水资源远程测控解决方案 水资源短缺已经成为全球性的问题，随着经济的发展，日益增长的用水需求与水资源短缺之间的矛盾迫使世界各国都在寻求解决的有效办法。因此，采用现代化手段，建设水资源实时监控系统，动态掌握区域水资源变化及利用情况，最大限度的调控使用效率，是促进经济社会可持续发展的迫切需要。EWP水资源远程监控系统，是一种软件与硬件结合的自动化网络式测控系统。它通过是在用水单位设备上安装相应的监控模块，实现对水表流量、水井水位、压力及对水泵的三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、电能值等参数的采集，以及对水泵的启停、电动阀的开闭等控制；并通过GPRS网络，以无线通讯方式与水资源管理中心进行通讯，实时对各用水单位进行监管和控制。相关的水表流量、水井水位及用户水泵的电流、电压的数据采集等自动存入水资源管理中心数据库。如用水单位人员人为断电、外加水泵、水表等自然或人为损坏的情况出现,监控中心会同时显示故障原因并报警，便于及时派人到达现场。水资源管理中心可根据需要，在不同季节限量采水，控制水泵启停泵；对欠缴水资源费的用户，水资源管理中心工作人员可通过计算机系统对用水单位的电动阀开闭、水泵的启停进行异地远程控制，实现水资源检测与控制的自动化、一体化。系统主要组成:整套EWP监控解决方案采用4层网络结构方式，分别为：1 底层分布式485网络底层设备采集层，由各模块负责底层数据的采集以及设备的控制。2 GPRS通讯网络通讯层，通过GPRS网络进行数据采集传输。3 服务器集群负责数据采集存储发布；数据采集处理层，服务器集群负责数据的采集、处理、报警、存储等操作，有关数据的处理部分都将在这一层进行，同时将数据通过WEB服务器上的WEB Service接口进行发布，实现B/S 、C/S体系的无缝集成；如果采用单机版软件系统，则不需要WEB服务器以及WEB SERVICE接口；4 Internet/Intranet信息发布网络信息发布层，通过WEB Service接口，可以通过InternetIntranet（互联网企业局域网）直接访问数据，实现远程网页工作站WEB访问以及桌面工作站访问，从而实现除了本地工作站控制外，也可以在任何一个能接入Internet的地点，任意选择网页工作站以及桌面工作站实现异地远程控制。采集部分：采用由本公司开发生产的系列模块，电参数采集模块EDA9033D，该模块采集用户水泵的基本电参数，如三相电压、电流、有功无功功率、正反向有无功电能值等，同时采集部分基波谐波功率，能对电网质量进行一定的监控，并且该模块还集成了开关量控制，可进行水泵的起停控制；流量采集根据贵公司提供的信息采用EDA9083模块进行瞬时流量以及累计流量的采集； 通讯接口：采用RS485接口，通讯波特率为：9600bps；GPRS通讯网络：采用由本公司开发生产的LQ-8110 GPRS模块，实现底层采集设备至数据采集服务器之间的透明传输。可采用TCPIP方式，也可以采用UDP方式。针对大数量应用推荐使用UDP方式。服务器集群：网络版：主要由服务器集群以及各工作站组成，工作站通过集群的数据接口，可不受网络限制采用多种模式运行，配置灵活方便，能够适应用户原有网络，减少用户成本投入；服务器集群：主要是由数据采集服务器，数据服务器，WEB/WEB SERVICE服务器构成，采用E-Water SCADA软件，主要包含：1、EWP GPRS数据采集服务（Windows服务）2、EWP 数据发布网页 3、EWP Web Service接口；数据库采用SQL 2000支持。从而实现数据的采集处理发布等一系列工作。工作站：负责系统的信息发布以及针对设备进行控制操作，采用EWP Client WorkStation软件，该软件有2种类型：1、远程工作站；2、本地工作站；工作站软件可采用WEB网页方式，也可以采用桌面软件WinForm方式；在服务器集群接入Internet后，任一类型的远程工作站通过Internet，可支持远程异地操作，即在任何一个能够接入Internet的地域，都可以通过Internet对系统进行远程操作；本地工作站接入本地Intranet进行操作。单机版：单机版系统建立单一监控中心，不接入网络（需接入GPRS网络），作为单机软件运行，没有服务器集群，也不支持各种工作站；集数据采集与控制为一体；单用户操作在。组网方式及举例说明(一) 组网方式介绍：数据中心接入有多种方式，结合GPRS的特点和应用领域的具体要求进行组网。组网方式由业务数据量、时延、可靠性要求、数据保密性、网络状况决定。现总结出以下几种可行的组网方案： 方案一：中心采用INTELNET公网连接，用公网固定IP此种方案客户须先向INTERNET运营商申请公网固定IP。中心用公网固定IP，监控点直接向中心发起连接。或客户公司有一台连接Internet的服务器，并且具有公网固定IP，但是考虑到服务器的稳定运行问题，通常不让在服务器上安装其他应用软件，所以GPRS数据中心系统也不能安装在该服务器上，可以用NAT端口映射的方法来解决这个问题。见下图：此种方案在实时性和稳定性方面很好，并且费用最低，每月只需支付GPRS模块内的数据卡费用。虽然我们的现场固定IP地址的网线不好布线，但综合考虑我们极力推荐该方案。方案二：中心采用无线猫拨号上网连接移动网络，用移动网内固定IP此种方案客户向移动公司申请一个固定IP（移动网内），中心用固定移动网IP地址的GPRS通过无线MODEM拨号与移动网络建立连接，其它GPRS模块自动获得该网段的随机IP地址，由监控点直接向中心发起连接。见下图：此种方案在没有有线公网固定IP地址的情况下也是一个比较好的方案，费用和系统组成方面也是比较适宜。与第一种方案相比较就是多加了一个无线猫模块和一张数据卡。同样它又存在着一定的弊端，由于无线猫拨号方式建立的连接带宽有限，不适用于多监控点的系统，并且本套系统可以访问外网如管理不当便会出现费用超标现象。方案三：中心采用移动APN专网固定IP此种方案客户先与移动申请APN专网业务，移动为客户分配专用的APN，客户可以申请绑定移动内网的固定IP地址。中心用无线MODEM拨号上网，得到其内网固定IP；监控点直接向中心发起连接。中心和监控点都具有移动内网IP，减少中间环节，稳定性增强；且所有数据都在移动GPRS的APN内网传输，无需经过公网，安全性增强。见下图：此种方案无需负担专线月租费用，并且所在APN专网稳定性比较好，不能访问外网所以不用担心访问公网带来的费用超标问题。缺点：由于无线猫拨号方式建立的连接带宽有限，不适用于多监控点的系统，开设专网的费用也是较高的。 方案四：中心采用专线接入， 所有点都可以采用内网固定IP此种方案客户的数据中心通过一条APN专线接入移动公司GPRS网络，双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接，并用防火墙进行隔离，在防火墙上进行IP地址和端口过滤。移动为客户分配专用的APN，用于GPRS专网的SIM卡开通该专用APN。得到专用APN后，给所有监控点及中心分配APN专网内部固定IP。见下图：此种方案在实时性、安全型和稳定性方面都很好，适用于安全性要求较高、数据点比较多、实时性要求较高的应用环境，但费用很高，测控点数不是很多的情况下此种方案不宜实施。总体实现方式：在每个水源井泵房内安装1个EDA9033D、1个EDA9083、1个LQ8110、1个开关电源，并在启动柜面板上增加一个主令转换开关。EDA9033D负责电压、电流、功率、电量等数据的采集，并通过开关量输入状态来采集水泵的运行状态，接收上位机发送来的指令实现遥控器停泵的功能。监控中心通过LQ8110对EDA9083发出指令，采集EDA9083通过测频计数方是采集的流量数据；LQ8110内安装一张开通GPRS业务的SIM卡，实现EDA9033D、EDA9083与水厂数据中心计算机之间的数据通讯，即中心计算机和EDA9033D、EDA9083模块之间通信遥控命令的传输。开关电源给EDA9033D、EDA9083和LQ8110模块提供10-30V的工作电源。启动面板上安装1个转换开关实现本地和远程启停泵控制方式的转换。主令开关的添加主要是为了实现手工控制与远程控制的切换，这样在模块设备发生故障时，仍可通过主令开关进行手自切换，实现手工控制；并为设备进行检修提供方便条件。控制线路改造图方式一：手动控制和远程控制通过现场按钮切换。方式二：手动和远程都可以对水泵进行启停。系统主要功能： u 数据采集功能 电参数：三相电压、有功功率、无功功率、无功功率、功率因数、电能值。 瞬时流量、累计流量 泵运行状态u 数据处理功能 实时数据显示、曲线显示功能 数据异常报警，报警信息存储 设备停机报警 通讯异常报警。u 系统调整功能：根据实际运行情况进行现场设备控制；根据权限进行远程控制。u 具有实时、分时、定时；单井、群井的基本数据、起停电泵等多种数据召测控制模式u 手工召测功能，任何时候可以在工作站上主动提取监测点的数据u 数据报表功能，生成日报、月报、年报，也可随时进行统计报表、打印u 分析计算功能：根据监测的实时数据，分析累计用水量、泵电参数，对于异常情况产生告警；可统计水源的供水趋势图。 绘制监测点历史流量曲线图、压力曲线图、电参数曲线图等u 故障报警功能：超用户设定报警限后，系统报警，还可根据参数值进行多种状态判断，比如停机、短路、过载等一系列报警信息u 系统自诊断能力在出现问题后，在任意工作站上或单机监控中心上，可以通过系统的自诊断功能来进行判断故障，故障自诊断可以诊断底层硬件是否正常，通讯网络是否正常，服务器集群是否正常等故障u 系统扩充升级功能，系统具有开放的数据接口，方便后期监测点的增加和扩容u 管理维护功能u 强大的权限功能u 完整的日志功能系统特点：u 无线组网，不受天气和距离的限制。u 单服务器支持GPRSGSM通讯数量大u 系统实现内部高效的数据访问和数据交换，实时性优异。u GPRSGSM传输稳定，实时在线。u 支持桌面软件、Web应用程序进行远程控制。u 管理功能实用可靠。u 系统具有良好的安全保护机制u 系统实现了B/S 、C/S结构的无缝集成u 系统提供了数据接口，可以方便的接入其他系统u 系统具有良好的可维护性系统安全 在系统安全方面，本公司除了采用中型、多用户的SQL Server 2000数据库、系统对用户实现分级授权管理和提供防火墙功能及完善的数据备份功能外，对GPRSGSM网络无线数据监控中心还提供了安全技术解决方案，以确保数据安全可靠。系统中提供了以下几种安全技术解决方案（适用于GPRS）。1、 IP 过滤技术由于监控中心服务于GPRS子网用户，所有访问客户的IP必为GPRS子网内的IP 。因此，我们在系统中采用了IP过滤技术，对所有接受的数据包进行过滤，抛弃掉所有的非法IP数据报。这一过程就好像将系统置身于移动公司的防火墙保护之下，所有的非法用户只有先穿过了移动公司的安全防护才有可能访问到本系统，但对于安全措施非常强大的GPRS网络来说，这将是非常的困难。2、 身分授权和密码认证体系采用IP过滤技术尽管可以防止一些非GPR