水利无线遥测终端的设计与应用研究

《水利无线遥测终端的设计与应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、.水利无线遥测终端的设计与应用研究摘要：本文描述了应用于水利行业的无线遥测终端的设计与应用。阐述了水利行业的遥测终端现状，结合目前水利行业的无线遥测终端实际应用，详细分析了无线遥测终端机硬件和软件设计的关键技术，如低功耗设计、多接口设计、系统自保护机制等，最后总结了水利行业无线遥测终端的发展方向。关键字：无线遥测终端,RTU,水利，监测，数据采集,GPRS,3G/4GTheDesignAndApplicationResearchofWirelessWatermonitoringRTUAbstract:Thispaperdescribedthedesignandapp

2、licationsofwirelesswatermonitoringRTU.Firstly,ItanalyzedthecurrentstatusofthewaterwirelessRTU,ThenItdescribedthekeytechnologyofhardwareandsoftwaredesignindetailaccordingtothecurrentwaterRTUapplications,suchaslowpowerconsumption,multiinterfacedesign,systemself-protectionmechanism,etc.In

3、thelastchapterdescribedthedevelopdirectionofwirelesswatermonitoringRTU.Keywords:WirelessRTU,RTU,Water,Monitoring,DataacquisitionGPRS,3G/4G1前言随着国民经济的不断发展，水利工程在国家经济及人民生活中起着重要的作用，而水利监控管理及技术在水利工程中发挥着基础性的作用。先进的水利监控管理及技术可以实时、有效、可视化地掌握水利工程运行数据及状态，做到对山洪灾害实时预警、水库大坝、水资源信息进行实时监控预警，最大限度减小人民财产损失。要实

4、现以上水利工程中的实时监控，需要有数据采集传感器和遥测终端(RTU，RemoteTerminalUnit)，特别是无线遥测终端(W-RTU，WirelessRemoteTerminalUnit)。具有多接口的数据采集无线遥测终端机，可以提供多种水利行业中的相关数据，同时利用目前先进的无线传输技术，可以将采集的数据实时传输到管理中心，用于监控及统计分析，为防灾减灾提供决策基础数据。2遥测终端介绍2.1遥测终端的现状...目前，遥测终端大多以ARM处理器为平台，集成模拟量采集、数字量采集、RS232/RS485接口、整合数据存储模块、温度控制模块。软件大多采用自主研发系

5、统，完成数据采集与存储，传输采用ModBus通信协议。采集到的数据，通过DTU(DataTransmitUnit)传送至远程管理中心，或通过RS485/RS232,以太网口传输本地管理中心。由于考虑成本和技术实现，一般RTU都没有远程传输数据模块，需要远程传输的时候，需要添加一个DTU设备进行数据传输，而通过RS485/RS232或以太网口，只能进行短距离传输。如果将传输模块和RTU进行集成化设计，实现一体化的无线遥测终端，则可以进行单系统采集和远程数据传输。通过合理的系统设计，可以对功耗进行有效控制，从而可以更好地进行工程实施和布点，这将大大促进水利监测系统的自动

6、化程度。由于可以很好地进行功耗控制，工程实施中可以采用诸如太阳能，蓄电池等更灵活的供电方式。2.2无线遥测终端优势与常用的可编程控制器PLC相比，RTU有着更强大的通信功能和扩展功能，其硬件成本低，体积小，功耗低，处理能力强，并且可通过软件实现扩展更多的实际应用功能，同时通过软件硬件优化设计，使得RTU能够在无从值守的情况下稳定运行，系统自保护。而W-RTU不仅具有RTU本身的特性外，还具有远程传输功能。3无线遥测终端设计与实现基于ARM处理器的无线遥测终端的系统框架图如图3.1所示，主要分为MCU最小系统（内部看门狗），RTC模块，模拟量输入模块，数字量输入模块，

7、RS485/RS232模块，无线通信模块，存储模块及其他采集接口。采用宽温设计，耐高低温，耐强电磁干扰，可适用于各种恶劣的现场。采用完备的系统保护机制和防掉线机制，保证终端永远在线。...图3.1无线遥测终端的系统框架图3.1硬件设计本系统采用低功耗的arm处理芯片，外置模拟量输入，数字量输入，RS232/RS485接口，Hart接口，SDI接口，继电器，无线通信模块，雨量计，防雷模块，RTC模块,存储模块。（1）低功耗设计由于W-RTU一般都工作在野外，无人值守，由太阳能供电，因此对功耗要求高。在系统中选择低功耗的处理芯片，如MSP430、S3C2440、ST