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基于GPRS供水管网远程监控产品设计

高志忠张晓华

摘要：管网压力监测点的环境比较复杂，对测控设备的要求比较高，

无电、潮湿限制了许多测控设备的使用。本文从产品设计的角度阐述

微功耗测控终端如何满足各供水企业现场监测的需求。

关键词：微功耗测控终端管网监测GPRS

管网的压力、流量和流向是供水调度系统中重要的监测内容，测

控终端被安装在监测现场采集管网压力、流量、流向等信息，并将信

息传递到调度中心。

目前，国内水司选用的测控终端各不相同，有的选用数采模块加

电台，有的选用数采模块加有线Modem，有的选用PLC加GPRS，

这些设备虽然能够满足现场的需求，也存在着一些不足之处，如：电

台方式维护量大、有线Modem方式费用高、普通GPRS功耗大等等。

依据水司的普遍要求，结合水司管网监测的特点，我公司设计了

一款微功耗测控终端，该终端将微功耗测控技术和GPRS通信技术进

行了科学的整合，能够满足供水管网监测不同使用环境的要求。现将

设备设计特点及使用特点介绍如下：

一、设计特点

1、模块化结构设计

微功耗测控终端主要由四部分组成：测控单元、通信单元、显示

与操作单元、电源单元。

唐山平升电子技术开发有限公司电话：400-611-86331

测控单元是终端设备的核心，负责采集现场压力变送器的电流或

电压信号、采集流量仪表的脉冲信号或数字信号、采集水质监测设备

的模拟信号或数字信号，提供继电器信号输出，为现场变送器等设备

提供5V/12V/24V直流供电电源，控制通信单元和供电单元。

通信单元主要负责现场与调度中心之间的通信。采用GPRS无线

通信方式，兼容GSM短信通信方式。工作模式分三种：普通模式、

待机模式、休眠模式，不同供电模式选用不同的工作模式。

显示与操作单元主要负责现场监测数据及现场参数的显示，使用

按键操作可查询监测数据和设置参数，采用中文液晶显示和防水磁感

应按键。

供电单元主要为终端设备提供工作电源，支持三种供电模式：市

电供电、太阳能供电、电池组供电。不同的现场环境选用不同的供电

模式。

显示与操作单元

通信单元测控单元供电单元

计量水表水质仪表

压力变送器电动阀等

水位开关

2、防水设计

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城市压力监测点随管网分布，监测终端设备多数安装在观测井

内，要求设备防水、防潮。微功耗测控终端采用如下防水设计以确保

防水效果。

◆外壳防水设计：

材质选用增强尼龙，其防水、防潮、防腐、抗冻、抗热、强

度、韧性等指标均满足观测井下使用环境，且重量轻。

终端的上下盖之间、进出线口是水和潮气容易进入的地方。

终端的上下盖之间采用H型密封条密封，从三个方向包围上下盖

之间的接触壁，上下盖之间使用14个不锈钢螺栓的紧固，两个相

邻的螺栓之间距离为5cm，保证了紧固强度；进出线口使用防水

接头，防水接头与壳体之间采用O型圈与防水胶共同密封，进出

线与防水接头之间使用密封胶套和密封胶共同密封。终端的防护

等级可达IP68。

GPRS/GSM
微功耗测控终端

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确定取消

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唐山平升电子技术开发有限公司

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1—透明视窗
2—上盖
3—H型密封圈
4—壳体

◆二次防水设计

微功耗测控终端在现场安装维护的过程中，有时由于安装人

员操作不规范，如螺丝紧固的强度不够，可能会降低终端的防水

性能。为了保证终端设备不被井内积水浸泡，针对其使用环境，

我们专门设计了防水罩，终端设备安装在防水罩内，防水罩口朝

下固定在井壁上，积水高过防水罩时，由于罩内空气压力作用，

可以阻止积水接触终端设备。

◆接线防水设计：

微功耗测控终端安装在井下时，要配带防水线缆和防水接线

盒，终端与防水线缆之间按上述要求做好防水，压力变送器或其

它仪表提供的线缆与终端的线缆在防水盒内端子上连接，接好后，

防水盒内注入防水胶。

二、使用特点

1、供电及工作模式

调度中心对管网压力监测的实时性要求很高，但许多压力测点往
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往不具备供电条件，一般监测设备由于功耗和工作模式的限制，很难

满足客户的需求。我们依据微功耗测控终端的特点，规划设计了三种

工作模式：

◆普通模式

测点具备220V市电或太阳能供电条件，终端设备可以满足数据

的频繁采集、频繁传输，并支持数据实时上报和调度中心主动问询。

◆待机模式

测点无供电条件，供电选用可