基于GPRS的新農村凈水裝置監控系統的設計與實現

俞益飛

【摘要】 主要介紹了新農村凈水裝置監控系統的結構及組成，以及設計考慮的主要問題。利用PLC和GPRS DTU模塊建立遠程監控系統，實現與手機移動終端的數據交換，也可以實現手機短消息對遠程水泵、閥門設備的遠程操控，也可實現對在線水質儀表監控，是真正意義上的遠程控制。

【關鍵字】 GPRS PLC 遠程控制

一、引言

目前農村生活污水造成的環境污染不僅是農村水源地潛在的安全隱患，還會加劇淡水資源的危機，因此，我司研發了針對農村的生活污水資源化回收處理的凈水裝置，該裝置主要由兼氧區、好氧區、分離區和設備區組成，主要設備包括有6臺水泵、6個電動閥門、2臺水質儀表。由于該設備一般放置在比較偏遠的地方，還有很多處于惡劣環境下，特別需要實現“無人值守”的功能。這就迫切需要低成本的遠程監視和控制重要設備的運行、了解設備的運行參數和狀態、遠程設置和修改關鍵數據的要求，基于西門子S7200 PLC為控制核心的短信遠程無線監控系統，用手機短信的方式及時了解遠方設備的運行情況，實現設備的無人值守，出現故障時、設備可以發回故障報警短信，使故障得以及時的被發現和處理，極大的提高了設備運行的可靠性，降低了運行成本。

二、系統設計

2.1系統控制要求

（1）檢測顯示與實時上傳控制器各終端設備運行的狀態、如各水泵的運行、故障狀態。

（2）PLC控制器根據預先設定，控制水泵閥門啟停。當設備運行的故障時，報警信號送至PLC，向值班人發送故障報警短信，以便維修人員可及時到達現場。

2.2設備選型配套

本系統采用了西門子S7200 PLC和AI模塊，將現場的水質數據進行采集，通過PLC 的模擬量AD轉換，同時具有在線修改參數、溫度進行設定和監控記錄。

2.3系統的結構與組成

本系統由1臺溶解氧儀和余氯計、西門子S7200 PLC、SM231模塊、GPRS DTU、手機組成。參數通過儀表采集到SM231模塊，模塊通過AD轉換將采集信號轉換為0-32000的數字量，通過PLC讀取模塊的地址編號，將數據讀入PLC的V區（數據區），再編寫程序將該數字量進行量程變換，得到真實的數據，然后將該值轉換為ASC碼，通過485口發送到GPRS DTU模塊，最后轉發至手機；手機也可以編寫短信息，發送至GPRS DTU模塊，通過485口回送到PLC，PLC通過程序識別，啟動/停止水泵和閥門。

三、控制方案

控制系統可以預先設定為以下幾種組合應用：

1.設備故障發送：當檢測到電氣設備故障時，立即向監控手機發出報警信息。

2.定時發送水質參數：在×時×分×秒定時發送水質數據。

3.運行數據間隔發送：每間隔00時10分00秒時間周期發送運行數據。

4.觸發發送：監控手機可以在任何時候，發送預先設定的代碼（1234mod：W）查詢對應控制設備的實時運行情況，遠端控制設備收到信號后，在通訊信道通暢的情況下，會在20秒內將預先定義的漢字和數據區內的數據發到監控手機上，等同與手機之間發送短信。發送預先設定的代碼（1234mod：K1）PLC啟動1#水泵， 發送代碼（1234mod：K0）PLC停止運行1#水泵。

四、GPRS DTU選擇與設置

本系統選用廈門靈旗通信公司生產的LQ1000 GPRS DTU，該設備采用了先進的GPRS無線通信技術、嵌入式單片機技術和 TCP/IP 網絡通信技術，其穩定性強、可靠性高、實時性好、應用性廣、功能強大，是一種實現串口設備數據通過無線透傳到中心軟件的有力設備。

LQ1000 GPRS DTU 提供標準 RS232/485 數據接口，可以方便的連接 RTU、PLC、串口儀表、工控機等設備，僅需一次性完成初始化配置，用戶設備就可以與數據中心通過GPRS 無線網絡建立連接，實現數據的全透明傳輸。

可以依據自己的串口設備的通信參數要求進行設置，目前 DTU 支持的波特率范圍是 1200-115200，接口校驗方式支持：NONE（無校驗）、ODD（奇校驗）、EVEN（偶校驗）。支持的數據位是 8 位，暫不支持 9 位。支持的停止位是 1 位，暫不支持 2 位。如設置的串口參數為 115200，E， 8， 1。

五、小結

在本次設計中，主要通過GPRS無線傳輸技術組成的新農村凈水裝置監控系統。該系統通過短信的方式實現數據在PLC之間的無線收發、交互通信，實時控制，基本實現了無人值守的功能。

參 考 文 獻

[1] 白冰，襲冰. GPRS技術在熱網監控系統中的應用[J]. 計算機與信息技術， 2007，（12）：9-11