基于GPRS技术的城市管网监测系统的研究

2．2 软件平台结构

软件平台分为终端软件和监测中心软件两个部分。

终端软件负责监视终端硬件的运行状态和上传数据。终端软件的主要任务是定时读取采集数据、通过GPRS发送数据、接收和执行来自远端PC的命令。其中的读取采集数据任务对实时性要求并不是很高，把它用分时操作来实现，而其他的两个任务则通过用户进程来实现。

监测中心软件主要负责数据的接收、储存、查询和呈现等功能。监控中心软件系统采用面向对象的理念，模块化的设计方法，根据需求将各种不同的功能封装成相互独立的几大功能模块，如实时数据显示、管网信息查询、报警处理、统计报表等。

系统充分利用计算机、虚拟仪器、单片机、以及GIS等先进技术，并建立相应的GIS空间数据库管理系统，将运行控制、计费管理、管网维修、用户管理等城市市政管网管理有机整合，从而实现城市管网管理与运行控制一体化。

2．3 监控系统的工作过程

1)现场测控设备实时采集管网运行数据，对数据进行处理、分析，根据分析结果对现场设备的运行状态进行调节；2)响应GPRS通讯终端的数据发送请求，将采集处理后的数据上传给通讯终端。通讯终端将数据打成IP包，通过GPRS网络，经Internet发送至调度中心；3)调度中心软件将IP包解包，还原数据，并根据管网总体运行情况实现远程监控。

3 现场数据和无线数据传输系统

3．1 现场仪表数据采集

现场数据通过A／D转换模块传送至单片机，并经过MAX232处理传输给无线通信模块，以RS232接口的模式与GPRS透明数据传输终端相连，通过GPRS网络传送至数据中心，实现现场采集数据和数据中心系统的实时在线连接。现场数据采集与无线数据传输系统的结构如图2所示：

3．2 数据中心

1)数据中心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。由于DDN专线可提供较高的带宽，当现场仪表数据采集点数量增加，中心不用扩容即可满足需求。

2)数据中心服务器接受到GPRS网络传来的数据后，传送到数据中心计算机主机，通过系统软件对数据进行还原显示，并进行数据处理。

3)数据中心计算机主机可进行业务管理，对现场仪表数据进行校验、计算、存储、分析、管理等，可对异常情况进行报警，同时对管网的使用情况实时监控。

3．3 GPRS／GSM移动数据传输网络

现场仪表采集的数据经GSM网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理，转换成在公网数据传送的格式，通过GPRS无线数据网络进行传输，最终传送到数据中心IP地址。由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络，数据中心计算机主机配置固定的IP地址，各现场仪表数据采集点采用GPRS模块和该主机进行通信。

通过GPRS无线通信，可以建立远程数据设备和本地数据设备两两之间的串口通信连接，将远程数据设备通过GPRS DTU发送的数据，转发至连接在指定串口上的本地数据设备；或将连接在指定串口上的本地数据设备发送的数据，通过GPRS RTU转发至远程数据设备。

GPRS无线数据服务程序功能为：建立DTU与串口之间的一一对应关系；接收DTU发送的数据，将其转发至对应的串口上；接收指定串口的数据，将其转发至对应的DTU上；对DTU、串口及数据传输进行管理和监控。

4 结束语

基于GPRS的城市市政管网的监测系统，充分利用了GPRS网络传输数据可靠性高、实时在线、时延小、能够同时实时收取和处理多个／所有监测点的各种数据的特性，很好的满足了系统对数据采集和传输实时性的要求，在建设成本和维护成本上都有很大的优势，可以提高工作效率和管理水平，保证管网的安全稳定运行。随着GPRS网络的进一步完善，并融合虚拟仪器以及GIS等先进技术，建立完善的GIS空间数据库管理系统，对于提升我国城市市政管网的管理水平，加快城市市政管网信息化系统动态管理的建设步伐，实现城市管网管理与运行控制一体化有着重大的现实意义和广泛的实用价值。