基于基于GPRS实现供水管网远程自动监测系统实现供水管网远程自动监测系统
Realization of Auto-monitoring System for Water Supply Pipeline Networks Based on GPRS
Abstract: The traditional operation of pipeline networks for water supply which controlled mainly by manual
coordination is no longer to meet the need of current water supply system. Take into account monitoring
characteristics of water pipe line networks, this paper put forward establish a system plan of remote pipeline
networks auto-monitoring based on Internet technology by using monitoring termination with GPRS network
wire and MCU. The scheme include three parts: control centre, remote termination and remote data
communication. The low power hardware and software design of terminal monitor are provided. Key words:
GPRS, MSP430, remote monitoring, low power consumption
摘要:传统的以人工协调操作为主的供水管网管理运行方式己无法满足现行系统的需求,针对供水管网监测的
特点,提出了利用 GPRS网络和单片机构成监测终端,建立基于互联网技术的远程管网自动监测系统的总体方
案,系统分为控制中心、远程终端和数据通信三部分。提供出了监测终端的低功耗硬件及软件设计方法。
关键词: GPRS、MSP430、远程监控、低功耗
1引言
在许多城市里,供水管网和水质监测站分布在城区的各个地点,过去主要采取人工抄表、电话报数、现场检
测、手动操作调试的原始调度方法。位于控制中心管理若干个地理位置比较集中的站点的管理人员很难及时了
解现场的运行状况,因此每个监测站点必须配备值站员对站内运行情况就地监测、记录、调节,并定期向其所
属的控制中心报告当前的运行数据。由于供水管网地理位置分散,如要对这些指标逐一实时检测,无疑会耗费
大量的人力物力,给整个供水系统运行管理增加了相当大的难度。并且利用人工现场采集的方法收集信息数量
少、处理慢、传递迟,调度处于低级阶段,以保证不缺水和维持正常运行为主,谈不上优化调度。遇上爆漏及
其他事故,不能及时地诊断报警,影响供水管网系统的可靠运行。
本系统就是在传统供水管网监测系统的基础上,结合GPRS技术而发展起来的新型监测系统。系统采用“控制中
心—监测站”的构建模式。控制中心是整个系统运作的核心,负责收集各监测站上传的监测信息,发送各种操作
命令以控制监测站的动作。监测站被分散放置于远离控制中心的各监测点处,负责完成信息的采集和响应控制
中心发出的控制命令。监测站与控制中心之间可以通过多种方式进行通信,如短信、网络和E-mail等方式。由于
有的监测站无人值守,考虑到系统的低功耗设计要求,的设计实现可根据不同的应用目的和应用环境,采用特
定的技术形式,利用MSP430F系列单片机与GPRS 模块构成各监测子站。
2.监测终端硬件设计
监测终端通过现场传感器将压力、流量等物理量变换成模拟信号,经过电路转换成数字信号送入单片机。单片
机对采集到的数据进行数字滤波后存储起来,然后利用 AT指令控制 GPRS模块,发送到控制中心。采集的时间
间隔和发送间隔均由时钟芯片控制,完成定时采集和发送任务。
根据监测终端的功能和工作环境,选择 TI公司近几年推出的 16位系列单片机 MSP430作为 CPU。 MSP430工
作在 1.8~3.6V电压下,有正常工作模式( AM)和 4种低功耗工作模式,可以方便的在各种工作模式之间切
换。MSP430的超低功耗使其在电池供电、便携式设备的应用中表现出非常优良的特性。 MSP430内部具有多
通道 12bit的 A/D转换、片内精密比较器、多个具有 PWM功能的定时器、看门狗定时器及大量的 I/O端口等优
点。GPRS模块选择的深圳倚天科技开发有限公司的ETPro++ 模块来实现。该模块ETPro++内部包含嵌入式
TCP/IP单片机系统部分和 GPRS模块。他们之间是串口连接(Serial2)用户上位机与ETPro++ 也是串口连接
(Serial 1)这两个串口连接可以进行独立配置和操作的(例如波特率和流控制方式) 。终端的硬件电路框图如图
1示。