集中供水远程监控系统设计和应用

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1、集中供水远程监控系统设计和应用　　摘要：为了解决采取高位水池方式的农村集中供水，泵房与蓄水池相距较远，开泵供水与水池液位协调控制困难的问题，采用单片机及GPRS数据传输技术，设计了一套远程监控系统，并对该系统的关键技术进行了深入的研究，对系统的稳定性、可靠性进行了实验。实验结果表明，该系统可以实时监测蓄水池的液位，自动控制水泵的启停，控制精确度高，实用性强。关键词：GPRS技术；远程监控系统；液位信息；自动控制中图分类号：TN911?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2013）17?0096?020引言农村集中供水项目中，

2、很多利用地势高程采用高位水池供水方式，解决集中供水难的问题。近距离高位水池供水方式通过采集在蓄水池设置的高、低液位信号，利用有线的方式控制水泵的启停，实现水泵自动补水。但是，对于泵房与蓄水池距离较远，自动控制方式很难实现，只能通过专人看守的方式定点开泵补水，不能实时地掌握蓄水池的液位信息，缺水及溢水现象经常发生，供水稳定性差。5针对以上问题，本文基于GPRS传输技术，采用单片机系统设计了一套远程监控系统，并在山西某供水站进行了测试和现场应用。1系统设计框架1.1工作原理根据集中供水的要求，远程监控系统采取点对点的直接控制方式。在泵房安装

3、主控系统，实现液位信息的接收、分析，自动控制水泵的启停，向管理人员发送液位状态、水泵工作状态、水泵运行参数等信息。在蓄水池安装液位采集系统，实时采集液位信息，并按照设定的周期传输通过GPRS网络传输到主控系统。实现了液位信息的自动采集及水泵启停的自动控制，管理人员可以通过信息实时掌握供水状态，确保供水的及时性和安全性。系统设计框架图如图1所示。1.2控制系统硬件设计控制系统硬件电路主要由处理器模块、GPRS模块、开关量控制等部分组成，其结构图如图2所示。处理器模块采用的是TI公司的功能强大的超低功耗处理器MSP430F149。该单片机具

4、有极低的功耗、强大的处理能力、丰富的外围模块、高效的开发方式等特点。MSP430F149处理器上具有12位A/D转换器，2个带有捕获/比较寄存器的16位定时器，2个可实现异步、同步的串行通信接口，看门狗。GPRS通信模块采用MOTOROLAG24?LWireless5Module，G24?L是一款高速的GSM/GPRS/EDGE模块，支持四频传输，可以适合恶劣的工作环境，宽温版模块的工作范围可以达到-30～85℃，可以满足多通道稳定传输的要求。1.2.1主控系统设计主控系统通过安装控制系统硬件电路实现液位数据的接收、分析及处理。根据液位

5、信息，自动启停水泵，并实时采集水泵运行电压、电流参数，判断水泵的运行状态，发现水泵故障及时报警。为确保水泵启停操作的可靠性，主控系统增加了水泵运行状态反馈信号的采集。主控系统将接收的高、低液位信息及水泵状态等信息，以GSM短信的方式发送给管理人员，供管理人员实时监控供水状态。1.2.2液位采集系统主控系统通过安装控制系统硬件电路实现液位数据的采集及传输。根据设定的采集周期，采集蓄水池液位信息，并实现数据的GPRS传输。液位计选择浸入式压阻水位计，基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件的压阻效应，将

6、静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准4～20mA电流信号输出，综合精度可达到±0.25%F·S。2软件设计2.1液位采集主程序5液位采集系统按照设备的采集周期，实现液位信息的采集及传输，其主程序流程图如图3所示。2.2主控系统主程序主控制程序根据接收的液位信息，判断开泵及关泵状态，并对水泵的运行状态进行监测，对于异常状态发送报警信息。其主程序流程图如图4所示。3结语基于GPRS技术的集中供水远程监控系统，通过在山西某供水站的安装应用，液位数据采集准确，水泵启停控制稳定可靠，实际使用效果良好。事实证明，该系统可以实现泵房

7、、蓄水池在远距离分散模式下的自动控制。该监控系统可以根据控制要求，扩展控制点数，实现多点的扩展控制，降低供水管理人员的工作强度，杜绝缺水、溢水现象，具有较好的推广价值。参考文献[1]衡小军，任宝安，牟勇.自动化监控系统在千阳县张家塬农村集中供水工程中的应用[J].陕西水利，2011（3）：129?130.[2]贾华，任胜义，马和平.GPRS在铜厂供水远程监控系统研究和设计[J].自动化技术及应用，2011，30（2）：32?35.[3]白效松，孙学智，齐光石.基于3G技术的远程车辆监控系统[J].自动化应用，2012（12）：82?85

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