第一部分 GPRS網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介
GPRS是目前解決移動(dòng)通信信息服務(wù)的一種較完美的業(yè)務(wù)，它是以數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)、或大數(shù)據(jù)的包月包年計(jì)費(fèi)。覆蓋范圍廣泛、數(shù)據(jù)傳輸速度更快。GPRS的推出，為行業(yè)和企業(yè)用戶開展無線數(shù)據(jù)傳輸提供了基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，為推動(dòng)移動(dòng)辦公的應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。與有線網(wǎng)絡(luò)相比，GPRS網(wǎng)絡(luò)具有租用費(fèi)用低、移動(dòng)辦公，不受地域制約等優(yōu)點(diǎn)。GPRS的出現(xiàn)為企業(yè)和行業(yè)用戶開展無線辦公提供了一種新的選擇。
GPRS通信方式更適合于各類數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)，目前城市水利調(diào)度系統(tǒng)與各采用有線交互傳輸或電臺(tái)方式，甚至有些偏遠(yuǎn)井道要有線網(wǎng)絡(luò)接入成了不可能。月租費(fèi)太高，用電話線傳送數(shù)據(jù)按時(shí)間計(jì)費(fèi)，帶來諸多不便，費(fèi)用也不便宜。、
GPRS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)
1、覆蓋范圍。構(gòu)建城市水利調(diào)度系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)通信覆蓋范圍廣，擴(kuò)容無限制，接入地點(diǎn)無限制，能滿足城區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。由于調(diào)度檢測(cè)點(diǎn)數(shù)量眾多，分布在地區(qū)的各個(gè)角落，而且地理位置分散。另外，還必須考慮今后系統(tǒng)擴(kuò)充的可能，必須具有良好的可擴(kuò)展性。由于目前GPRS已覆蓋省內(nèi)絕大部分地區(qū)，能夠滿足城市水利調(diào)度系統(tǒng)對(duì)覆蓋范圍的要求。
2、數(shù)據(jù)傳輸速率高。目前GPRS實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足水利調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率的需求。
3、系統(tǒng)的傳輸容量大。城市水利調(diào)度系統(tǒng)要和每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連接。由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰鳪PRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。
4、通信費(fèi)用控制靈活。采用傳統(tǒng)的有線方式建立水利調(diào)度系統(tǒng)，必須租用專線或電話線進(jìn)行連接。由于調(diào)度監(jiān)測(cè)點(diǎn)必須與中心隨時(shí)保持連線狀態(tài)，而每次數(shù)據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)量很小，線路資源利用率很低，平均每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)每月的線路費(fèi)用為800～1200元。而如果采用GPRS通信方式，由于GPRS采用按數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)的方式，資源利用率高，月通信費(fèi)用將在200元之內(nèi)，如果數(shù)據(jù)量很大的情況下也可按包月或包年計(jì)費(fèi)。
5、良好的實(shí)時(shí)響應(yīng)與處理能力。與短消息服務(wù)比較，由于GPRS具有實(shí)時(shí)在線特性，系統(tǒng)無時(shí)延，可很好的滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。
第二部分 概述
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市規(guī)模的擴(kuò)大和現(xiàn)代化程度的不斷提高，城市的水利調(diào)度系統(tǒng)也越來越龐大，且許多供水管線的填埋情況復(fù)雜、資料不清，有些管線甚至僅憑當(dāng)時(shí)施工工人的記憶去尋找，造成諸多設(shè)計(jì)上的失誤和施工中的事故。
采用人工方法，借助圖紙、各類卡片來管理城市水利調(diào)度系統(tǒng)，已越來越難以滿足實(shí)際需要。所以實(shí)現(xiàn)對(duì)水利調(diào)度管理系統(tǒng)的需求是相當(dāng)迫切的。業(yè)內(nèi)眾多有識(shí)之士已達(dá)成共識(shí)：使用計(jì)算機(jī)，借助無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)來進(jìn)行水利調(diào)度的管理、管網(wǎng)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)采集，已是勢(shì)在必行。
基于GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的無線數(shù)據(jù)技術(shù)自2002年在中國(guó)正式商用以來，以“實(shí)時(shí)在線、按流量計(jì)費(fèi)、覆蓋率廣”等優(yōu)勢(shì)在各行業(yè)取得廣泛應(yīng)用，隨著信息化的發(fā)展，DTU已經(jīng)完全取代了以往的各種有線接入。而以往的有線連接必須依賴于網(wǎng)絡(luò)布線、固定電話線路，對(duì)于發(fā)展移動(dòng)性的服務(wù)、增設(shè)新的服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)、增設(shè)臨時(shí)性的窗口常會(huì)受到有線連接的困擾。同時(shí)布線還需要昂貴的費(fèi)用和鋪設(shè)時(shí)間，對(duì)已有的網(wǎng)絡(luò)也會(huì)有影響，所以有線連接已經(jīng)嚴(yán)重限制了目前各種信息化應(yīng)用的主要原因。
GPRS與其它通迅方式綜合比較表：
第三部分 陜北水利調(diào)度系統(tǒng)組成
一、陜北水利調(diào)度結(jié)構(gòu)圖
花石峁加壓站與野蘆溝加壓站日供水7萬m³，野蘆溝加壓站與新廟加壓站、打井塔加壓站日供水3.5萬m³。首站與野蘆溝加壓站的距離為21.5km，野蘆溝加壓站與新廟加壓站的距離為12.3km，野蘆溝加壓站與打井塔加壓站的距離為10.2km，新廟加壓站距后溝門13.07km，新廟加壓站距三道溝11.115km，三道溝與老高川的距離13.557km，打井塔加壓站與老新民的距離為5.82km，打井塔站與同源站的距離為5.781km，打井塔站與玉豐站的距離為1.311km，打井塔站與新田站的距離為：0.699km，打井塔站與金萬通站的距離2.8km。老新民與萬家墩站的距離為8.205km，老新民站與新窯站的距離為2.018km，天橋水源地與花石峁站之間的距離為9.5km，孤山川水源地與花石峁站之間的距離為2km。
下圖為各站的分布結(jié)構(gòu)圖
1、花石峁站(主站)控制系統(tǒng)
此系統(tǒng)中有一臺(tái)工程師站、一臺(tái)操作員站，兩PLC控制系統(tǒng)。
2、其它分站控制系統(tǒng)
每個(gè)分站均配置一臺(tái)工作站和一套PLC控制系統(tǒng)
二、系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)及功能要求
如上圖所示水利遠(yuǎn)程測(cè)控調(diào)度系統(tǒng)由花石峁調(diào)度中心、無線GPRS 網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程終端單元（RTU）幾個(gè)部分組成：
l 分站控制系統(tǒng)單元（RTU）
每個(gè)分站均配置一臺(tái)工作站和一套PLC控制系統(tǒng)
分站控制系統(tǒng)單元RTU 分散的分布在水利調(diào)度的各個(gè)遙測(cè)點(diǎn)上，主要由F2103 GPRS模塊、電源、天線、PLC 的CPU 及各種I/O 模板及后備電池、機(jī)箱等幾部分組成。分站控制系統(tǒng)單元RTU與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的開關(guān)量、模擬量信號(hào)相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)并通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)與調(diào)度中心傳送數(shù)據(jù)，接收并執(zhí)行上位機(jī)的命令。
具體功能如下：
RTU 機(jī)箱：安裝于遙測(cè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)，為壁掛式，具有防盜功能（包括GPRS 模塊天線），其固定螺絲置于箱體內(nèi)，設(shè)置門鎖，箱體內(nèi)具有220V 交流電（如井下無條件具備220V電壓，可考慮蓄電池、鋰電池等能滿足終端產(chǎn)品電壓需求的供電裝置），信號(hào)輸入輸出接線端子，設(shè)置交流進(jìn)線空氣開關(guān)，如有條件可配備一220V 交流電插座（檢修時(shí)方便使用）
PLC：使用西門子、三菱、歐姆龍等知名品牌
提供4 路4-20mA 模擬輸入、6 路開關(guān)量輸入、4 路開關(guān)量輸出，無需監(jiān)控中心控制，可自行進(jìn)行測(cè)量，并保存累積數(shù)據(jù)系統(tǒng)；
具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能（可通過監(jiān)控中心設(shè)定校準(zhǔn)），采集到的數(shù)據(jù)以時(shí)間為順序，以5分鐘/每次的密度，能在RTU 端存儲(chǔ)一天的歷史數(shù)據(jù)，程序、參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)具有掉電保護(hù)功能；
定時(shí)上報(bào)：把從儀表采集到的數(shù)據(jù)，以定時(shí)（整5 分鐘報(bào)一次）方式上報(bào)；
實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)播：可以響應(yīng)各監(jiān)控中心發(fā)出的查詢請(qǐng)求，將實(shí)時(shí)時(shí)刻或歷史時(shí)刻的數(shù)據(jù)發(fā)給監(jiān)控中心，數(shù)據(jù)可發(fā)給多個(gè)監(jiān)控中心；
輸入信號(hào)損壞時(shí)發(fā)出報(bào)警信息；
當(dāng)系統(tǒng)上電復(fù)位，或系統(tǒng)運(yùn)行、通信發(fā)生異常死機(jī)復(fù)位（看門狗復(fù)位）時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)復(fù)位類型不同進(jìn)行復(fù)位處理，保證系統(tǒng)正常工作。
可為一次儀表（兩線制，三線制）提供24V 電源，具有一次表供電功能。
F2103 GPRS模塊：其核心使用SIMEMS MC39I無線模塊，內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議，支持900/1800 MHz系統(tǒng)，提供RS-232或RS-485自選接口，支持各種非TCP/IP終端設(shè)備數(shù)據(jù)的透明傳輸，可上電即自動(dòng)撥號(hào)上網(wǎng)，一直在線，自檢測(cè)假撥號(hào)現(xiàn)象，掉線可自動(dòng)重?fù)堋ё灾鏖_發(fā)的主控電路和硬件看門狗，保證電路的可靠工作，并可根據(jù)用戶需要進(jìn)行遠(yuǎn)程在線維護(hù)。
（可選的備用冗余功能）調(diào)度中心可以設(shè)一主一備兩個(gè)中心（即有一主一備兩個(gè)IP地址），平時(shí)RTU端的GPRS模塊只與調(diào)度中心主中心（主IP地址）聯(lián)系，當(dāng)主IP地址聯(lián)系不上時(shí)，RTU端的GPRS模塊能自動(dòng)與備用IP地址聯(lián)系，切換到備用系統(tǒng)進(jìn)行工作，當(dāng)主IP地址系統(tǒng)恢復(fù)正常，關(guān)閉備用IP地址系統(tǒng)時(shí)，能恢復(fù)到主IP地址系統(tǒng)進(jìn)行工作（最多可以和5個(gè)中心同時(shí)通信）。（更多關(guān)于F2103 GPRS DTU技術(shù)指標(biāo)可到四信網(wǎng)站下載）
通信工作原理：
u 首先對(duì)F2103 DTU進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置要連接的中心IP和端口及其它必要性的設(shè)置，設(shè)置好之后PLC通過RS232或RS485接口和DTU相連，DTU上電之后根據(jù)事先設(shè)置好的中心IP和端口進(jìn)行連接，成功連接到中心軟件后即可雙向傳輸數(shù)據(jù)。
u 終端流量傳感器、水壓傳感器工作時(shí)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過串<
