24小時(shí)實(shí)時(shí)在線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)信息采集點(diǎn)24小時(shí)傳送采集的信息數(shù)據(jù)。

凡自來(lái)水公司授權(quán)的信息采集點(diǎn)均可以使用本系統(tǒng)：

1、管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)必須使用移動(dòng)統(tǒng)一的STK卡，用戶(hù)使用本卡只能用于與監(jiān)控中心數(shù)據(jù)通信功能。

2、終端設(shè)備使用深圳安特成科技有限公司提供的ATC60A0GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)通信終端。

3、用戶(hù)登記：符合自來(lái)水公司的規(guī)定。

（三）產(chǎn)品特性

系統(tǒng)采用GPRS 系列G300無(wú)線(xiàn)透明數(shù)據(jù)傳輸終端。產(chǎn)品基于中國(guó)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)，具有高性能、高可靠及抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，提供標(biāo)準(zhǔn)232數(shù)據(jù)口可直接與計(jì)算機(jī)、RTU、PLC、GPS接收機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)據(jù)終端等連接，傳輸速率達(dá)171Kbps，具有遠(yuǎn)程診斷、測(cè)試、監(jiān)管功能，滿(mǎn)足各行業(yè)調(diào)度或控制中心與眾多遠(yuǎn)端站之間的數(shù)據(jù)采集和控制。

1、支持900／1800雙頻

2、接口： RS232、RS485、TTL。

3、系統(tǒng)理論傳輸速率171Kbps，實(shí)際傳輸速率40Kbps。

4、支持Windows95/98/2000/XP/LINUX操作系統(tǒng)。

5、透明數(shù)據(jù)傳輸： G300內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議，為用戶(hù)的數(shù)據(jù)設(shè)備提供透明傳輸通道。

6、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)連接情況，掉線(xiàn)自動(dòng)重連功能。

7、提供主副IP及動(dòng)態(tài)域名解析；

8、心跳報(bào)告時(shí)間間隔用戶(hù)可設(shè)定；

9、數(shù)據(jù)通信幀長(zhǎng)度用戶(hù)可設(shè)定；

10、安裝靈活、使用方便、可靠。

（四）安全措施

由于供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的特殊性，本系統(tǒng)需要極高的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性。安全保障主要是防止來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無(wú)意的破環(huán)，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施包括信道加密、信源加密、登錄防護(hù)、訪問(wèn)防護(hù)、接入防護(hù)、防火墻等。穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7×24小時(shí)不間斷運(yùn)行，即使出現(xiàn)硬件和軟件故障，系統(tǒng)也不能中斷運(yùn)行。

1、利用SIM卡的唯一性，對(duì)用戶(hù)SIM卡手機(jī)號(hào)碼進(jìn)行鑒別授權(quán)，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)SIM卡號(hào)和APN進(jìn)行綁定，劃定用戶(hù)可接入某系統(tǒng)的范圍,只有屬于指定行業(yè)的SIM卡手機(jī)號(hào)才能訪問(wèn)專(zhuān)用APN，移動(dòng)終端與數(shù)據(jù)中心采用中國(guó)移動(dòng)分配的專(zhuān)門(mén)的APN進(jìn)行無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入，普通手機(jī)的SIM卡號(hào)無(wú)法呼叫專(zhuān)門(mén)的APN。

2、對(duì)于特定用戶(hù)，可通過(guò)數(shù)據(jù)中心分配特定的用戶(hù)ID和密碼，其他沒(méi)有數(shù)據(jù)中心分配的用戶(hù)ID和密碼的用戶(hù)將無(wú)法登錄系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步增強(qiáng)。

3、數(shù)據(jù)加密：通過(guò)VPN對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程進(jìn)行加密保護(hù)。

4、網(wǎng)絡(luò)接入安全鑒定機(jī)制：采用防火墻軟件，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)和安全防范功能，保障系統(tǒng)安全。

四、結(jié)論

采用GPRS構(gòu)建供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，目前有包月制和按數(shù)據(jù)量?jī)煞N收費(fèi)方式，按流量計(jì)算0.03元Kbits，而包月制20元/月有1024 k流量，可滿(mǎn)足目前監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際數(shù)據(jù)量，估計(jì)日后其費(fèi)用會(huì)逐步降低。對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，由于通信費(fèi)用較低，享受到了實(shí)惠。另外，由于接入設(shè)備可以移動(dòng)，當(dāng)管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)搬遷時(shí)設(shè)備可隨之遷移并可繼續(xù)使用，可以保護(hù)用戶(hù)原有投資，適合于供水調(diào)度監(jiān)控工作的特點(diǎn)，能很好地滿(mǎn)足供水調(diào)度監(jiān)控的需求，而且，做為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)通信公司也將因此獲得業(yè)務(wù)穩(wěn)定的集團(tuán)用戶(hù)，隨著用戶(hù)數(shù)量的增加，移動(dòng)通信公司的營(yíng)收也隨之增加，調(diào)動(dòng)了運(yùn)營(yíng)商的積極性，符合網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用同步發(fā)展的要求。

第二篇：GPRS城市供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用方案

GPRS城市供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用方案

城市供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)管道壓力、水流量的數(shù)據(jù)傳送及閥門(mén)開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制，降低了故障率和提高了對(duì)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間。

一、項(xiàng)目背景

城市供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的是解決自來(lái)水公司對(duì)供水各環(huán)節(jié)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。該系統(tǒng)由監(jiān)控中心和各個(gè)水源監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成，各個(gè)水源監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集終端（RTU或PLC）可監(jiān)視和采集水位、壓力、流量、濁度、余氯、泵頻等各種數(shù)據(jù)，供控制中心及有關(guān)部門(mén)分析和決策取用，提高工作效率，保證供水質(zhì)量，滿(mǎn)足日益增產(chǎn)的用水量的需求。

城市供水調(diào)度需要對(duì)各個(gè)自來(lái)水廠進(jìn)行管理，包括自來(lái)水公司控制中心、水廠分控中心、管網(wǎng)加壓站和水源監(jiān)控站等。城市供水調(diào)度系統(tǒng)一般包括：水司控制中心、多個(gè)水廠分控中心、多個(gè)水廠監(jiān)控分站、多個(gè)水源井監(jiān)控站、多個(gè)管網(wǎng)加壓站和多個(gè)管網(wǎng)測(cè)壓站。

城市供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)管道壓力、水流量的數(shù)據(jù)傳送及閥門(mén)開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制，降低了故障率和提高了對(duì)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間。便于及時(shí)迅速的了解及控制遠(yuǎn)端管道及閥門(mén)，低故障率和檢修的時(shí)間，減少停水次數(shù)。各水源監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集終端可自動(dòng)采集管道壓力、水流量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與開(kāi)關(guān)狀態(tài)等數(shù)據(jù)，信息傳輸?shù)阶詠?lái)水公司的監(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過(guò)對(duì)傳輸回的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可找到出故障的地點(diǎn)，從而當(dāng)一個(gè)遠(yuǎn)端出現(xiàn)故障時(shí)，能在最短的時(shí)間內(nèi)解決問(wèn)題，恢復(fù)供水，提高了整體的服務(wù)水平，從而實(shí)現(xiàn)了城市供水的信息化、現(xiàn)代化。

目前，自來(lái)水供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)中采用的數(shù)據(jù)通信可簡(jiǎn)單分為有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)兩大類(lèi)，其中有線(xiàn)通信主要包括架設(shè)光纜、電纜或租用電信電話(huà)線(xiàn)、X.25、DDN、ADSL等，而無(wú)線(xiàn)則包括超短波通信、擴(kuò)頻通信、衛(wèi)星通信、GSM 短信/GPRS通信等。

在城市供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)中，由于各管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)分布范圍廣、數(shù)量多、距離遠(yuǎn)，個(gè)別點(diǎn)還地處偏僻，因此架設(shè)光纜、鋪設(shè)電纜難度大、不切合實(shí)際，向電信部門(mén)租用專(zhuān)用電話(huà)線(xiàn)又要申請(qǐng)很多電話(huà)線(xiàn)，而且有些監(jiān)控點(diǎn)線(xiàn)路難以到達(dá)，況且采用電話(huà)線(xiàn)路時(shí)需要等待漫長(zhǎng)的電話(huà)撥號(hào)過(guò)程，速度慢，運(yùn)營(yíng)成本較高，總之監(jiān)控系統(tǒng)采用有線(xiàn)通信方式建設(shè)周期長(zhǎng)、工作難度大、運(yùn)行費(fèi)用高，不便于大規(guī)模使用；與之相比，無(wú)線(xiàn)通信方式則顯得非常靈活，它具有投資較少、建設(shè)周期短、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。在監(jiān)控系統(tǒng)中，無(wú)線(xiàn)通信方式主要包括：超短波（230MHz）無(wú)線(xiàn)數(shù)傳、擴(kuò)頻、衛(wèi)星通信、GSM數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)等，其中衛(wèi)星通信由于通信費(fèi)用昂貴，只在一些特殊的領(lǐng)域下使用，未得以普及；而擴(kuò)頻通信技術(shù)雖然速率高，但只能在視距范圍內(nèi)傳輸，應(yīng)用也受到限制。采用超短波數(shù)傳電臺(tái)作為傳輸信道具有組網(wǎng)靈活、擴(kuò)展容易、維修方便、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但由于系統(tǒng)工作于230MHz且多采用普通間接調(diào)制的數(shù)傳電臺(tái)，這就造成系統(tǒng)易受外界干擾、通信速率低、誤碼率高、數(shù)據(jù)傳送量不大、信號(hào)覆蓋范圍小等缺點(diǎn)。

二、方案選擇

經(jīng)過(guò)比較分析，我們選擇中國(guó)移動(dòng)的GPRS系統(tǒng)作為城市供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信平臺(tái)。目前，GSM網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)電信部門(mén)的多年建設(shè)，覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，已成為成熟、穩(wěn)定、可靠的通信網(wǎng)絡(luò)，特別是中國(guó)移動(dòng)新推出的GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GSM/GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無(wú)線(xiàn)IP連接。在移動(dòng)通信公司的GPRS業(yè)務(wù)平臺(tái)上構(gòu)建自來(lái)水供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成本的優(yōu)點(diǎn)，而且設(shè)備安裝方便、維護(hù)簡(jiǎn)單。

GPRS無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)具備如下特點(diǎn)：

1、良好的實(shí)時(shí)響應(yīng)與處理能力。與短消息服務(wù)比較，由于GPRS具有實(shí)時(shí)在線(xiàn)特性，系統(tǒng)無(wú)時(shí)延，系統(tǒng)能夠同時(shí)實(shí)時(shí)收取、處理多個(gè)/所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各種數(shù)據(jù)，無(wú)需輪巡就可以同步監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)鐘可很好的滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。

2、遠(yuǎn)程儀器設(shè)備控制：由于采用GPRS雙向傳輸系統(tǒng)，監(jiān)控中心可以反向?qū)崿F(xiàn)對(duì)儀器設(shè)備的時(shí)間校正、狀態(tài)報(bào)告、開(kāi)關(guān)以及其他監(jiān)測(cè)、控制等功能；

3、建設(shè)成本低：可充分利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備安裝即接通，而采用超短波通信時(shí)需要充分考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，還需要配備天線(xiàn)鐵架等附屬設(shè)備。

4、安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，建設(shè)周期短：利用現(xiàn)有成熟GSM網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)基本不需要調(diào)試，安裝簡(jiǎn)捷。采用超短波通信時(shí)安裝調(diào)試工作量大，要先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)測(cè)試，天線(xiàn)鐵架架設(shè)，天線(xiàn)方向角度調(diào)試等工作。

1、覆蓋范圍廣。構(gòu)建供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)通信覆蓋范圍廣，擴(kuò)容無(wú)限制，接入地點(diǎn)無(wú)限制，能滿(mǎn)足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。

由于管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量眾多，分布在全市范圍內(nèi)，部分管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)位于偏僻地區(qū)，而且地理位置分散。采用超短波通訊方式，覆蓋范圍只有30多公里；而采用GPRS方式，理論上在無(wú)線(xiàn)GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍之內(nèi)，都可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。

2、數(shù)據(jù)傳輸速率高。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達(dá)171.2kbit/s，實(shí)際應(yīng)用時(shí)數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，而目前一般的超短波數(shù)傳電臺(tái)傳送速率多為2.4kbit/s或更低。

3、系統(tǒng)的傳輸容量大。監(jiān)控中心站要和每一個(gè)管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連接。由于管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿(mǎn)足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，而GPRS技術(shù)能很好地滿(mǎn)足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。

4、通信費(fèi)用低。由于GPRS采用包月計(jì)費(fèi)的方式，運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本低，月通信費(fèi)用將在200元之內(nèi)。

三、解決方案介紹

由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)主機(jī)配置固定的IP地址，各個(gè)端站的GPRS模塊和該主機(jī)進(jìn)行通信。

（一）系統(tǒng)組成1、管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)：

管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)：各監(jiān)控點(diǎn)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊采集如壓力、流量等數(shù)據(jù)，通過(guò)RS232接口與GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端相連，通過(guò)GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置嵌入式處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GSM網(wǎng)絡(luò)。

2、監(jiān)控中心：

服務(wù)器申請(qǐng)配置固定IP地址，采用省移動(dòng)通信公司提供的DDN專(zhuān)線(xiàn)，與GPRS網(wǎng)絡(luò)相連。由于DDN專(zhuān)線(xiàn)可提供較高的帶寬，當(dāng)管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)容即可滿(mǎn)足需求。

監(jiān)控中心RADIUS服務(wù)器接受到GPRS網(wǎng)絡(luò)傳來(lái)的數(shù)據(jù)后先進(jìn)行AAA認(rèn)證，后傳送到監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)主機(jī)，通過(guò)系統(tǒng)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行還原顯示，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

3、GPRS/GSM移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)：

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)GSM網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，轉(zhuǎn)換成在公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的格式，通過(guò)中國(guó)移動(dòng)的GPRS無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，最終傳送到監(jiān)控中心IP地址。

（二）系統(tǒng)方案

各監(jiān)控點(diǎn)使用GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端，通過(guò)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心相連。

各污染源數(shù)據(jù)采集點(diǎn)使用移動(dòng)通信公司統(tǒng)一的STK卡，同時(shí)監(jiān)控中心對(duì)各點(diǎn)進(jìn)行登記，保存相關(guān)資料以便識(shí)別和維護(hù)處理。各信息采集點(diǎn)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)軟件，支持24小時(shí)實(shí)時(shí)在線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)信息采集點(diǎn)24小時(shí)傳送采集的信息數(shù)據(jù)。

凡自來(lái)水公司授權(quán)的信息采集點(diǎn)均可以使用本系統(tǒng)：

1、管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)必須使用移動(dòng)統(tǒng)一的STK卡，用戶(hù)使用本卡只能用于與監(jiān)控中心數(shù)據(jù)通信功能。

2、終端設(shè)備使用中聯(lián)視訊提供的GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)通信終端。

3、用戶(hù)登記：符合自來(lái)水公司的規(guī)定。

（三）產(chǎn)品特性

系統(tǒng)采用SG2000 系列GPRS無(wú)線(xiàn)透明數(shù)據(jù)傳輸終端。產(chǎn)品基于中國(guó)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)，具有高性能、高可靠及抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，提供標(biāo)準(zhǔn)232數(shù)據(jù)口可直接與計(jì)算機(jī)、RTU、PLC、GPS接收機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)據(jù)終端等連接，傳輸速率達(dá)171Kbps，具有遠(yuǎn)程診斷、測(cè)試、監(jiān)管功能，滿(mǎn)足各行業(yè)調(diào)度或控制中心與眾多遠(yuǎn)端站之間的數(shù)據(jù)采集和控制。

1、支持900／1800／1900MHz三頻GSM/GPRS。

2、接口： RS232、RS485、PCMCIA。

3、系統(tǒng)理論傳輸速率171Kbps，實(shí)際傳輸速率40Kbps。

4、支持Windows95/98/200/XP、LINUX操作系統(tǒng)。

5、支持透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換。

6、支持VPN安全功能。

7、安裝靈活、使用方便、可靠。

（四）安全措施

由于供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的特殊性，本系統(tǒng)需要極高的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性。安全保障主要是防止來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無(wú)意的破環(huán)，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施包括信道加密、信源加密、登錄防護(hù)、訪問(wèn)防護(hù)、接入防護(hù)、防火墻等。穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7×24小時(shí)不間斷運(yùn)行，即使出現(xiàn)硬件和軟件故障，系統(tǒng)也不能中斷運(yùn)行。

數(shù)據(jù)中心可通過(guò)公網(wǎng)使用VPN接入到移動(dòng)GPRS網(wǎng)，采用VPN方式成本比較低，企業(yè)不用租用專(zhuān)線(xiàn)，還可以利舊使用原有的VPN設(shè)備，移動(dòng)終端需要安裝具有VPN二次虛擬撥號(hào)的功能的軟件。通過(guò)VPN方式，客戶(hù)端在連接應(yīng)用服務(wù)器前，要經(jīng)過(guò)Ｒａｄｉｕｓ服務(wù)器的認(rèn)證整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程得到了加密保護(hù)，安全性比較高，可充分保障速度和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。

另外，數(shù)據(jù)中心也可以采用APN接入方式，租用專(zhuān)線(xiàn)接入到移動(dòng)公司的GGSN設(shè)備上，這種成本高，安全性高、穩(wěn)定可靠。

對(duì)于安全性要求非常高的系統(tǒng)，可考慮在專(zhuān)用APN接入的基礎(chǔ)上再加上VPN接入方式的混合接入方式，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的安全性。

1、VPN虛擬專(zhuān)網(wǎng)模式：企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中配置VPN服務(wù)器，移動(dòng)終端加載具有VPN二次虛擬撥號(hào)的功能的客戶(hù)端軟件。采用VPN安全技術(shù)，用戶(hù)通過(guò)接入企業(yè)內(nèi)部虛擬專(zhuān)網(wǎng)的方式與Internet進(jìn)行隔離，可對(duì) 整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程進(jìn)行加密保護(hù)，有效避免非法入侵。

2、利用SIM卡的唯一性，對(duì)用戶(hù)SIM卡手機(jī)號(hào)碼進(jìn)行鑒別授權(quán)，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)SIM卡號(hào)和APN進(jìn)行綁定，劃定用戶(hù)可接入某系統(tǒng)的范圍,只有屬于指定行業(yè)的SIM卡手機(jī)號(hào)才能訪問(wèn)專(zhuān)用APN，移動(dòng)終端與數(shù)據(jù)中心采用中國(guó)移動(dòng)分配的專(zhuān)門(mén)的APN進(jìn)行無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入，普通手機(jī)的SIM卡號(hào)無(wú)法呼叫專(zhuān)門(mén)的APN。

3、對(duì)于特定用戶(hù)，可通過(guò)數(shù)據(jù)中心分配特定的用戶(hù)ID和密碼，其他沒(méi)有數(shù)據(jù)中心分配的用戶(hù)ID和密碼的用戶(hù)將無(wú)法登錄進(jìn)入系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步增強(qiáng)。

4、數(shù)據(jù)加密：通過(guò)VPN對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程進(jìn)行加密保護(hù)。

5、網(wǎng)絡(luò)接入安全鑒定機(jī)制：采用防火墻軟件，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)和安全防范功能，保障系統(tǒng)安全。

四、結(jié)論

采用GPRS構(gòu)建供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)，目前有包月制和按數(shù)據(jù)量?jī)煞N收費(fèi)方式，按流量計(jì)算0.03元/kbyte，而包月制20元/月有1024 k流量，可滿(mǎn)足目前監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際數(shù)據(jù)量，估計(jì)日后其費(fèi)用會(huì)逐步降低。對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，由于通信費(fèi)用較低，享受到了實(shí)惠。另外，由于接入設(shè)備可以移動(dòng)，當(dāng)管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)搬遷時(shí)設(shè)備可隨之遷移并可繼續(xù)使用，可以保護(hù)用戶(hù)原有投資，適合于供水調(diào)度監(jiān)控工作的特點(diǎn)，能很好地滿(mǎn)足供水調(diào)監(jiān)控的需求，而且，做為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)通信公司也將因此獲得業(yè)務(wù)穩(wěn)定的集團(tuán)用戶(hù)，隨著用戶(hù)數(shù)量的增加，移動(dòng)通信公司的營(yíng)收也隨之增加，調(diào)動(dòng)了運(yùn)營(yíng)商的積極性，符合網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用同步發(fā)展的要求。

第三篇：GPRS水行業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用方案

GPRS水行業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用方案

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，對(duì)行業(yè)信息化建設(shè)不斷提出新要求，對(duì)觀測(cè)手段和方法以及水行業(yè)的監(jiān)測(cè)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用提出了越來(lái)越高的要求；現(xiàn)代電子技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，也促進(jìn)了水行業(yè)監(jiān)測(cè)技術(shù)自動(dòng)化的發(fā)展。在此方面易維就走在了水行業(yè)信息建設(shè)的前端。

一、水行業(yè)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

1、水行業(yè)監(jiān)測(cè)的范圍與內(nèi)容：

水行業(yè)的監(jiān)測(cè)是傳感器技術(shù)與采集、存儲(chǔ)、傳輸、處理技術(shù)的集成。

監(jiān)測(cè)范圍：江、河、湖泊、水庫(kù)、渠道和地下水等。

監(jiān)測(cè)內(nèi)容：水位、流量、流速、壓力和水質(zhì)等。

2、水位的采集和傳輸

用于自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的水位傳感器主要有浮子式水位計(jì)、壓力式水位計(jì)、電子水尺和超聲波水位計(jì)等。這些傳感器可以直接接到PLC上，自動(dòng)監(jiān)測(cè)水位參數(shù)。地下水位的監(jiān)測(cè)與地表水相同。目前，省水文監(jiān)測(cè)站與各采集點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信主要采用手工抄錄或PSTN電話(huà)線(xiàn)傳輸。采用電話(huà)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，由于每次撥號(hào)都需要等待，速度慢，而且費(fèi)用也較高。同時(shí)，由于各監(jiān)控點(diǎn)分布范圍廣、數(shù)量多、距離遠(yuǎn)，個(gè)別點(diǎn)還地處偏僻，因此需申請(qǐng)很多電話(huà)線(xiàn)，而且有些監(jiān)控點(diǎn)有線(xiàn)線(xiàn)路難以到達(dá)。

GPRS具有速度快、使用費(fèi)用低的特點(diǎn)，其傳輸速度可達(dá)171.2kb/s。與有線(xiàn)通訊方式相比，采用GPRS無(wú)線(xiàn)通信方式則顯得非常靈活，它具有組網(wǎng)靈活、擴(kuò)展容易、運(yùn)行費(fèi)用低投，維護(hù)簡(jiǎn)單、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)因此，目前正考慮采用GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸方式解決污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸問(wèn)題。

二、解決方案介紹：

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（二）GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與中心軟件的連方式：

A、公網(wǎng)方案：

中心用一個(gè)服務(wù)器組作為中心接收，中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP或者公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS解析服務(wù)。此種方案先向INTERNET運(yùn)營(yíng)商申請(qǐng)ADSL等寬帶業(yè)務(wù)。

1)中心公網(wǎng)固定IP：監(jiān)控點(diǎn)直接向中心固定IP發(fā)起連接。運(yùn)行可靠穩(wěn)定，推薦此種方案。（當(dāng)然固定IP費(fèi)用比較貴，視客戶(hù)財(cái)力決定）

2)中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS 解析服務(wù)：大部分IP都是動(dòng)態(tài)的，而且費(fèi)用相對(duì)便宜?？蛻?hù)先與DNS 服務(wù)商聯(lián)系開(kāi)通動(dòng)態(tài)域名，動(dòng)態(tài)域名解析軟件網(wǎng)址如下：（可以先申請(qǐng)免費(fèi)的二級(jí)域名）88IP名解析http://004km.cn 監(jiān)控點(diǎn)先采用域名尋址方式連接DNS 服務(wù)器，再由DNS 服務(wù)器找到中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP，建立連接。此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP的費(fèi)用，但穩(wěn)定性受制于DNS服務(wù)器的穩(wěn)定，所以要尋找可靠的DNS服務(wù)商。

如上圖所示水文遠(yuǎn)程測(cè)控調(diào)度系統(tǒng)由調(diào)度中心、無(wú)線(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程終端單元（GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸設(shè)備，PLC）幾個(gè)部分組成：

1.遠(yuǎn)程終端單元

遠(yuǎn)程終端單元分散的分布在遠(yuǎn)程各個(gè)遙測(cè)點(diǎn)上，主要由GPRS模塊、電源、天線(xiàn)、PLC及各種水行業(yè)傳感器等幾部分組成。PLC與現(xiàn)場(chǎng)儀表(傳感器)相連，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表(傳感器)的開(kāi)關(guān)量、模擬量信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)并通過(guò)GPRS模塊向調(diào)度中心傳送數(shù)據(jù)，接收并執(zhí)行調(diào)度中心的命令。

PLC：根據(jù)客戶(hù)要求選擇使用品牌，如LG、西門(mén)子、三菱、歐姆龍等。

無(wú)線(xiàn)傳輸設(shè)備： LQ1200 GPRS DTU透明無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸終端，通過(guò)RS232/RS485/TTL與水行業(yè)設(shè)備采集點(diǎn)的各個(gè)PLC連接，通過(guò) GPRS網(wǎng)絡(luò),把數(shù)據(jù)傳到調(diào)度中心。

2.調(diào)度中心

調(diào)度中心計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放式實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全部的數(shù)據(jù)處理工作。中心的功能有：數(shù)據(jù)收發(fā)管理、站點(diǎn)管理、水行業(yè)數(shù)據(jù)管理和系統(tǒng)管理。

數(shù)據(jù)遙測(cè)功能：定時(shí)巡測(cè)、手動(dòng)巡測(cè)、隨機(jī)抽測(cè)、分組召測(cè)。

遙控功能：控制RTU 開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)、遙信開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

參數(shù)狀態(tài)管理功能：設(shè)置修改各測(cè)量數(shù)據(jù)上、下限值，通訊參數(shù)。

在線(xiàn)組態(tài)功能：新增數(shù)據(jù)采集點(diǎn)等參數(shù)通過(guò)組態(tài)定義即可完成。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能：對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)建庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，查詢(xún)歷史數(shù)據(jù)，報(bào)表打印。

數(shù)據(jù)顯示功能： 能顯示測(cè)量的各種數(shù)據(jù)、遙信開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各種系統(tǒng)圖形等，具有圖形功能,模擬顯示管網(wǎng)圖、水廠工藝流程圖等。

搶修修理、停水、管網(wǎng)沖洗等數(shù)據(jù)錄入及統(tǒng)計(jì)。

數(shù)據(jù)共享功能：提供一個(gè)WEB站點(diǎn)，該WEB站點(diǎn)使公司寬帶內(nèi)部網(wǎng)的任意一臺(tái)工作站只通過(guò)WEB瀏覽器就可以登陸查看所有監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)的任何時(shí)間段的歷史數(shù)據(jù)。WEB 站點(diǎn)通過(guò)用戶(hù)身份認(rèn)證授權(quán)方式控制該用戶(hù)可訪問(wèn)那些監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和存儲(chǔ)的任何時(shí)間段的歷史數(shù)據(jù)。調(diào)度中心系統(tǒng)管理員能增加、刪除可訪問(wèn)用戶(hù)，并對(duì)用戶(hù)進(jìn)行不同權(quán)限的授權(quán)。該WEB站點(diǎn)應(yīng)能通過(guò)超鏈接方式聯(lián)入公司統(tǒng)一平臺(tái)。

三、專(zhuān)業(yè)的開(kāi)發(fā)實(shí)施團(tuán)隊(duì)

第四篇：淺談GPRS在城市路燈自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

淺談GPRS在城市路燈自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

Research on The Usage of GPRS in The Automatic Monitoring System of City Road

作者：孫泉

摘要：詳細(xì)介紹了公共路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理、工作過(guò)程、硬件組成和軟件設(shè)計(jì)，增加了一些措施增加了系統(tǒng)的可靠性。根據(jù)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)掌握路燈的電壓高低、電流大小、是否工作、警告等狀況,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)公共路燈的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

Abstract: This report writing introduces the remote monitoring system of city road lamps to go into details, talking about the structure and principles of the system, the working process, the composition of hardware and the designation of software, and adds a number of measures to increase the reliability of the system.According to the system, we can have real-time data about the voltage and current of street lamps, the warning of them, and the situations like this, in this way, we can realize the real-time remote monitoring of the city road lamps.關(guān)鍵詞：GSM/GPRS；MODEM；遠(yuǎn)程監(jiān)控；分控點(diǎn)；監(jiān)控中心

Keywords: GSM/GPRS, MODEM, Remote Monitoring, Individual Control Points, Monitoring Center 1.前言

城市燈光監(jiān)控系統(tǒng)納入監(jiān)控范圍內(nèi)的有道路照明監(jiān)控、高層建筑泛光照明監(jiān)控、廣場(chǎng)照明監(jiān)控、橋梁照明監(jiān)控等部分，系統(tǒng)的建立是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，必須全面規(guī)劃，從全局的觀點(diǎn)出發(fā),考慮到目前和將來(lái)的需求，設(shè)計(jì)統(tǒng)一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)還要為今后系統(tǒng)的發(fā)展和逐步完善留有充分的余地，避免因需求擴(kuò)展和提高時(shí)不得不全盤(pán)推倒另起爐灶的情況出現(xiàn)，以保護(hù)前期的投資。建設(shè)一個(gè)復(fù)雜的燈光監(jiān)控系統(tǒng)，不僅要滿(mǎn)足現(xiàn)在的業(yè)務(wù)管理需求，還要考慮到今后的信息處理增長(zhǎng)及其技術(shù)升級(jí)的適應(yīng)性。

隨著GSM/GPRS技術(shù)在中國(guó)的成熟，選取GSM/GPRS短消息作為系統(tǒng)的通信方式，具有一次性投入低，安裝簡(jiǎn)便，使用費(fèi)較低，抗干擾能力較強(qiáng)且具有向GPRS無(wú)線(xiàn)分組、2.5G寬帶業(yè)務(wù)平滑過(guò)渡等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前，我國(guó)幾乎所有城市已經(jīng)開(kāi)通GSM/GPRS業(yè)務(wù)，這是今后路燈監(jiān)控系統(tǒng)所采用的主流傳輸資源，是路燈監(jiān)控系統(tǒng)通信方式的必然趨勢(shì)。

2.監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

2.1 GSM/GPRS 與GSM/GPRS MODEM GSM/GPRS是中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通推出的一種服務(wù)方式，它的出現(xiàn)提供了一個(gè)方便、可靠的無(wú)線(xiàn)傳輸資源，能提供短數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，每次可傳輸一定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)我們的測(cè)試結(jié)果和實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，完全可以滿(mǎn)足路燈監(jiān)控的需求，給路燈監(jiān)控行業(yè)注入了新的活力。同時(shí)，覆蓋范圍廣泛、收費(fèi)較低也是GSM/GPRS短消息服務(wù)的重要特色。GSM/GPRS MODEM正是基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，體積小、重量輕、外形美觀、便于安裝，也支持通話(huà)功能。具有GSM/GPRS標(biāo)準(zhǔn)的AT命令集和標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，可方便與路燈監(jiān)控器配合。

2.2監(jiān)控系統(tǒng)

GSM/GPRS路燈監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)分布式、集散型、網(wǎng)絡(luò)化、全開(kāi)放的監(jiān)控系統(tǒng)，包括控制中心和若干個(gè)分控點(diǎn)，能對(duì)獨(dú)立分布的各種路燈設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控和維護(hù)管理。系統(tǒng)采用了GSM/GPRS短消息傳輸方式，克服了分控點(diǎn)上有線(xiàn)通信線(xiàn)路布線(xiàn)困難的缺點(diǎn)和故障多、難于維護(hù)的弊端。根據(jù)路燈監(jiān)控系統(tǒng)總體方案的要求，可設(shè)一個(gè)監(jiān)控中心，N個(gè)分控點(diǎn)的情況，該系統(tǒng)監(jiān)控中心設(shè)于城市路燈管理部門(mén)值班中心。

2.3 監(jiān)控中心的組成及原理

控制中心有中心通信服務(wù)器、收/發(fā)GSM/GPRS MODEM、遠(yuǎn)程告警MODEM、WEB服務(wù)器、普通用戶(hù)工作臺(tái)、大屏幕模擬屏等組成。在中心安裝GSM/GPRS MODEM若干臺(tái)，可以避免接收與發(fā)送之間的沖突（沖突時(shí)往往發(fā)生發(fā)送不成功或收不到數(shù)據(jù)），大大提高了通信效率。通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)與終端數(shù)據(jù)通信MODEM進(jìn)行通信，完成遙測(cè)、遙信和遙控。實(shí)時(shí)監(jiān)視各分控點(diǎn)工作狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，接收故障告警信息，發(fā)生報(bào)警時(shí)通過(guò)遠(yuǎn)程告警MODEM傳呼值班人員及時(shí)處理故障或者通過(guò)GSM/GPRS MODEM向維護(hù)人員的手機(jī)以短消息方式發(fā)送告警信息，實(shí)時(shí)向上一級(jí)監(jiān)控中心轉(zhuǎn)發(fā)緊急告警信息和報(bào)送上一級(jí)監(jiān)控中心所要求的數(shù)據(jù)信息。還可根據(jù)需要，查詢(xún)分控點(diǎn)采集的各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和告警信息，并在屏幕顯示或打印輸出。另外可通過(guò)數(shù)據(jù)采集控制器下達(dá)測(cè)控命令，向分控點(diǎn)發(fā)送短消息來(lái)設(shè)定智能路燈監(jiān)控器的告警限，并用嚴(yán)格的權(quán)限控制確保操作的安全性。

通信服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的心臟，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)系統(tǒng)將要癱瘓，因此為了提高系統(tǒng)的可靠性，采用數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器雙機(jī)備份解決方案，系統(tǒng)軟件同時(shí)安裝在兩臺(tái)主機(jī)上,同時(shí)運(yùn)行各自的服務(wù)工作,且相互監(jiān)測(cè)對(duì)方的情況和本系統(tǒng)的狀態(tài)，協(xié)調(diào)兩臺(tái)主機(jī)的工作,維護(hù)系統(tǒng)的可用性。它能偵測(cè)應(yīng)用級(jí)系統(tǒng)軟件、硬件發(fā)生的故障,及時(shí)進(jìn)行錯(cuò)誤隔絕、恢復(fù)，當(dāng)一臺(tái)主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),另一臺(tái)主機(jī)立即接管其工作，以最低成本提供用戶(hù)幾乎不停頓的計(jì)算機(jī)作業(yè)環(huán)境，這樣就大大地提高了系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)為保證在公共網(wǎng)絡(luò)上系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行，監(jiān)控中心采用了多級(jí)操作口令，監(jiān)控中心和分控點(diǎn)之間采用了自動(dòng)動(dòng)態(tài)密碼保護(hù)，白天開(kāi)燈時(shí)監(jiān)控中心對(duì)分控點(diǎn)發(fā)雙重命令才能執(zhí)行控制命令，保證對(duì)分控點(diǎn)遙控操作的絕對(duì)安全性。同時(shí)，為了在無(wú)故障時(shí)監(jiān)控中心維護(hù)人員也能夠查看分控點(diǎn)信息，系統(tǒng)也支持巡檢工作方式，即監(jiān)控中心可定期查詢(xún)各個(gè)分控點(diǎn)運(yùn)行信息。

圖1 監(jiān)控中心

2.4分控點(diǎn)的組成及原理

每個(gè)分控點(diǎn)都由一個(gè)GSM/GPRS MODEM和一個(gè)數(shù)據(jù)采集器組成（圖2），二者通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串口RS-232串口通訊?，F(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備[1]，本身具有六路模擬量、2路開(kāi)關(guān)量輸入和4路控制量輸出，但這些通道的數(shù)量有時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足被監(jiān)控設(shè)備的需求。為了能夠擴(kuò)展更多的測(cè)量通道，可通過(guò)RS485接口擴(kuò)展外部智能設(shè)備，凡是具有RS485接口且波特率為2400或9600的智能設(shè)備，原則上都可以通過(guò)定制通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備通信。

目前，現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備自身可配備四種基本擴(kuò)展智能設(shè)備：模擬量測(cè)量單元、開(kāi)關(guān)量及控制量測(cè)控單元、智能調(diào)壓模塊、智能變送器，現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備采集來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)GSM/GPRS MODEM 傳送給控制中心。在系統(tǒng)分控點(diǎn)上可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的告警限判斷分控點(diǎn)路燈設(shè)備是否發(fā)生故障，當(dāng)分控點(diǎn)路燈設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)（例如電壓過(guò)高，白天亮燈，夜晚不亮燈等故障信息），可立即向監(jiān)控中心上報(bào)故障信息，故障上報(bào)時(shí)間在10秒以?xún)?nèi)（正常情況下約3秒），且分控點(diǎn)的數(shù)量不影響故障上報(bào)的時(shí)間。支持多點(diǎn)同時(shí)告警上報(bào)是GSM/GPRS短消息通信方式所特有的強(qiáng)大功能，它大大縮短了故障響應(yīng)的時(shí)間。實(shí)時(shí)接收和執(zhí)行來(lái)自監(jiān)控主機(jī)的監(jiān)測(cè)和控制命令，按照不同的要求進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，存貯各設(shè)備歷史數(shù)據(jù)，并對(duì)專(zhuān)用設(shè)備進(jìn)行管理。

為了增加分控點(diǎn)的可靠性，采用兩種方法：（1）一旦監(jiān)控中心發(fā)生故障，分控點(diǎn)可自行記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)，自行按照預(yù)先設(shè)定的定時(shí)時(shí)間來(lái)控制設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)（例如定時(shí)開(kāi)關(guān)燈等）；

（2）分控點(diǎn)具有后備電池，掉電后可持續(xù)工作一段時(shí)間，在此期間可將相關(guān)重要信息發(fā)送給監(jiān)控中心，以便監(jiān)控中心進(jìn)行信息分析。

圖2 系統(tǒng)分控點(diǎn)

3.集中監(jiān)控軟件

集中監(jiān)控軟件是監(jiān)控系統(tǒng)的核心軟件，該軟件分為三個(gè)軟件模塊：前置監(jiān)控工作站通信模塊、短消息服務(wù)模塊、后臺(tái)監(jiān)控工作站模塊。

前置監(jiān)控工作站負(fù)責(zé)收集各個(gè)分控點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，并在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上整理形成數(shù)據(jù)庫(kù)文件，供后臺(tái)監(jiān)控工作站和管理工作站調(diào)用，數(shù)據(jù)庫(kù)采用的是SQL SERVER大型數(shù)據(jù)庫(kù),穩(wěn)定可靠。前置監(jiān)控工作站上安裝了兩個(gè)軟件模塊，一個(gè)軟件模塊為前置監(jiān)控工作站通信模塊，另一個(gè)軟件模塊為短消息服務(wù)模塊。

后臺(tái)監(jiān)控工作站則作為整個(gè)系統(tǒng)面向用戶(hù)的窗口，肩負(fù)著把大量采集數(shù)據(jù)歸整、分析，并以清晰、明了的方式向用戶(hù)顯示的重任。后臺(tái)監(jiān)控工作站軟件采用WINDOWS NT workstation或WINDOWS2000作為操作系統(tǒng)，以32位版的VC++ 6.0作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，正是要把WINDOWS2000的友好界面和高速度融為一體，達(dá)到既能從海量數(shù)據(jù)中快速存取數(shù)據(jù)，又能使用戶(hù)輕易地進(jìn)行各種操作的目的。

同時(shí)，后臺(tái)監(jiān)控工作站上能夠支持基于Web瀏覽器Internet Explorer的網(wǎng)絡(luò)版操作軟件，這樣，只要是和監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)的任何一個(gè)用戶(hù)都可以方便地操作使用路燈監(jiān)控系統(tǒng)（當(dāng)然，該用戶(hù)必須具有監(jiān)控中心賦予的操作權(quán)限）。普通工作站僅提供給用戶(hù)操作和瀏覽的界面，其必須具有監(jiān)控中心賦予的操作權(quán)限，不具有最高級(jí)別的系統(tǒng)設(shè)置功能。4.結(jié)束語(yǔ)

基于GSM/GPRS數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，能夠可靠地對(duì)公共路燈進(jìn)行有效的遠(yuǎn)程監(jiān)控，能避免繁重的布線(xiàn)工作,且具有造價(jià)低、數(shù)據(jù)傳輸安全可靠、安裝使用方便等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)有以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù):(1)采用GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸;(2)分控點(diǎn)采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)。當(dāng)然本系統(tǒng)還有很多發(fā)展的地方，比如與CDMA 系統(tǒng)的兼容性、衛(wèi)星授時(shí)、未來(lái)與交通系統(tǒng)的融合等一系列的問(wèn)題，這需要做進(jìn)一步的研究開(kāi)發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 賈貴璽，郭寶。采用無(wú)線(xiàn)尋呼網(wǎng)絡(luò)的城市路燈控制系統(tǒng)的研究。儀器儀表學(xué)報(bào)。2002,10:103～105 [2] 華建平。城市路燈自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。安裝。2000,06:31～32 [3] 張威。GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化—原理與工程。北京：人民郵電出版社,2003 [4] R.J.(Bud)Bates著，貝茨，朱洪波譯。通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)（GPRS）技術(shù)與應(yīng)用。北京：人民郵電出版社,2004

作者簡(jiǎn)介：

孫泉，男，漢族，洛陽(yáng)元煜自控工程有限公司，蘭州化工學(xué)院工業(yè)儀表及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事城市照明自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)研制、開(kāi)發(fā)工作。

第五篇：反滲透技術(shù)在電廠水脫鹽系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

反滲透技術(shù)在電廠水脫鹽系統(tǒng)中的應(yīng)用探討 1 反滲透在電力行業(yè)中的應(yīng)用

由于電力行業(yè)中電廠鍋爐需用電導(dǎo)率＜0.2 μS/cm(電阻率＞5 MΩ·cm)，SiO2＜0.0 2 mg/L的補(bǔ)給水，而二級(jí)反滲透出水電導(dǎo)率一般大于1 μS/cm，故反滲透在電力行業(yè)一般用于鍋爐補(bǔ)給水的預(yù)脫鹽(一級(jí)脫鹽)處理(見(jiàn)圖1)。

圖1 反滲透在電力行業(yè)的應(yīng)用工藝

1.1 反滲透+電去離子脫鹽系統(tǒng)

反滲透+電去離子(RO+EDI)脫鹽系統(tǒng)是20世紀(jì)末發(fā)展起來(lái)的一種用于水處理的新型脫鹽系統(tǒng)。該脫鹽系統(tǒng)出水電導(dǎo)率一般為0.057～0.067 μS/cm(電阻率為15～17.5 MΩ·cm)，系統(tǒng)出水水質(zhì)完全滿(mǎn)足電廠鍋爐補(bǔ)給水的要求，是一種環(huán)保型的脫鹽系統(tǒng)。與傳統(tǒng)離子交換相比，具有出水水質(zhì)穩(wěn)定、連續(xù)生產(chǎn)、使用方便、無(wú)人值守、不用酸堿、不污染環(huán)境、占地面積小、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。

由于RO+EDI脫鹽系統(tǒng)具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，自從1986年EDI技術(shù)工業(yè)化以來(lái)，全世界已安裝近2000套R(shí)O+EDI脫鹽系統(tǒng)，尤其在制藥、半導(dǎo)體、電力和表面沖洗等工業(yè)中得到了很大發(fā)展，同時(shí)在廢水處理、飲料及微生物等領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)已有近百套R(shí)O+EDI脫鹽系統(tǒng)裝置在運(yùn)行，個(gè)別電廠也已開(kāi)始試用。在電力行業(yè)，RO+EDI脫鹽系統(tǒng)極具發(fā)展前途，隨著EDI設(shè)備的發(fā)展及投資費(fèi)用的降低，該脫鹽系統(tǒng)必將成為電廠鍋爐補(bǔ)給水脫鹽系統(tǒng)的主流。反滲透技術(shù)也將成為其他技術(shù)不可替代的一種預(yù)脫鹽技術(shù)。

1.2 反滲透+混合離子交換脫鹽系統(tǒng)

反滲透技術(shù)在反滲透+混合離子交換脫鹽系統(tǒng)中的應(yīng)用，起初是在電廠鍋爐補(bǔ)給水離子交換脫鹽系統(tǒng)改造中引入的。自從1934年發(fā)明離子交換樹(shù)脂以來(lái)，離子交換技術(shù)就被應(yīng)用到純水制備方面，采用離子交換法可制得水質(zhì)接近理論純水的超純水(電導(dǎo)率為0.055 μS/cm，電阻率為18.2 MΩ·cm)。但離子交換法卻帶來(lái)了樹(shù)脂再生時(shí)產(chǎn)生的廢酸堿造成的環(huán)境污染。反滲透技術(shù)的引入，使得廢酸堿排放量與單用離子交換脫鹽系統(tǒng)相比減少了90%，這是脫鹽技術(shù)的一大進(jìn)步。但近年來(lái)隨著反滲透設(shè)備投資費(fèi)用的降低，特別是1998年以后，國(guó)內(nèi)大批電廠在原有離子交換脫鹽系統(tǒng)改造中引入了反滲透技術(shù)，且有一種盲目跟上的趨勢(shì)。筆者認(rèn)為，反滲透技術(shù)的引入應(yīng)結(jié)合本地區(qū)的水資源狀況，原水水質(zhì)特點(diǎn)并考慮制水成本，方可取得好的效果和收益。引入反滲透技術(shù)應(yīng)考慮的因素

2.1 工程投資和制水成本的比較

本文結(jié)合中國(guó)鋁業(yè)公司山東分公司自備電廠原離子交換脫鹽系統(tǒng)引入反滲透技術(shù)的工程投資和制水成本的變化來(lái)說(shuō)明這一問(wèn)題。

2.1.1 工程投資(設(shè)備及安裝工程費(fèi))的比較

同規(guī)模反滲透+混合離子交換脫鹽系統(tǒng)與離子交換脫鹽系統(tǒng)(復(fù)床)建筑工程費(fèi)基本相當(dāng)，僅設(shè)備費(fèi)及安裝工程費(fèi)相差較大，根據(jù)本實(shí)例工程投資(靜態(tài)投資)分析，反滲透+混合離子交換脫鹽系統(tǒng)設(shè)備及安裝工程費(fèi)每m3水投資不低于4.33萬(wàn)元人民幣，離子交換脫鹽系統(tǒng)(復(fù)床)設(shè)備及安裝工程費(fèi)每m3水投資不高于2.56萬(wàn)元人民幣。對(duì)于產(chǎn)水量為200 m3/h脫鹽系統(tǒng)，反滲透+混合離子交換脫鹽系統(tǒng)工程投資不小于986萬(wàn)元人民幣，而離子交換脫鹽系統(tǒng)(復(fù)床)工程投資一般在630萬(wàn)元人民幣左右。2.1.2 制水成本的比較

對(duì)同一種原水，離子交換脫鹽系統(tǒng)與反滲透+混合離子交換脫鹽系統(tǒng)的制水成本是不同的。該公司自備電廠原離子交換脫鹽系統(tǒng)為復(fù)床(強(qiáng)酸氫型陽(yáng)離子交換器+強(qiáng)堿氫氧型陰離子交換器)+混合離子交換器，產(chǎn)水能力為200 m3/h，系統(tǒng)進(jìn)水含鹽量為630 mg/L。2001年10月引入反滲透技術(shù)，形成反滲透+混合離子交換脫鹽系統(tǒng)?，F(xiàn)將系統(tǒng)改造前后相關(guān)運(yùn)行情況及制水成本分別列于表1，表2，表3(表中物料的價(jià)格以32%的HCl 530元/t，31%的燒堿530元/t，電費(fèi)0.44元/(kW·h)，原水 3元/m3，阻垢劑8萬(wàn)元/t計(jì))。

從表中可以看出，系統(tǒng)改造后對(duì)于離子交換部分可以大大提高樹(shù)脂的再生周期，降低了酸、堿耗量。但經(jīng)統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)改造后每年各項(xiàng)費(fèi)用增加160.56萬(wàn)元，制水成本增加0.92元/m 3。比原系統(tǒng)的運(yùn)行成本增加了約20%，分析原因主要有以下幾個(gè)方面。

(1)反滲透系統(tǒng)能耗較高。原水需用高壓泵升壓后送入反滲透裝置，能耗較高。目前，國(guó)內(nèi)用于非高含鹽量水的反滲透脫鹽系統(tǒng)其電耗不低于1.6 kW·h/m3，而國(guó)內(nèi)已有的海水反滲透淡化系統(tǒng)電耗為5～6 kW·h/m3。且國(guó)內(nèi)用于非高含鹽量水的反滲透脫鹽系統(tǒng)一般沒(méi)有采取濃水能量回收措施(能量透平裝置或壓力轉(zhuǎn)換器)，造成能量極大浪費(fèi)。

(2)阻垢劑費(fèi)用較高。反滲透裝置濃水含鹽量一般為原水含鹽量的4倍，為防止?jié)馑顺霈F(xiàn)諸如CaCO3，CaSO4濃度積大于其平衡溶解度指數(shù)時(shí)結(jié)晶析出而損壞膜元件，一般均在反滲透裝置之前設(shè)置了阻垢劑投加裝置?，F(xiàn)國(guó)內(nèi)常用的King Lee, Flocon, Argo等公司的阻垢劑均為進(jìn)口產(chǎn)品，價(jià)格為8萬(wàn)元/t左右。

(3)水利用率較低。反滲透裝置的水利用率一般為75%，同時(shí)其對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求較高(SDI≤5)，致使原水預(yù)處理難度加大，這進(jìn)一步降低了整套脫鹽系統(tǒng)的水利用率，增加了原水耗量。

(4)清洗維修費(fèi)用較大。保安過(guò)濾器濾芯在正常工作情況下，可維持3～4個(gè)月的使用壽命，需定期更換。反滲透膜組件受污染時(shí)，需進(jìn)行化學(xué)清洗。2.2 結(jié)合原水水質(zhì)的特點(diǎn)選擇

在電廠鍋爐補(bǔ)給水脫鹽系統(tǒng)中，是否在離子交換脫鹽系統(tǒng)前引入反滲透預(yù)脫鹽，應(yīng)結(jié)合本地區(qū)的水資源狀況及原水水質(zhì)特點(diǎn)來(lái)決定。

(1)當(dāng)原水含鹽量不大于1000 mg/L時(shí)，采用復(fù)床+混合離子交換脫鹽是比較經(jīng)濟(jì)合理的。對(duì)于這種水，樹(shù)脂再生周期一般不小于10 h，再生操作勞動(dòng)強(qiáng)度及再生頻率也是可以接受的。若采用自動(dòng)控制，離子交換脫鹽將是一種最佳的選擇。如果引入反滲透預(yù)脫鹽，必將使后續(xù)離子交換脫鹽系統(tǒng)再生周期極長(zhǎng)，使其接近零負(fù)荷運(yùn)行，造成投資加大，制水成本偏高。

(2)如原水含鹽量為1000～4000 mg/L，預(yù)脫鹽是否采用反滲透法需與電滲析法進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較確定。

(3)如原水含鹽量大于4000 mg/L且水質(zhì)滿(mǎn)足反滲透進(jìn)水水質(zhì)要求時(shí)，引入反滲透預(yù)脫鹽是一種經(jīng)濟(jì)合理的方案。結(jié)語(yǔ)

反滲透是一種先進(jìn)的脫鹽技術(shù)，它具有脫鹽率高、自控程度強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在海水淡化、苦咸水脫鹽、純水制備等方面得到了廣泛的應(yīng)用。其與EDI配合，組成反滲透+電去離子脫鹽系統(tǒng)，在電力行業(yè)將有廣闊的發(fā)展前景。但由于其運(yùn)行費(fèi)用較高，在電廠鍋爐補(bǔ)給水中反滲透+混合離子交換脫鹽系統(tǒng)的應(yīng)用應(yīng)結(jié)合原水水質(zhì)的情況并考慮制水成本來(lái)選擇，否則盲目選用勢(shì)必造成經(jīng)濟(jì)損失。