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基于GPRS超低功耗水质在线监测系统
发布日期：2013-04-09 10:53 点击：次
案例背景
水是生命的源泉、农业的命脉、工业的血液，水对于我们至关重要。近些年来随着社会的进步、经济科技的发展，人们生活、工作和生产水平有了很大的提高，同时带来的环境污染也不容忽视，工业废水排放总量居高不下，严重破坏了生态环境。特别是，污染的水质，严重损害了人们的健康、制约了社会的发展。透过远程无线监控系统，可将污水等众多的排污点的污染情况进行24小时全天候的实时监控，为进一步预防和治理污染提供有力的根据。
适用范围
江河、湖泊、水厂、风景区水质污染的远程监控及管理
水源井远程监控
水文（雨量、水位）远程监测
液位、流量、压力远程监测
流量计无线组网
储槽、储罐压力液位监测
农田灌区水位监测
供热系统的温湿度实时监测
农网、医药、养殖等行业的温湿度监测
系统组成
水质远程监控系统主要由调度中心、水质监控中心、通信平台、水质远程测控终端、计量测量(COD、TOC、PH等水污染物在线监测分析仪，流量(速)计、污染治理设施运行记录仪等)设备组成。
系统功能特点
透过远程无线监控系统，可将江河、湖泊、水厂、风景区污水排污点的污染情况进行24小时全天候的实时监控，为进一步预防和治理污染提供有力的根据；同时可以控制水污染在线治理仪来进行治理，当发现水质变差时提前预警等。
硬件及软件支持
硬件简介(RTU4100-L)
采用我公司的RTU4100-L.
1、产品介绍
1）产品特点
3.7V锂电池供电方式
提供RS232和RS485通信接口
超低功耗，待机电流可低至25-35µA，适合在野外长期工作
多种待机工作模式可自定
支持服务器配置时间
支持modbus ASII、RTU协议
支持自定义握手包和心跳包
具有唯一ID号
只采用自动唤醒模式 待机模式下可达到3uA-4uA。
定时采集4路传感器信息，并存储与FLASH中
可以给传感去提供DC12V电源
定时与服务器联机，上传采集数据
2)相关资料
通用DTU4100说明书
低功耗配置软件
DTU配置软件
超低功耗GPRS说明书
3) 工作流程
平时待机
定时采集时间到，唤醒设备，采集数据，存储采集数据，待机。
定时回传时间到，唤醒设备，联机服务器，上传数据，待机。
支持按【星期】，【小时】，【分钟】，【间隔时间】4种待机方式
遇到报警情况马上开机给服务器回传数据；
遇到紧急报警情况可以按照预先设定的短信内容给8个人发短信；
【间隔时间】 可配置为0-65535秒 间隔。
【星期】模式可精确到一星期中每天的分钟时刻，可配置为1-7个时间点，实现定点唤醒。
【小时】模式可精确到每天中的分钟时刻，可配置为1-7个时间点，实现定点唤醒。
【分钟】模式可精确到每小时中的分钟时刻，可配置为1-7个时间点，实现定点唤醒。
4)功耗计算
RTU-L 系列主要分为三种工作模式
定时模式、报警模式、联网模式
|
工作模式 |
功耗 |
作用 |
|
定时模式 |
(3—4)uA |
只能定时唤醒工作 |
|
报警模式 |
(20—33)uA |
可以外部触发唤醒 |
|
联网模式 |
80mA |
一直联网模式 |
本方案采用的方案为 报警模式+联网模式相结合的模式
如果每次联网通讯时间为2分钟，1节10Ah的电池可以工作的时间为：
计算方式：
假设一直联网，可以工作时间为：10000/80=125小时=7500分钟=3750次数
假设每天的联网次数为1次，则工作时间为 3750天
假设一直处于报警模式下，一年的消耗电流为：33*24*365 uA= 289080uA = 289mA ，约占总电量的1/34
A、软件功能
远程监测COD、TOC、PH等水污染物指数，监测排污流量 ；
支持各种监测信息、控制信息、报警信息、操作信息的存储和历史记录查询。
生成各种数据报表及数据曲线。
B、软件截图
实时显示
左侧设备列表显示出当前在线和离线设备的信息，当设备联网后，将从“离线设备列表”进入“在线设备列表”，设备长时间不在线将从“在线设备列表”进入“离线设备列表”；
右上角显示设备编号、用户名称、联系人、运行日期、系统服务到期日期、电话、传真、手机、地址、SIM卡号等信息；
左上角显示COD、TOC、PH等水污染物指数；
窗口下面实时显示COD、TOC、PH等水污染物指数等曲线；
中部文字提示当前设备登陆时间，采集回传数据的最后时间；
历史记录
1、用户可以根据时间段来搜索历史记录；
2、历史记录将以曲线形式绘制在窗口上面，历史记录可以以列表的形式显示在窗口下面，通过历史记录可以查看设备运转状态和相关趋势；
3、同时查询的历史记录可以导出为excel表格；
组态软件效果图
用户可以根据需要通过组态软件来定制程序，这样界面表现形式更为灵活；
C、优势特点
现场出现水质变差时，现场控制器可发送报警短信通知相关人员
节约人力、财力、物力资源
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