一种光伏式双电源物联网城市管网防漏损智慧供水系统的制作方法

本发明涉及一种供水系统，尤其涉及一种光伏式双电源物联网城市管网防漏损智慧供水系统。
背景技术：
：城市供水管网监控系统的主要目的是解决自来水公司对供水各环节监测点的数据采集和监控。该系统由监控中心和各个监测点组成。各个监测点的数据采集终端（rtu）可监视和采集水位、压力、流量、等各种数据，供控制中心及有关部门分析和决策取用，提高工作效率，保证供水质量，满足日益增长的用水量的需求。城市供水管网监控系统可以对远程现场的运行设备进行监视和控制，以实现管道压力、水流量等数据的传送及阀门开关的自动控制。便于及时迅速的了解和控制远端管道运行情况及阀门开关状态，提高了供水系统的反应速度，降低故障率和检修的时间，减少停水次数。各监测点的数据采集终端可自动采集管道内压力、水流量的实时数据与开关状态等数据，信息传输到自来水公司的监控中心。监控中心通过对传输回的数据进行分析，可找到出故障的地点，从而当一个远端出现故障时，能在最短的时间内解决问题，恢复供水，提高了整体的服务水平，从而实现了城市供水的信息化、现代化。城市供水管网监控系统可以为城市供水的科学调度提供准确数据，保证了全市管网的安全，同时为自来水公司节省了大量的人力和资金。通过城市供水管网监控系统的应用，可以解决了以往城市供水压力不均匀，局部地区经常吃“夜来水”的问题，产生了良好的社会意义。目前，自来水供水管网监控系统中采用的数据通信方式可简单分为有线和无线两大类。其中有线通信主要包括架设光缆、电缆或租用电信电话线、x.25、ddn、adsl等线路，而无线则包括超短波通信、扩频通信、卫星通信、gsm短信/gprs通信等。在城市供水管网监控系统中，由于各管网监控点分布范围广、数量多、距离远，个别点还地处偏僻，因此架设光缆、铺设电缆难度大、不切合实际，向电信部门租用专用电话线又要申请很多电话线，而且有些监控点线路难以到达，况且采用电话线路时需要等待漫长的电话拨号过程，速度慢，运营成本较高。总之监控系统采用有线通信方式建设周期长、工作难度大、运行费用高，不便于大规模使用。与之相比，无线通信方式则显得非常灵活。它具有投资较少、建设周期短、运行维护简单、性价比高等优点。在监控系统中，无线通信方式主要包括：超短波（230mhz）无线数传、扩频通信、卫星通信、gsm数字蜂窝通信系统等。其中卫星通信由于通信费用昂贵，只在一些特殊的领域下使用，未得以普及。而扩频通信技术虽然速率高，但只能在视距范围内传输，应用也受到限制。采用超短波数传电台作为传输信道具有组网灵活、扩展容易、维修方便、运行费用低等优点，但由于系统工作于230mhz且多采用普通间接调制的数传电台，这就造成系统易受外界干扰、通信速率低、误码率高、数据传送量不大、信号覆盖范围小等缺点。技术实现要素：本发明就是针对上述问题，提出一种光伏式双电源物联网城市管网防漏损智慧供水系统，旨在解决上述问题。为达到上述技术目的，本发明采用了一种光伏式双电源物联网城市管网防漏损智慧供水系统，包括管网监控端，监控中心以及gprs/gsm移动数据传输网络；所述管网监控端包括市电供电监测终端、电池供电监测终端以及太阳能供电监测终端；各监控点通过管网监控终端采集如压力、流量等数据，通过内置嵌入式处理器对数据进行处理、协议封装后发送到gprs网络；所述监控中心由服务器申请配置固定ip地址，采用移动通信公司提供的ddn专线，与gprs网络相连；所述gprs/gsm移动数据传输网络实是指现场监控点采集的数据经gsm网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理，转换成可以在公网传送的数据格式，通过中国移动的gprs无线数据网络进行传输，最终传送到监控中心ip地址。作为本发明之优选，所述市电供电监测终端和电池供电监测终端分别包括第一管网监控终端和第二管网监控终端，所述第一管网监控终端连接电磁流量计，所述第二管网监控终端连接水表以及电池供电超声波水表；所述太阳能供电监测终端包括一太阳能板以及一普通超声波流量计。作为本发明之进一步优选，所述管网监控终端主要包括一具有数据传输、防护、报警防雷功能的仪表数据采集终端，并采用遥控和闭环控制两种方式对所述管网监控终端进行控制。本发明的智慧供水系统主要是在移动通信公司的gprs业务平台上构建自来水供水管网监控系统，实现管网监控点的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。附图说明图1所示的是本发明的框架结构示意图；其中，1、市电供电监测终端；2、电池供电监测终端；3、太阳能供电监测终端；4、监控中心；5、gprs/gsm移动数据传输网络；6、第一管网监控终端；7、第二管网监控终端；8、电磁流量计；9、水表；10、电池供电超声波水表；11、太阳能板；12、普通超声波流量计。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。由图1可知，一种光伏式双电源物联网城市管网防漏损智慧供水系统，包括管网监控端，监控中心以及gprs/gsm移动数据传输网络5；所述管网监控端包括市电供电监测终端1、电池供电监测终端2以及太阳能供电监测终端3；各监控点通过管网监控终端采集如压力、流量等数据，通过内置嵌入式处理器对数据进行处理、协议封装后发送到gprs网络；监控中心4由服务器申请配置固定ip地址，采用移动通信公司提供的ddn专线，与gprs网络相连；所述gprs/gsm移动数据传输网络实是指现场监控点采集的数据经gsm网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理，转换成可以在公网传送的数据格式，通过中国移动的gprs无线数据网络进行传输，最终传送到监控中心ip地址。gprs/gsm移动数据传输网络的优点如下：1.良好的实时响应与处理能力。与短消息服务比较，由于gprs具有实时在线特性，系统无时延，系统能够同时收取、处理多个监测点的各种数据，无需轮巡就可以同时监测。可很好的满足系统对数据采集和传输的实时性要求。2.实现远程仪器设备的控制。由于采用gprs双向传输系统，监控中心可以反向实现对仪器设备的时钟校正、状态控制、开关以及其他监测、控制等功能。3.建设成本低。可充分利用现有gsm网络，设备安装完成即接通，而采用超短波通信时需要充分考虑现场环境，还需要配备天线铁架等附属设备。4.安装调试简单，建设周期短。利用现有成熟gsm网络，系统投入运行时基本不需要调试，安装便捷。采用超短波通信时安装调试工作量大，要先进行现场信号测试，天线铁架架设，天线方向角度调试等工作。5.覆盖范围广。构建供水管网监控系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。由于管网监控点数量众多，分布在全市范围内，部分管网监控点位于偏僻地区，而且地理位置分散。采用超短波通讯方式，覆盖范围只有30多公里；而采用gprs方式，理论上在无线gsm/gprs网络的覆盖范围之内，都可以实现监控。6.数据传输速率高。gprs网络传送速率理论上可达171.2kbit/s，实际应用时数据传输速率在40kbit/s左右，而目前一般的超短波数传电台传送速率多为2.4kbit/s或更低。7.系统的传输容量大。监控中心要和每一个管网监控点实现同时实时连接。由于管网监控点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而gprs技术能很好地满足传输突发性数据的需要，短信有可能会出现阻塞现象（采用短信接收设备方式）。8.通信费用低。由于gprs采用流量计费的方式，运营成本低，月通信费用将在10元之内。在本发明中，优选，所述市电供电监测终端和电池供电监测终端分别包括第一管网监控终端6和第二管网监控终端7，第一管网监控终端6连接电磁流量计8，第二管网监控终端7连接水表9以及电池供电超声波水表10；太阳能供电监测终端包括一太阳能板11以及一普通超声波流量计12。本发明中的第一管网监控终端和第二管网监控终端是基于中国移动或联通的gprs网络，具有高性能、高可靠性及抗干扰能力强等特点，提供标准rs232、rs485数据接口，模拟量、脉冲接口。传输速率达171kbps，具有远程诊断、测试、监控功能，满足各行业调度或控制中心与众多远端站之间的数据采集和控制。在本发明中，gsm/gprs远程监测监控中央管理软件是基于“客户机/服务器”（client/server）的体系结构，数据集中存放在自来水公司后台服务器中，自来水公司各相关部门前台通过局域网以请求/应答方式与后台服务器进行数据通讯，完成相关各种业务。软件主要功能如下：1对管网仪表(如压力表)点信息的管理。1.1增加管网仪表点；1.2修改管网仪表点信息，例如调整各点的位置、名称等信息；1.3删除管网仪表点；2实时监控分布在市区各地的gsm/gprs远程仪表数据采集设备，通过返回的参数数据从而了解管网仪表工作数据。例如现在实时监控供水各管网段的压力、水表的累计计量读数、瞬时流量等；3曲线图分析显示，根据各gsm/gprs远程仪表数据采集设备随着时间的推移不断返回的数据画出各仪表点相关数值的变化曲线图。如累计流量曲线图、用水量曲线图、压力和瞬时流量等变化曲线图。4响应gsm/gprs远程监控终端报警；4.1响应各仪表点设备的电源状态报警，并通过各点颜色的变化来反应其状态；4.2响应压力异常报警；4.3响应流量异常报警；4.4响应用水异常报警；中央管理软件响应各种报警并通过声光提示的同时把相关报警以短信的形式发送给相关责任人。5系统配置参数的管理这个主要调整系统采集各管网仪表点的数据的频率。系统默认值是10分钟采集一次。6gsm/gprs远程监控设备相关参数设置例如压力表上下限报警工作参数等。7数据统计分析报表8系统配置辅助管理8.1系统的权限管理8.2系统的日志管理。作为本发明之进一步优选，所述管网监控终端主要包括一具有数据传输、防护、报警防雷功能的仪表数据采集终端，并采用遥控和闭环控制两种方式对所述管网监控终端进行控制。仪表数据采集终端的主要特点：1数据传输1.1采用gprs通信方式，采用主动上发方式，上发时间间隔可设置，数据传输支持断点续传功能。1.2可设定数据采集周期和设置时间上传，每天可上传288个压力点值数据。可设置压力上下限值以及压力变送器的低功耗处理，安全可靠。压力异常时及时激活设备实现实时传输。2防护水平2.1防水：首家采用隔舱式结构，极强的抗干扰能力和防雨能力。2.2防鼠：数据线电源线用金属软管包住，防鼠咬。2.3防腐蚀：防腐蚀能力强。3报警功能3.1可设置手机短信报警，包括压力异常报警、剪线报警、移动防盗报警、电池电量报警等。4超大容量内存，可以保存历史数据100天(每分钟保存一次)；5便携式、小型化，安装维护更为便捷；6宽电压范围设计，更加适应现场工作电源环境；7全新的整机维护概念，使你的工作更为轻松；8采用先进的防雷技术,防雷等级为itu-tk21；仪表数据采集终端的使用环境条件：1温度：-15℃～+65℃2湿度：相对湿度5%～100%（包括凝露），绝对湿度小于28g/m33大气压：bb2级，66～108kpa1.1.1主要使用性能和主要参数指标1电源(三种供电方式可单选,也可复选)1.1市电：频率为50hz，允许偏差为-6%～2%，电压为220v，允许偏差为-20%～25%。1.2电池：>6v。1.3太阳能供电：9v/3w。2消耗功率2.1守候状态不大于100uw。2.2发射机工作时不大于3w。3无线信道3.1采用移动gsm或gprs信道。3.1.1工作频率：900mhz/1800mhz；4数据保持4.1采集数据和参数保持10年。5输入回路5.1脉冲输入。5.1.1输入路数：4路(可扩展至8路)；5.1.2脉冲宽度：60～80ms；5.1.3输入方式：有源或无源脉冲；5.1.4测量精度：≤0.1%；5.2模拟量输入5.2.1输入路数：2路(可扩展至8路)；5.2.2可提供5-24v的电源用于外接压力表等设备；5.2.3可提供3.6v的电源用于外接压力表等设备，压力值每分钟采集一次并且可设置压力上下限值；6数据接口6.11个标准的rs485专用抄表接口；6.1.1通讯速率：300~19200bps可选；6.1.2可接水表8块（可扩展到32块）；6.21个标准的rs232接口，可用于现场通讯和管理。7终端功能7.1参数整定终端能够接收主台下发的各种定值参数和对时命令，定值参数如下：f1：主动上报配置参数f2：写远传表地址f3：抄表间隔f4：写抄表间隔f5：初始化f6：写出抄表时间f7：写短信息中心与主台号码f8：校时f9-f32：备用7.2控制功能终端控制功能主要包括二种，一种为远方控制功能，即遥控；另一种为当地闭环控制。7.2.1远方控制（遥控）；遥控就是终端按照主控站下发的控制命令对终端进行控制。能执行主控站下达的延时跳闸命令。能执行主控站下达的立即跳闸或允许合闸命令。7.2.2当地闭环控制；当地闭环控制就是终端按照主控站下发的各种控制参数，根据当时用户用水情况进行控制。主要为购水控制。7.2.3远方抄表；一个采集终端至少可以采集8路智能大表。终端可以按照主台设置的抄表密度存储10分钟至1小时采集数据。并能保存7日历史日数据。7.2.4数据采集(可根据设置的上报参数主动上报)。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。当前第1页12