GPRS技术在供热数据采集系统中的应用
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传感检测及物联网
GPRS技术在供热数据采集系统中的应用
李香淑。陈平,及福强,宁夷平
(辽宁聚星科技自动化工程有限公司,沈阳110004)
摘要:介绍基于GPRS技术的供热数据采集系统的组成,工作站与集中器、采集器之间的数据传榆原理,以及监
控中心工作站应用软件的设计方法。 关键词:通用分组无线业务;供热数据;数据采集;软件设计
GPRS Technology Applied in Heating Data Collection System
LI Xiang—shu,CHEN Ping,JI Fu—qiang,N1NG Yi—ping
(Liaoning SuperStar Science&Technology-Automation Engineering Company)
Abstract:The constitution of GPRS-based heating data collection system,data transmission principle among workstation,
concentrator and collector,the design method ofapplication software ofmonitor center workstation are introduced.
Keywords:GPRS;heating data;data collection;soft-ware design
供热数据采集系统是采用通信技术和计算机控
制技术等手段.自动对热力站内的管道温度、压力,及
流量和阀门等各种供热参数进行采集、监控和传输处
理 该系统需要对集中供热的所有热力站的大量测点
进行实时监测.并将监测数据实时发送到监控管理中
心的后端服务器进行处理并控制。
从数据传输方式上看.目前供热数据采集系统
通常有两种形式:通过有线网络传输数据;通过通
用分组无线业务f GPRS 1无线方式传输数据。通过
有线网络传送数据.由于各监控点分布范围广、
数量多、距离远。个别点还地处偏僻,因此需申请
很多专线.而且有些热力站分属不同的电信运营
商.因而在实际运行过程中有一定的局限性。而
GPRS可以做到城乡全覆盖,具有速度快、使用费用
低等特点.其传输速度可达171.2 kbit/s。与有线
通信方式相比.采用GPRS无线通信方式具有组网
灵活、扩展容易、运行费用低,维护简单和性价比高
等优点。
1 GPRS供热数据采集系统
基于GPRS的供热数据采集系统是通过设备终端
将现场传感器采集到的数据利用GP RS网络和Inter.
net网络传到监控中心的数据服务器。该系统主要由
数据采集系统、GPRS数据传输网络、指挥监控管理中
心3部分组成。如图1所示
收稿日期:2012—10.26
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一
数据采集系统由传感器和采集器(PLC)两部分组
成 供热数据主要有:温度、压力、流量和阀门开度等。
根据采集的数据类型不同.传感器分为温度传感器、
压力传感器、流量传感器和电动阀门等 数据采集系
统通过RS一232或RS一485串口与集中器(GPRS DTU1
相连进行通信.将现场采集的数据实时上传到指挥监
控中心的数据服务器上.完成整个系统的数据采集、
通信和分析控制
集中器是GPRS数据传输装置.即GPRS DTU
通信模块.负责即时读取采集器数据、系统的命令传
送、数据通信和网络管理等。GPRS DTU基于GPRS
网络平台.内嵌TCP/UDP(传输控制协议/用户数据
报协议1及功能强大的单片机系统.提供RS一232/
485/422等标准串E1.可以直接与远程终端控制系统
f PLC/RT U)、馈线自动化终端设备ffTrU1和配电变
压器采集终端fTTU1等采集设备透明连接.实现GP
RS远程实时数据传输功能 GPRS DTU内含有一个 传感检测及物联网
用户识别卡(SIM1模块,SIM卡号是集中器的唯一
标识。
监控中心由局域网构成。包括前置处理机、数据
库服务器、工作站f中心计算机1及相应的应用管理软
件等 工作站既可以实时接收从采集器传来的数据.
也可以将对远端采集器、集中器的设置参数等命令传
到采集器和集中器.实现数据远程读取和工作参数远
程设置等功能 而数据库服务器是将采集的数据进行
存储、运算和处理
2供热数据传输原理
2.1供热数据传输协议
数据传输方式为全双工通信。通信链路的建立与
解除均由信息帧来控制。每帧由帧起始符、地址域、控
制码、数据长度、数据域、帧信息纵向校验码及帧结束
符7个部分组成 每部分由若干字节组成 数据传输
帧格式如表1所示
表1数据传输帧格式
2.2工作站和集中器的连接建立过程
工作站按照数据传输协议,把带有公网IP地址
和工作站端口号的指令.通过Internet和GPRS网络
传送给集中器 集中器收到指令后,返回给工作站一
个带有SIM卡号的指令.中心站收到指令后.确认本
机存储的SIM卡号与接收到的SIM卡号是否一致.如
果一致则建立连接成功 此后集中器可以向工作站正
常发送数据.工作站也能发送各种命令控制集中器和
采集器 如果工作站在一定时间内f时间可以由工作人
员设定1不向集中器发送数据.那么集中器就会自动断
开与工作站的连接
2-3采集器向工作站传送数据的过程
采集器自动地通过串口.按照用户预先设定的采
集间隔时间(或实时)采集从传感器传送来的温度、压
力和流量等信号.经过数据转换和数据打包后送到集 中器.集中器根据定义的接入点名称fAPN)将打包好
的数据增加部分冗余码和校验码并转换成适合在无
线链路上传送的网络数据包信号 移动公司局端的专
用AP N收到信号后将其透明传递到监控中心.监控
中心的前置处理机通过去掉冗余码和解包将数据存
储在数据库服务器上.工作站通过访问服务器就可以
得到相应的信息
3工作站应用软件的设计
监控中心应用软件安装在工作站上.工作站接收
数据和发送控制命令是通过应用软件来实现的 因
此.工作站应用软件的设计主要是指利用计算机高级
语言开发工作站上的数据接收和处理软件 对于
GPRS无线数据传输方式的软件开发.采用客户机/服
务器模式(c/s 1.数据库使用SQL Server2000。在服务
器上利用ASPf Ae tive Sever Pages,动态服务器网
页1开发出Web页面.供外部用户访问
该软件功能包括读取实时数据、读取历史批量数
据、对集中器校时、读取集中器时间、配置采集器采集
间隔时间、查询统计分析数据和打印报表等 通过该
软件.工作站可以接收从采集器传过来的实时数据.
显示供热数据的当前状态.并将数据存储到SQL数据
库中 工作站可以通过操作此软件发送相关的命令f如
阀门开度等1.直接获取各采集点的实时状况以及历史
数据,还可以通过其他的相关功能f如打印、查询、统
计等1。得到一些分析数据。
4结语
供热与中国北方人们生活密切相关.是关乎百姓
的民生工程.如果供热数据不能及时采集或不准确可
能会给和谐社会带来严重影响 目前我国的供热数据
采集方式还比较落后,采用新的技术、新的方式实现
供热数据的采集已经迫在眉睫 GPRS在费用、可靠性
和可实施性等方面都具有很大的优势.因此利用
GPRS技术实现供热数据的采集成为供热部门选择的
通信手段之一
参考文献
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自动化应用_2013 2期 l1