一种自来水流量监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自来水流量监测系统，该系统由若干监测终端、无线数据传输（GSM/GPRS）网络和监控中心三部分组成。其中，监测终端安装于各供水分区的监测点，及时将监测到的流量数据通过GSM/GPRS网络传输到设在自来水公司的监控中心，由中心对各分区的数据进行分析，从而实现对各分区供水的科学管理。
【专利说明】一种自来水流量监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种远程监测技术，具体涉及一种自来水流量远程监测系统。
【背景技术】
[0002]GPRS即通用无线分组业务。它是基于现在运行的GSM基础上发展的数据业务，类似于固定交换技术中的数据分组业务。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。GPRS特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据传输。GPRS业务能提供不间断的信息服务，利用GPRS可以使用户在移动状态下使用各种高速数据业务。
[0003]再者，现有的水流量远程一般都采用一些近距离的监控手段，所获得的数据无法进行远程传输；同时在进行现场数据监测时，所获得的监测数据一般都不太精确，造成后期水流分析的结果存在较大误差。
实用新型内容
[0004]本实用新型针对现有水流量监测技术所存在的问题，而提供一种新型的自来水流量监测系统。该系统基于GSM/GPRS技术，能够及时将监测到的流量数据通过GSM/GPRS网络传输到监控中心，由中心对各分区的数据进行分析，从而实现对各分区供水的科学管理。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案:
[0006]一种自来水流量监测系统，所述监测系统包括:
[0007]若干监测终端，所述若干监测终端分别安置于待监测供水分区的监测点，实时监测流量数据；
[0008]无线数据传输网络，所述无线数据传输网络数据连接若干监测终端和监控中心；
[0009]监控中心，所述监控中心分析处理若干监测终端监测并传输的数据。
[0010]在本实用新型的优选实例中，所述无线数据传输网络为GSM/GPRS网络。
[0011]进一步的，所述供水分区由安装于供水管网上的若干监测终端，将整个供水系统划分而形成，每个区域作为一个监测点。
[0012]进一步的，所述监测终端包括:单片机、GSM/GPRS DTU、供电电路、实时时钟、Flash存储器以及数据采集设备，所述单片机控制连接GSM/GPRSDTU、实时时钟、Flash存储器以及数据采集设备；所述供电电路电连接单片机、GSM/GPRS DTU、实时时钟、Flash存储器。
[0013]再进一步的，所述单片机通过RS232总线与数据采集设备数据相接。
[0014]再进一步的，所述单片机通过串行通信接口与GSM/GPRS DTU相接。
[0015]再进一步的，所述监测终端还包括掉电监测电路，所述掉电监测电路直接接一220V交流电电源，作为其输入，并经光耦隔离，连接到单片机。
[0016]根据上述方案得到的自来水流量监测系统实时精确监测各供水分区的监测点，能够及时将监测到的流量数据通过GSM/GPRS网络，远距离的传输到设在自来水公司的监控 中心，由中心对各分区的数据进行分析，从而实现对各分区供水的科学管理。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本实用新型。
[0018]图1为本实用新型的系统框图；
[0019]图2为本实用新型中监测终端的结构原理图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0021]参见图1，本实用新型提供的自来水流量远程监测系统主要由若干监测终端100、无线数据传输网络200和监控中心300三部分组成。
[0022]其中，监测终端100作为前端数据采集设备，其安装于各供水分区的监测点，实时获取各供水分区的监测点的水流数据，并将监测到的流量数据通过无线数据传输网络200传输到设在自来水公司的监控中心。
[0023]无线数据传输网络200用于数据连通监测终端100和监控中心300，实现它们之间的远距离数据通信。为了保证数据传输的速率和稳定，该无线数据传输网络200可采用GSM/GPRS 网络。
[0024]监控中心300为整个系统的后台数据处理中，其对由监测终端100监测并通过无线数据传输网络200传输的数据进行分析，从而实时得知各个分区的水流量情况，能够实现对各分区供水的科学管理。
[0025]本系统中用于待监测的各供水分区不是一般的给水系统分区(并联分区或串联分区)，而是在供水管网上安装流量计将整个供水系统划分成若干个供水区域，每个区域作为一个监测点，对管理区域内流进的自来水总量和实际销售的水量进行量化管理，以此来了解和掌握各区域内的需水量、供销差、漏失量、未收费水量等情况。
[0026]对于本实例中的无线数据传输网络200和监控中心300，具体为本领域技术人员的熟知技术，此处不加以赘述。
[0027]对于监测终端100，如图2所示，其主要包括PIC单片机101、GSM/GPRSDTU(包括SIM卡、天线等)102、供电电路103、实时时钟104、Flash存储器105、数据采集设备106以及掉电监测电路107组成。
[0028]1、PIC 单片机 101
[0029]鉴于监测终端需要设置在无人看管、环境较恶劣的地方，要求抗干扰能力强、性能可靠，采用了 Microchip公司的PIC单片机中的PIC16F877A。PIC16F877A单片机内部有8K*14的Flash程序存储器和368B的RAM数据存储器；采用哈佛结构，数据线和指令线分离，取数据和取指令可以同时进行，执行效率高、速度快。该PIC单片机为整个监测终端100的控制中心，其分别控制连接监测终端100中的其他组成部件。
[0030]2GSM/GPRS DTU (102)
[0031]无线通信模块采用成都众山科技有限公司的ZSD2110 GSM/GPRS DTU0 ZSD2110是一款使用GSM/GPRS进行无线数据传输的终端设备，支持PPP、TCP、UDP、ICMP等众多复杂网络协议，支持透明数据传输和用户自由控制传输模式，同时支持点对点、点对多点、设备间、设备与中心间等各种不同的通信模式。
[0032]如图2所示，PIC单片机101采集数据以及跟DTU之间的通信都是通过串行接口。在具体设计时，由于PIC16F877A只有一个USART接口，本实例采用分时复用的原则，通过一片4位总线开关芯片FST3125在流量计与DTU之间切换，平时与流量计接通，采集数据，上传时间到时，断开与流量计的连接，接通DTU，上传数据(必要时完成校时)。
[0033]3、实时时钟104
[0034]实时时钟用于提供系统采样、定时上传、记录断电/复电时间等操作的时间基准，是本系统不可缺少的一部分。本实例选用了 DS1302实时时钟芯片。
[0035]DS1302使用32.768kHz的外部晶振，该振荡电路不需要外接任何电阻或电容，设计简单。需要注意的是，在晶振的选择上，只能选用负载电容为6pF的32.768kHz晶振，否则可能会导致晶振不能起振，DS1302不计 时的问题。
[0036]4、Flash 存储器 105
[0037]本实例采用串行SPI Flash存储器作为外部存储器，记录历史数据和断电/复电时间。与以往的并行存储器或铁电存储器相比，串行存储器具有很大优势。并行存储器存储容量大，读写速度快，但是抗干扰能力差；铁电存储器采用串行接口，抗干扰能力强，也具有很高的灵活性，可以单字节读写(不需要擦除，可直接改写数据)，但其存储密度小，单位成本高，读写速度较慢。在本实例中采用的M25P16存储器综合了这二者的优点，不仅存储容量大，读写速度快，而且抗干扰能力强，占用MCU引脚资源少。
[0038]5、供电电路103及掉电监测电路107
[0039]供电电路103使得整个监测终端上的器件都工作在5V电压下。掉电监测电路107，能够保证在突然断电的情况下，能及时记录断电时间，以备向监控中心报告，还需要备用电源以及断电检测电路。
[0040]本实例中，供电电路103的主电源采用UPS供电，可保证在交流电断电的情况下仍能工作；另外从220V交流电直接接一电源作为掉电监测电路107的输入，经光耦隔离，连接到单片机的RBO引脚，这样在断电时，能够触发单片机的RBO外部中断实现断电保护，读取当前DS1302的时间保存到Flash存储器，并经DTU上传到监控中心，然后使单片机进入低功耗工作状态。在恢复供电时，同样要记录复电时间并上传。
[0041]6、数据采集设备106
[0042]数据采集设备106其安置于供水管网上，将整个供水系统划分成若干个供水区域，每个区域作为一个监测点，对管理区域内流进的自来水总量和实际销售的水量进行量化管理，以此来了解和掌握各区域内的需水量、供销差、漏失量、未收费水量等情况。本实例中，该数据采集设备106由流量计以及相应的转换器组成，通过RS232总线与单片机相接。
[0043]根据上述具体实施方案形成的自来水流量远程监测系统，其实际运行具有如下优
占-
.[0044](I)现场实时采集流量信息，包括瞬时流量、正向总量、反向总量、流量百分比、差值总量、流速等信息。
[0045](2)具有远程通信功能。定时将采集的流量信息通过GSM/GPRS网络，上传至监控中心。[0046](3)监测终端可以按监控中心的指令完成校时。
[0047](4)停电复电时间记录。监测流量计的供电，一旦停电立即记录下停电时间，并报告监控中心，随即进入睡眠模式；恢复供电时，记录来电时间，也上传到中心。
[0048](5)历史数据记录。具有一定的非易失性数据存储区，可在本地保存断电/复电时间以及历史数据。
[0049](6)及时更新。监测终端预留升级接口，可在不改变硬件设计的情况下根据用户的需要进行升级，满足不同用户的需求。
[0050]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种自来水流量监测系统，其特征在于，所述监测系统包括: 若干监测终端，所述若干监测终端分别安置于待监测供水分区的监测点，实时监测流量数据； 无线数据传输网络，所述无线数据传输网络数据连接若干监测终端和监控中心； 监控中心,所述监控中心分析处理若干监测终端监测并传输的数据。
2.根据权利要求1所述的一种自来水流量监测系统，其特征在于，所述无线数据传输网络为GSM/GPRS网络。
3.根据权利要求1所述的一种自来水流量监测系统，其特征在于，所述供水分区由安装于供水管网上的若干监测终端，将整个供水系统划分而形成，每个区域作为一个监测点。
4.根据权利要求1所述的一种自来水流量监测系统，其特征在于，所述监测终端包括:单片机、GSM/GPRS DTU、供电电路、实时时钟、Flash存储器以及数据采集设备，所述单片机控制连接GSM/GPRS DTU、实时时钟、Flash存储器以及数据采集设备；所述供电电路电连接单片机、GSM/GPRS DTU、实时时钟、Flash存储器。
5.根据权利要求4所述的一种自来水流量监测系统，其特征在于，所述单片机通过RS232总线与数据采集设备数据相接。
6.根据权利要求4所述的一种自来水流量监测系统，其特征在于，所述单片机通过串行通信接口与GSM/GPRS DTU相接。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的一种自来水流量监测系统，其特征在于，所述监测终端还包括掉电监测电路，所述掉电监测电路直接接一 220V交流电电源，作为其输入，并经光耦隔离，连接到单片机。
【文档编号】G05B19/418GK203414791SQ201320457737
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2013年7月29日
【发明者】胡从洋 申请人:上海宽岱电讯科技发展有限公司