一種自來水流量監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自來水流量監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由若干監(jiān)測終端、無線數(shù)據(jù)傳輸（GSM/GPRS）網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心三部分組成。其中，監(jiān)測終端安裝于各供水分區(qū)的監(jiān)測點，及時將監(jiān)測到的流量數(shù)據(jù)通過GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆O(shè)在自來水公司的監(jiān)控中心，由中心對各分區(qū)的數(shù)據(jù)進行分析，從而實現(xiàn)對各分區(qū)供水的科學管理。
【專利說明】一種自來水流量監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種遠程監(jiān)測技術(shù)，具體涉及一種自來水流量遠程監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]GPRS即通用無線分組業(yè)務(wù)。它是基于現(xiàn)在運行的GSM基礎(chǔ)上發(fā)展的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，類似于固定交換技術(shù)中的數(shù)據(jù)分組業(yè)務(wù)。GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源，從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)傳輸。GPRS業(yè)務(wù)能提供不間斷的信息服務(wù)，利用GPRS可以使用戶在移動狀態(tài)下使用各種高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
[0003]再者，現(xiàn)有的水流量遠程一般都采用一些近距離的監(jiān)控手段，所獲得的數(shù)據(jù)無法進行遠程傳輸；同時在進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)監(jiān)測時，所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)一般都不太精確，造成后期水流分析的結(jié)果存在較大誤差。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型針對現(xiàn)有水流量監(jiān)測技術(shù)所存在的問題，而提供一種新型的自來水流量監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于GSM/GPRS技術(shù)，能夠及時將監(jiān)測到的流量數(shù)據(jù)通過GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，由中心對各分區(qū)的數(shù)據(jù)進行分析，從而實現(xiàn)對各分區(qū)供水的科學管理。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0006]一種自來水流量監(jiān)測系統(tǒng)，所述監(jiān)測系統(tǒng)包括:
[0007]若干監(jiān)測終端，所述若干監(jiān)測終端分別安置于待監(jiān)測供水分區(qū)的監(jiān)測點，實時監(jiān)測流量數(shù)據(jù)；
[0008]無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，所述無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)連接若干監(jiān)測終端和監(jiān)控中心；
[0009]監(jiān)控中心，所述監(jiān)控中心分析處理若干監(jiān)測終端監(jiān)測并傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
[0010]在本實用新型的優(yōu)選實例中，所述無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)為GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)。
[0011]進一步的，所述供水分區(qū)由安裝于供水管網(wǎng)上的若干監(jiān)測終端，將整個供水系統(tǒng)劃分而形成，每個區(qū)域作為一個監(jiān)測點。
[0012]進一步的，所述監(jiān)測終端包括:單片機、GSM/GPRS DTU、供電電路、實時時鐘、Flash存儲器以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備，所述單片機控制連接GSM/GPRSDTU、實時時鐘、Flash存儲器以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備；所述供電電路電連接單片機、GSM/GPRS DTU、實時時鐘、Flash存儲器。
[0013]再進一步的，所述單片機通過RS232總線與數(shù)據(jù)采集設(shè)備數(shù)據(jù)相接。
[0014]再進一步的，所述單片機通過串行通信接口與GSM/GPRS DTU相接。
[0015]再進一步的，所述監(jiān)測終端還包括掉電監(jiān)測電路，所述掉電監(jiān)測電路直接接一220V交流電電源，作為其輸入，并經(jīng)光耦隔離，連接到單片機。
[0016]根據(jù)上述方案得到的自來水流量監(jiān)測系統(tǒng)實時精確監(jiān)測各供水分區(qū)的監(jiān)測點，能夠及時將監(jiān)測到的流量數(shù)據(jù)通過GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)，遠距離的傳輸?shù)皆O(shè)在自來水公司的監(jiān)控 中心，由中心對各分區(qū)的數(shù)據(jù)進行分析，從而實現(xiàn)對各分區(qū)供水的科學管理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】來進一步說明本實用新型。
[0018]圖1為本實用新型的系統(tǒng)框圖；
[0019]圖2為本實用新型中監(jiān)測終端的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實施方式】
[0020]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0021]參見圖1，本實用新型提供的自來水流量遠程監(jiān)測系統(tǒng)主要由若干監(jiān)測終端100、無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)200和監(jiān)控中心300三部分組成。
[0022]其中，監(jiān)測終端100作為前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其安裝于各供水分區(qū)的監(jiān)測點，實時獲取各供水分區(qū)的監(jiān)測點的水流數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測到的流量數(shù)據(jù)通過無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)200傳輸?shù)皆O(shè)在自來水公司的監(jiān)控中心。
[0023]無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)200用于數(shù)據(jù)連通監(jiān)測終端100和監(jiān)控中心300，實現(xiàn)它們之間的遠距離數(shù)據(jù)通信。為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎头€(wěn)定，該無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)200可采用GSM/GPRS 網(wǎng)絡(luò)。
[0024]監(jiān)控中心300為整個系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)處理中，其對由監(jiān)測終端100監(jiān)測并通過無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)200傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行分析，從而實時得知各個分區(qū)的水流量情況，能夠?qū)崿F(xiàn)對各分區(qū)供水的科學管理。
[0025]本系統(tǒng)中用于待監(jiān)測的各供水分區(qū)不是一般的給水系統(tǒng)分區(qū)(并聯(lián)分區(qū)或串聯(lián)分區(qū))，而是在供水管網(wǎng)上安裝流量計將整個供水系統(tǒng)劃分成若干個供水區(qū)域，每個區(qū)域作為一個監(jiān)測點，對管理區(qū)域內(nèi)流進的自來水總量和實際銷售的水量進行量化管理，以此來了解和掌握各區(qū)域內(nèi)的需水量、供銷差、漏失量、未收費水量等情況。
[0026]對于本實例中的無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)200和監(jiān)控中心300，具體為本領(lǐng)域技術(shù)人員的熟知技術(shù)，此處不加以贅述。
[0027]對于監(jiān)測終端100，如圖2所示，其主要包括PIC單片機101、GSM/GPRSDTU(包括SIM卡、天線等)102、供電電路103、實時時鐘104、Flash存儲器105、數(shù)據(jù)采集設(shè)備106以及掉電監(jiān)測電路107組成。
[0028]1、PIC 單片機 101
[0029]鑒于監(jiān)測終端需要設(shè)置在無人看管、環(huán)境較惡劣的地方，要求抗干擾能力強、性能可靠，采用了 Microchip公司的PIC單片機中的PIC16F877A。PIC16F877A單片機內(nèi)部有8K*14的Flash程序存儲器和368B的RAM數(shù)據(jù)存儲器；采用哈佛結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)線和指令線分離，取數(shù)據(jù)和取指令可以同時進行，執(zhí)行效率高、速度快。該PIC單片機為整個監(jiān)測終端100的控制中心，其分別控制連接監(jiān)測終端100中的其他組成部件。
[0030]2GSM/GPRS DTU (102)
[0031]無線通信模塊采用成都眾山科技有限公司的ZSD2110 GSM/GPRS DTU0 ZSD2110是一款使用GSM/GPRS進行無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端設(shè)備，支持PPP、TCP、UDP、ICMP等眾多復雜網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持透明數(shù)據(jù)傳輸和用戶自由控制傳輸模式，同時支持點對點、點對多點、設(shè)備間、設(shè)備與中心間等各種不同的通信模式。
[0032]如圖2所示，PIC單片機101采集數(shù)據(jù)以及跟DTU之間的通信都是通過串行接口。在具體設(shè)計時，由于PIC16F877A只有一個USART接口，本實例采用分時復用的原則，通過一片4位總線開關(guān)芯片F(xiàn)ST3125在流量計與DTU之間切換，平時與流量計接通，采集數(shù)據(jù)，上傳時間到時，斷開與流量計的連接，接通DTU，上傳數(shù)據(jù)(必要時完成校時)。
[0033]3、實時時鐘104
[0034]實時時鐘用于提供系統(tǒng)采樣、定時上傳、記錄斷電/復電時間等操作的時間基準，是本系統(tǒng)不可缺少的一部分。本實例選用了 DS1302實時時鐘芯片。
[0035]DS1302使用32.768kHz的外部晶振，該振蕩電路不需要外接任何電阻或電容，設(shè)計簡單。需要注意的是，在晶振的選擇上，只能選用負載電容為6pF的32.768kHz晶振，否則可能會導致晶振不能起振，DS1302不計 時的問題。
[0036]4、Flash 存儲器 105
[0037]本實例采用串行SPI Flash存儲器作為外部存儲器，記錄歷史數(shù)據(jù)和斷電/復電時間。與以往的并行存儲器或鐵電存儲器相比，串行存儲器具有很大優(yōu)勢。并行存儲器存儲容量大，讀寫速度快，但是抗干擾能力差；鐵電存儲器采用串行接口，抗干擾能力強，也具有很高的靈活性，可以單字節(jié)讀寫(不需要擦除，可直接改寫數(shù)據(jù))，但其存儲密度小，單位成本高，讀寫速度較慢。在本實例中采用的M25P16存儲器綜合了這二者的優(yōu)點，不僅存儲容量大，讀寫速度快，而且抗干擾能力強，占用MCU引腳資源少。
[0038]5、供電電路103及掉電監(jiān)測電路107
[0039]供電電路103使得整個監(jiān)測終端上的器件都工作在5V電壓下。掉電監(jiān)測電路107，能夠保證在突然斷電的情況下，能及時記錄斷電時間，以備向監(jiān)控中心報告，還需要備用電源以及斷電檢測電路。
[0040]本實例中，供電電路103的主電源采用UPS供電，可保證在交流電斷電的情況下仍能工作；另外從220V交流電直接接一電源作為掉電監(jiān)測電路107的輸入，經(jīng)光耦隔離，連接到單片機的RBO引腳，這樣在斷電時，能夠觸發(fā)單片機的RBO外部中斷實現(xiàn)斷電保護，讀取當前DS1302的時間保存到Flash存儲器，并經(jīng)DTU上傳到監(jiān)控中心，然后使單片機進入低功耗工作狀態(tài)。在恢復供電時，同樣要記錄復電時間并上傳。
[0041]6、數(shù)據(jù)采集設(shè)備106
[0042]數(shù)據(jù)采集設(shè)備106其安置于供水管網(wǎng)上，將整個供水系統(tǒng)劃分成若干個供水區(qū)域，每個區(qū)域作為一個監(jiān)測點，對管理區(qū)域內(nèi)流進的自來水總量和實際銷售的水量進行量化管理，以此來了解和掌握各區(qū)域內(nèi)的需水量、供銷差、漏失量、未收費水量等情況。本實例中，該數(shù)據(jù)采集設(shè)備106由流量計以及相應(yīng)的轉(zhuǎn)換器組成，通過RS232總線與單片機相接。
[0043]根據(jù)上述具體實施方案形成的自來水流量遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其實際運行具有如下優(yōu)
占-
.[0044](I)現(xiàn)場實時采集流量信息，包括瞬時流量、正向總量、反向總量、流量百分比、差值總量、流速等信息。
[0045](2)具有遠程通信功能。定時將采集的流量信息通過GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)，上傳至監(jiān)控中心。[0046](3)監(jiān)測終端可以按監(jiān)控中心的指令完成校時。
[0047](4)停電復電時間記錄。監(jiān)測流量計的供電，一旦停電立即記錄下停電時間，并報告監(jiān)控中心，隨即進入睡眠模式；恢復供電時，記錄來電時間，也上傳到中心。
[0048](5)歷史數(shù)據(jù)記錄。具有一定的非易失性數(shù)據(jù)存儲區(qū)，可在本地保存斷電/復電時間以及歷史數(shù)據(jù)。
[0049](6)及時更新。監(jiān)測終端預留升級接口，可在不改變硬件設(shè)計的情況下根據(jù)用戶的需要進行升級，滿足不同用戶的需求。
[0050]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種自來水流量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測系統(tǒng)包括: 若干監(jiān)測終端，所述若干監(jiān)測終端分別安置于待監(jiān)測供水分區(qū)的監(jiān)測點，實時監(jiān)測流量數(shù)據(jù)； 無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，所述無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)連接若干監(jiān)測終端和監(jiān)控中心； 監(jiān)控中心,所述監(jiān)控中心分析處理若干監(jiān)測終端監(jiān)測并傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自來水流量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)為GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自來水流量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述供水分區(qū)由安裝于供水管網(wǎng)上的若干監(jiān)測終端，將整個供水系統(tǒng)劃分而形成，每個區(qū)域作為一個監(jiān)測點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自來水流量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測終端包括:單片機、GSM/GPRS DTU、供電電路、實時時鐘、Flash存儲器以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備，所述單片機控制連接GSM/GPRS DTU、實時時鐘、Flash存儲器以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備；所述供電電路電連接單片機、GSM/GPRS DTU、實時時鐘、Flash存儲器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自來水流量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機通過RS232總線與數(shù)據(jù)采集設(shè)備數(shù)據(jù)相接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自來水流量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機通過串行通信接口與GSM/GPRS DTU相接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的一種自來水流量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測終端還包括掉電監(jiān)測電路，所述掉電監(jiān)測電路直接接一 220V交流電電源，作為其輸入，并經(jīng)光耦隔離，連接到單片機。
【文檔編號】G05B19/418GK203414791SQ201320457737
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】胡從洋 申請人:上海寬岱電訊科技發(fā)展有限公司