论文部分内容阅读
【摘 要】 金川公司生产用新水一直沿用人工抄表方式计量，无法
保证计量数据的准确性及及时性，目前公司应用CDMA网络数据采集
控制器，解决了现场新水计量中的超声波流量计、电磁流量计和智能
流量仪的数据采集问题，同时对采集数据远程传输到服务器，从而实
现数据远程监控管理，有助于企业能源动力的平衡，及时了解企业计
量设备运行状况和水量消耗变化情况，提高对水利用的监督管理，从
而达到节能的目的。
【关键词】 能源计量 无线采集 CDMA网络
中图分类号：P754.1
随着企业的发展，金川公司对各种能源计量测点数据的采集和及时传输要求越来越高，并且这些测点数据也是管网稳定、可靠运行的保证。金川公司生产、生活用水分为一级新水、二级新水两个部分。一级新水来之于水源地，由金昌市供水站供于公司，二级新水为公司各生产单位的用水，由此组成供水环网，二级新水全部取自供水环网，共有228个新水计量检测点，遍及整个金昌市区，主要对公司内所有的水管网的水量、管网运行情况等数据进行集中监控和管理，计量仪表担负生产单位的用水计量，而公司水计量的数据采集一直沿用人工抄表方式进行，由于管线覆盖地域范围大、分散广，采用这样的方式既浪费大量人力，又工作效率低。目前金川公司新水计量采集应用了基于CDMA网络技术的远程数据无线计量系统，实现了对计量数据的自动采集，收到了良好的效果，为上级部门提供统一的数据平台，为生产管理提供可靠的数据指导。
1 CDMA网络通信、传输数据的特点及优势
目前国内常见的网络通讯方式主要有CDMA、GPRS、GSM等多种方式，金川公司经过对多种通讯联网方式的比较和论证，发现CDMA网络技术先进、运行稳定、易于扩展和传递图像、费用低廉等特点更适合于金川公司水计量上网系统的数据传输。
CDMA是一种扩频通信技术，扩频技术是通信时将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去，接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把带宽信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。
CDMA网络是目前解决移动通信信息服务的一种先进的业务方式，它的通信方式更适合于无线监测系统的应用，在水管网数据采集过程中有大量的数据需要工作人员及时的采集、记录，如果这些数据都要人工采集、记录的话，势必给工作人员巨大的工作量，而且效率不高，采用基于CDMA网络的RTU无线数据采集系统，可以实现采集更多的数据，采集的参数可以通过报表输出或者以趋势曲线的方式显示、打印，以便管理部门及时发现管道运行的异常情况，为管理和服务提供可靠的数据。
2 系统功能
在监控系统中，每个流量计监控点安装一台CDMA现场监测终端RTU，流量计与CDMA现场监测终端RTU通过串口连接。在控制中心监控计算机上绑定固定IP地址。
各流量计的数据通过主站询问或由CDMA现场监测终端RTU主动上报到控制中心的监控计算机，控制中心接收到数据后，实时刷新显示，并按设定的周期，将数据存储到数据库，供浏览、查询、形成历史报表等。各工作站及各相关人员可以通过局域网络访问控制中心计算机，获得相关的信息。
为了方便外出相关人员对信息的查询，控制中心可通过安装在中心的短信MODEM向指定的手机号码发送数据信息，方便了用户及时了解相关的信息。同时，也可以在控制中心软件设定各种报警信息，重要数据及时的发送到相关人员的手机，这就让用户能够随时随地掌握相关重要信息，做到一切尽在掌握中。
2.1 实时数据显示
可实时显示各监测点的当前瞬时数据。
2.2强大的数据库查询功能
能够查询每个测量点的某天的所有的历史数据。操作员可通过设置不同的查询条件（包括时间、站点、数据类型等）从数据库中获得各种历史数据，显示这一时刻的运行参数。也可查询报警记录，获得产生报警的时间和原因。
2.3 图表曲线功能
系统可以针对某一站点或者整个系统自动做出流量趋势曲线，直观的反映出各站的用水情况。曲线可以任意放大、缩小和拖动。
2.4 报表功能
日报表统计当天实时的运行数据，列出当天每次采集的运行状态；月报表统计当月每天的运行数据，列出每天的运行状态；年报表统计一年12个月每月的运行状态，报表可按照用户要求定制，直接进行预览，打印。
2.5系统安全设置
系统设置多级权限，不同权限的功能有所不同，系统管理员可以使用所有的功能，而对于一般用户来说，数据库维护，系统维护等一些涉及系统内部安全的设置功能限制使用。
2.6网络数据共享
监控中心服务器运行网络版的监控软件，可以通过局域网把各个现场监控终端的数据共享给有关领导和部门；局域网的授权用户可以查看、调阅数据库的内容，实现办公自动化。
2.7允许用户通过网络进行参数维护
对于授权的操作人员，可以进行数据修正，补录等操作。
3 CDMA水量数据采集系统系统配置
3.1 监控系统软件：采用B/S结构设计，由系统信息管理，流量监测管理，巡检报修管理、数据查询管理、数据统计报表、数据分析曲线等主要功能模块组成，系统信息管理是对当前系统中需要的信息进行管理和设置，先设置，系统才能正确运行；流量监测管理监测流量计的流量信息，可对流量数据进行修正，补录流量计的丢失数据，保证流量计数据的完整性；巡检报修管理对当前系统中所要监测流量计的工作状态进行录入，以备查询；数据查询管理可以查询测点的详细信息、流量异常报警信息、查询历史数据；在主站监控主机上作为观测界面，显示所有采集到的信号；数据统计报表将流量计的数据按小时，日，周，旬、月、年等时段统计成报表，按年、月、日提供区域、流量计数据明细表。
3.2 现场监测主设备：CDMA测控终端（RTU）是系统的核心部分。无线RTU是集成了模拟信号采集和无线数据通信于一体的高性能测控装置，可以直接接入标准变送器信号或仪表输出的模拟信号、电平信号，干触点、脉冲信号等，是小规模过程信号实施无线测控的最佳手段。无线RTU内部具有一个高性能的微处理器，可以完成模拟信号的采集，量值转换和滤波处理等，数据的存储周期和上报周期可以根据用户换机的要求而调整，多点组网的方式非常灵活，可以选择高效实时的CDMA网络方式。它可以通过变送器及传感器将现场数据采样，A/D转换，逻辑判断、数据编码、数据处理和协议打包、存储并向通信单元传输操作；接收通信单元发来的信息和控制操作，处理并执行控制中心对采集参数的设置或机构操作；流量计数据通信协议的编码和解码。
4 结论
本系统采集模块采用CDMA方式接入无线网络，使水计量不受地点与空间的限制，克服了传统的的水计量数据设备监控布线困难或是抄表系统效率低，可靠性差的缺点，并且在保证数据及时、准确传输的前提下，将费用降低到了最低，CDMA網络技术无线水计量系统的应用实现了公司新水计量数据的无线自动采集及实时远程监控。建立起高效、准确、智能化的企业能源数据流实时监控系统，实现水计量数据的完全共享，使公司生产管理科学化，计量管理数据化，能源管理合理化，实现企业利益最大化，从而达到节能的目的。
保证计量数据的准确性及及时性，目前公司应用CDMA网络数据采集
控制器，解决了现场新水计量中的超声波流量计、电磁流量计和智能
流量仪的数据采集问题，同时对采集数据远程传输到服务器，从而实
现数据远程监控管理，有助于企业能源动力的平衡，及时了解企业计
量设备运行状况和水量消耗变化情况，提高对水利用的监督管理，从
而达到节能的目的。
【关键词】 能源计量 无线采集 CDMA网络
中图分类号：P754.1
随着企业的发展，金川公司对各种能源计量测点数据的采集和及时传输要求越来越高，并且这些测点数据也是管网稳定、可靠运行的保证。金川公司生产、生活用水分为一级新水、二级新水两个部分。一级新水来之于水源地，由金昌市供水站供于公司，二级新水为公司各生产单位的用水，由此组成供水环网，二级新水全部取自供水环网，共有228个新水计量检测点，遍及整个金昌市区，主要对公司内所有的水管网的水量、管网运行情况等数据进行集中监控和管理，计量仪表担负生产单位的用水计量，而公司水计量的数据采集一直沿用人工抄表方式进行，由于管线覆盖地域范围大、分散广，采用这样的方式既浪费大量人力，又工作效率低。目前金川公司新水计量采集应用了基于CDMA网络技术的远程数据无线计量系统，实现了对计量数据的自动采集，收到了良好的效果，为上级部门提供统一的数据平台，为生产管理提供可靠的数据指导。
1 CDMA网络通信、传输数据的特点及优势
目前国内常见的网络通讯方式主要有CDMA、GPRS、GSM等多种方式，金川公司经过对多种通讯联网方式的比较和论证，发现CDMA网络技术先进、运行稳定、易于扩展和传递图像、费用低廉等特点更适合于金川公司水计量上网系统的数据传输。
CDMA是一种扩频通信技术，扩频技术是通信时将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去，接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把带宽信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。
CDMA网络是目前解决移动通信信息服务的一种先进的业务方式，它的通信方式更适合于无线监测系统的应用，在水管网数据采集过程中有大量的数据需要工作人员及时的采集、记录，如果这些数据都要人工采集、记录的话，势必给工作人员巨大的工作量，而且效率不高，采用基于CDMA网络的RTU无线数据采集系统，可以实现采集更多的数据，采集的参数可以通过报表输出或者以趋势曲线的方式显示、打印，以便管理部门及时发现管道运行的异常情况，为管理和服务提供可靠的数据。
2 系统功能
在监控系统中，每个流量计监控点安装一台CDMA现场监测终端RTU，流量计与CDMA现场监测终端RTU通过串口连接。在控制中心监控计算机上绑定固定IP地址。
各流量计的数据通过主站询问或由CDMA现场监测终端RTU主动上报到控制中心的监控计算机，控制中心接收到数据后，实时刷新显示，并按设定的周期，将数据存储到数据库，供浏览、查询、形成历史报表等。各工作站及各相关人员可以通过局域网络访问控制中心计算机，获得相关的信息。
为了方便外出相关人员对信息的查询，控制中心可通过安装在中心的短信MODEM向指定的手机号码发送数据信息，方便了用户及时了解相关的信息。同时，也可以在控制中心软件设定各种报警信息，重要数据及时的发送到相关人员的手机，这就让用户能够随时随地掌握相关重要信息，做到一切尽在掌握中。
2.1 实时数据显示
可实时显示各监测点的当前瞬时数据。
2.2强大的数据库查询功能
能够查询每个测量点的某天的所有的历史数据。操作员可通过设置不同的查询条件（包括时间、站点、数据类型等）从数据库中获得各种历史数据，显示这一时刻的运行参数。也可查询报警记录，获得产生报警的时间和原因。
2.3 图表曲线功能
系统可以针对某一站点或者整个系统自动做出流量趋势曲线，直观的反映出各站的用水情况。曲线可以任意放大、缩小和拖动。
2.4 报表功能
日报表统计当天实时的运行数据，列出当天每次采集的运行状态；月报表统计当月每天的运行数据，列出每天的运行状态；年报表统计一年12个月每月的运行状态，报表可按照用户要求定制，直接进行预览，打印。
2.5系统安全设置
系统设置多级权限，不同权限的功能有所不同，系统管理员可以使用所有的功能，而对于一般用户来说，数据库维护，系统维护等一些涉及系统内部安全的设置功能限制使用。
2.6网络数据共享
监控中心服务器运行网络版的监控软件，可以通过局域网把各个现场监控终端的数据共享给有关领导和部门；局域网的授权用户可以查看、调阅数据库的内容，实现办公自动化。
2.7允许用户通过网络进行参数维护
对于授权的操作人员，可以进行数据修正，补录等操作。
3 CDMA水量数据采集系统系统配置
3.1 监控系统软件：采用B/S结构设计，由系统信息管理，流量监测管理，巡检报修管理、数据查询管理、数据统计报表、数据分析曲线等主要功能模块组成，系统信息管理是对当前系统中需要的信息进行管理和设置，先设置，系统才能正确运行；流量监测管理监测流量计的流量信息，可对流量数据进行修正，补录流量计的丢失数据，保证流量计数据的完整性；巡检报修管理对当前系统中所要监测流量计的工作状态进行录入，以备查询；数据查询管理可以查询测点的详细信息、流量异常报警信息、查询历史数据；在主站监控主机上作为观测界面，显示所有采集到的信号；数据统计报表将流量计的数据按小时，日，周，旬、月、年等时段统计成报表，按年、月、日提供区域、流量计数据明细表。
3.2 现场监测主设备：CDMA测控终端（RTU）是系统的核心部分。无线RTU是集成了模拟信号采集和无线数据通信于一体的高性能测控装置，可以直接接入标准变送器信号或仪表输出的模拟信号、电平信号，干触点、脉冲信号等，是小规模过程信号实施无线测控的最佳手段。无线RTU内部具有一个高性能的微处理器，可以完成模拟信号的采集，量值转换和滤波处理等，数据的存储周期和上报周期可以根据用户换机的要求而调整，多点组网的方式非常灵活，可以选择高效实时的CDMA网络方式。它可以通过变送器及传感器将现场数据采样，A/D转换，逻辑判断、数据编码、数据处理和协议打包、存储并向通信单元传输操作；接收通信单元发来的信息和控制操作，处理并执行控制中心对采集参数的设置或机构操作；流量计数据通信协议的编码和解码。
4 结论
本系统采集模块采用CDMA方式接入无线网络，使水计量不受地点与空间的限制，克服了传统的的水计量数据设备监控布线困难或是抄表系统效率低，可靠性差的缺点，并且在保证数据及时、准确传输的前提下，将费用降低到了最低，CDMA網络技术无线水计量系统的应用实现了公司新水计量数据的无线自动采集及实时远程监控。建立起高效、准确、智能化的企业能源数据流实时监控系统，实现水计量数据的完全共享，使公司生产管理科学化，计量管理数据化，能源管理合理化，实现企业利益最大化，从而达到节能的目的。