水资源
无线远程实时监控系统
南京崇茂科技有限公司
2008年9月
一、概述
我国是一个水资源短缺的国家，水资源总量居世界第六位，按人均水资源量计量，人均占有量为2500立方米，为世界人均水量的1/4，世界排名第110位，被联合国列为13个贫水国家之一。

目前，全国668座城市中，有400多座城市缺水，年缺水量60多亿立方米。

长期以来受“水资源取之不尽，用之不竭”的传统价值观念影响，水资源被长期无偿利用，导致人们的节水意识低下，造成了巨大的水资源浪费和水资源非持续开发利用。

水资源日益短缺，合理开发、利用水资源，保护生态环境，维护人与自然的和谐，已经成为二十一世纪人类共同的使命。

缓解我国水资源紧缺的局面，关键在于提高用水效率，建立节水型经济。

节水型经济的主要标志应该是，发展素质好、产值高、用水少和排污少的产业，并形成合理的产业结构；工业布局要适应水资源条件；要提高农业用水效率，发展用水少的作物；要使工农业产品用水定额与排水定额达到国内外先进水平；普及先进的生活节水设备；加强水的多次重复利用，发展污水资源化等。

针对上述情况，为加强城市水资源管理部门的管理力度，切实提高水资源的利用效率，最大限度的杜绝水资源的浪费情况，哈尔滨远达自动控制工程有限公司开发出这套“水资源无线远程实时监控系统”。

“水资源无线远程实时监控系统”是对工业用水情况（自备水井）进行远程监测的智能化监控系统，系统在用水单位设备上安装一个远程控制器（RTU），通过仪表实现对水井流量、水井水位、管网压力、水泵电流、水泵电压的采集，同时实现水泵启停、电动阀开闭等控制。

系统通过无线通讯方式与水资源管理中心联网，实时监测各用水单位。

如用水单位出现人为断电、外加水泵，水表损坏等情况，系统显示故障并报警。

水资源管理中心可根据需要，控制水泵启停，对欠缴水资源费的用户，工作人员可向领导汇报后，远程控制用水单位的电动阀门、水泵启停，实现水资源管理与监控的自动化、一体化。

同时，监控系统具有实时显示用水数据、动态监测水井运行状况、自动生成统计报表、图表等功能。

二、系统特点
1)无线数据传输。

用水单位分布广，通过布线控制不仅成本
高，而且难度很大，很难推广。

无线控制有效解决了这难
题。

既达到了管理的目的，同时降低了投入成本，使系统
的规划及实现成为可能。

2)实时性。

本系统在工作状态下，管理部门可在任何时间查
看用水单位现场的实际情况。

系统会将用水单位的阀门状
态，水泵状态，实时水量状态等参数反映到中心控制管理
室，并存储。

3)准确性。

由于系统具备了实时性，时刻监视终端设备的运
行情况，所以终端设备的任何异常动作都会被准确捕捉。

例如，水泵自动启动或停止，流量突然增大，阀门人为关
闭等。

4)语音报警。

系统在运行过程中，值班人员也不可能盯住监
控软件而一刻不停。

本系统对此采取了人性化设计，提供
了丰富的报警参数。

管理者依据不同权限，设定报警参数
后，系统依据这些参数进行自动声音报警，及时提醒值班
人员采取措施。

5)远程控制。

管理者可根据管理职能的需要，在不到用水单
位现场的情况下，对其实现用水控制。

例如，启动（或停
止）水泵，打开（或关闭）阀门，提高了管理力度。

6)用水量统计。

计算机的出现节省了大量的人力物力，简化
了许多繁杂的工作。

管理者只需在本系统上，敲敲点点，即可第一时间掌握用户的实时用水量、每天用水量、每星期用水量、每月用水量等管理部门需要的数据材料。

7)查询。

查询对象可包括：阀门、水泵、用水量、违纪处分
情况等。

8)报表。

周报表、月报表、年报表。

也可依据用户不同的需
求进行有针对性的开发。

三、系统结构
图1-1水资源远程实时监测系统结构图
从结构图可以看出，系统分三层。

设备层、监控及通讯层、中心管理层。

设备层：仪表、阀门、水泵等执行机构；
监控及通讯层
：读取仪表数据、监控阀门、水泵等状态，执设备层 监控及通讯层 管理层
行管理层发出的指令，并上传设备层的异常情况；
管理层：综合管理。

四、系统组成
1、硬件部分
通讯计算机、数据管理计算机、GPRS通讯设备、终端控制单元、仪器仪表设备五部分组成。

1）通讯计算机
负责中心与远程终端的数据采集及控制。

显示用水单位的实时状态、GPRS在线状态、阀门状态、水泵运行状态、检测报警状态、发出中心控制指令、定时将数据转存到数据服务器。

本机安装“水资源无线远程监控软件”。

2）数据管理计算机
数据库设在本机。

负责数据的查询、统计、报表、用户管理、违纪记录管理、用水单位管理、数据库维护等功能。

安装数据库软件，系统运行管理软件。

3）GPRS通讯设备
G PRS通讯设备是终端和管理中心联系的通道，如同手机。

每一个监控单元配置一台GPRS设备及SIM卡（开通GPRS功能的手机卡）。

中心通过一个固定IP与所有的远程进行通讯。

4）终端控制单元（RTU）
现场的采集及执行机构。

读取现场设备数据及状态，并将其送到中心管理室。

同时，执行中心指令。

5）仪器仪表
包含脉冲水表、水位计、水泵启动设备
2、软件部分
1）监控软件
“水资源无线远程监控软件”是中心控制室和远程终端通讯的纽带。

负责数据处理、分类汇总、异常捕捉、报警设定及产生、发出控制指令、数据上传至数据库等功能。

其主界面如图1-2所示。

图1-2水资源无线远程监控软件主界面
功能项目如下：
●报警设置
●采集周期设置
●水泵控制
●阀门控制
●模拟量数据校准
●单点呼叫
●终端信息配置
“水资源无线远程监控软件”< 终端信息配置> 分界面如图1-3，
1-4所示。

图1-3水资源无线远程监控软件分界面
图1-4水资源无线远程监控软件分界面
2）数据库及管理软件
数据库采用微软中型数据库SQL Server2000，其稳定性、可靠性、容量、可操作性皆可，是一种成熟的数据库技术，为用户普遍使用。

“水资源综合管理系统”软件负责对该数据库的操作。

系统软件主界面如图1-5所示。

图1-5水资源无线远程管理软件主界面
功能项目如下：
●数据查询
模糊查询
条件查询
●运行统计
●SIM卡管理
●用户管理
●数据维护
●报表系统
日报表
周报表
月报表
年报表
●数据备份
●数据库转换
3）终端RTU软件
终端RTU软件是一款实时运行软件，控制器启动后，软件即开始运行。

负责实时监测终端设备运行情况，并侦听中心控制室下达的控制或采集指令。

该软件设置了现场出现异常情况立即上报功能，使得整个系统的准确性及及时性得到保障。

由于该软件嵌入在终端RTU中运行，属嵌入式软件，无图形界面，为用户不可见，因此该软件同RTU捆绑，总称RTU控制器。