水管网监测系统的设计与实现

【摘要】 本系统针对远程抄表系统对数据传输可靠性和实时性的要求，提出了一种基于GPRS无线通信技术的远程抄表方案，充分利用GPRS无线网络传输的特点和优势，实现了水表信息的远程采集和数据管理，大大提高了水管网监测系统的工作效率，降低了抄表人员的工作强度。

【关键词】 GPRS 水管网 远程抄表

一、绪论

随着人民生活水平的提高，人们对家居要求的条件不断提高，对各种高档的甚至普通的住宅小区，都提出了智能化小区的概念[1]。随着中国持续不退的房地产热，国内不少企业也看准了远程抄表行业的发展势头，积极组织人员研制各种远程抄表系统，但由于该行业比较年轻，规范不全，目前远程抄表行业发展的特点是技术较成熟、发展较迅速、问题较多、行业仍有待规范。

本系统针对远程抄表系统对数据传输的要求，提出了一种基于GPRS无线通信技术的远程抄表方案，该方案的意义主要体现：（1）该方案的提出改变了目前人工抄表上门难，水损大以及遇到紧急情况无法及时处理等问题，有效地提高了工作效率；（2）本系统充分利用GPRS无线网络传输的特点，实现了水表信息的远程采集和数据管理，规范化了供水企业员工业务工作流程；（3）系统建立了供水管网实时运行监控框架，对水管网的水表数据进行实时监控处理，为管网故障诊断提供了技术支持。

二、系统架构

系统主要由远传水表（带GPRS传输通道），通信服务器、数据服务器和监控客户端以及Internet组成，其中，通信服务器上主要部署了通信服务软件、数据服务器上主要部署了数据库平台软件，监控客户端上主要部署了数据请求服务软件和水管网监测客户端软件。

三、系统功能

系统软件主要由通信服务软件、数据请求服务软件和水管网监测客户端软件组成。其中通信服务软件主要实现与远程水表之间的数据通信功能；数据请求服务软件完成数据存储功能；水管网监测客户端软件主要实现了水管网相关数据的查询统计等功能。（1）通信服务软件模块。通信服务软件主要用来和远传水表进行通信，同时响应数据请求服务软件的数据请求，通信服务软件具有面向公网的固定IP和端口，水表和通信服务器之间通过TCP协议进行通信[2]。（2）数据请求服务软件模块。数据请求服务软件主要是向通信服务软件请求数据，同时将数据解析，存储到数据库中。为了减轻服务器的负荷，数据请求服务软件向通信服务软件请求数据后，再由数据请求服务软件将数据解析后提交给数据库进行存储，在通信服务软件部分不作数据存储。通信服务软件和数据请求服务软件通过在公网Internet利用UDP协议进行通信。（3）客户端监控软件模块。客户端监控软件主要是访问数据库服务器中的数据，并对数据进行查询、统计和维护。

四、系统关键技术

（1）GPRS通信技术。服务器端安装GPRS通讯模块，通过GPRS网络与设备端建立通讯；首先服务器端处于等待状态；设备端主动发起连接；服务器端一旦检测到连接，即发送读地址命令；服务器读取设备端的IP和端口地址[3]；根据地址读数，检测到设备位置，读取设备发送的计量数据，包括当前累计流量，结算日累计流量，时间等。（2）数据存储转换技术。本系统在运行时会产生大量的数据，因此对于数据存储也提出了很高的要求。为了保证数据存储的有效性、一致性和完整性，将会采用触发器、存储过程和自定义函数等数据库技术。

五、结论与展望

本系统采用了计算机通信技术、数据库和Delphi软件，充分利用GPRS无线网络传输的特点和优势，实现了水表数据的远程读取。提高了水管网监测系统的工作效率，降低了抄表人员的工作强度。

尽管设计基本满足系统的要求，但还存在诸多需要改进的不足之处。软件的功能还需要针对客户的需求进一步完善。例如在管网故障诊断功能方面还需要进一步完善，这也正是软件可进一步研究的一个技术点。GPRS无线通信技术在今后的数据传输发展中已经成为一种趋势[4]。本系统主要采用GPRS传输数据，施工简单，可靠性好，遭到破坏时影响范围小，查错方便。而且系统运行成本比较低，操作起来方便，更加规范化，在无线远程监测场合具有广阔的应用前景，具有推广的价值。

参 考 文 献

[1] 郭亮. 智能小区远程抄表系统的低功耗设计，2010

[2] 陈治国，黎文安，牛玉新. 基于TCP/IP协议的远程抄表系统的研究，2004

[3] 赵忠彪，张元敏，高荣. 握手式通信协议在远程抄表系统中的运用，2008，4

[4] GR64 GSM/GPRS Modem Integrators Manual[M]. K：Sony Ericsson Mobile communications International.2006