基于 4G RTU 远程供暖监控系统方案 系统目标 远程供暖监控系统要做到每一个采暖用户都有可以单独控制和计量的供热系统，即“分 户控制、分户计量。选择一种高可靠性、低投入、低运行费用、易维护的通信方案将分散、 域广、多点的用户热能计量进行方便有效地管理是整个系统设计的重要部分。通信网络在 监控结点之间提供一个透明的数据传输通道，以实现远端结点与监控中心进行实时数据交 换． 随着网络技术的不断进步，尤其是通用分组无线业务 GPRS 网络通讯的出现，GPRS 无线数传模块在短信息方面的应用最具优势，具有随时在线、价格便宜、覆盖范围广等特 点，特别适合于需频繁传送小流量数据的应用．基于 GPRS RTU 技术的远程供暖监控系 统就是应用计算机技术、移动无线传输技术和 Internet 技术来实现供暖数据的远程传输和 整个系统运行状态的监控。 系统结构 GPRS 简介 GPRS 无线通信网络采用基于分组传输模式的无线口技术，以一种有效的方式高速传送数 据。GPRS 的主要特点： ① 定义了不同的业务，如网络代理服务器负责存储并转发双方的数据，在双方通信时为其 建立可靠的连接；采用透明通道，不解释规约报文，保证通信中心最大可靠性和免维护性； 具有通道检测功能，通信失败时断开当前连接，等待 GPRS 终端和客户端前置机重新申请 连接，点对点无连接业务、点对点面向连接业务和点对点多播业务． ② 定义了新的 GPRS 无线信道，分配方式灵活．每 TDMA 帧可分配 l 一 8 个无线接口时隙， 时隙能为动态用户共享，且向上链路和向下链路的分配是独立的． ③ 能够支持间歇的突发式数据传送，又能支持偶尔的大量数据传输 ④ 采用分组交换技术，核心层采用口技术，提供了和现有网络的无缝链接。因此，GPRS 特别适合于远程无线的分布式测量控制系统，比如：运输业、GPS 汽车定位、无线 POS、 无线 ATM 等；气象、水文的 SCADA 系统，对灾害进行遥测和告警；城市公用事业实时监 控维护系统，如水电气三表集抄系统以及供暖系统、污水管网等的实时监控和维护等领域。 监控系统结构 GPRS RTU 远程监控系统分为 4 个部分，分别是：①监控中心主站，主要完成人机交互工 作和数据的管理；②网络代理服务器，主要负责网络数据链路建立和数据收发的透明中转； ③ GPRS 数据传输终端，完成信息的上送与下发；④终端智能监控设备，主要完成用户各 种供暖信息(热能量，进出口温度等)的采集和完成从系统监控中心站接收到的控制信号的 实施． 监控中心站 GPRS 网络具有固定口地址的中心站主服务器，可以通过 ISDN ADSL 方式上网，因此 各用户终端就可以通过 GPRS 网络透明地传送数据到监控中心的 Intemet 网上．另外增加 一台数据处理服务器分担主服务器的数据处理任务．数据中心站有多台服务器，对外部公 网只提供一个 IP 地址，因此，采用了一种网络地址转换技术．NAT 端口映射功能将一台主 机的假口地址映射成一个真 IP 地址，当用户访问提供映射端口主机的某个端口时，服务器 将请求转到内部提供这种特定服务的主机．可以让内部网络中某台机器对外部提供 WEB 服务，而不是将真地址直接转到内部提供 WEB 服务的主机上．来自用户的信息经主服务 器的端口映射到数据处理服务器接收，然后再送回主服务器保存在 SQL 数据库中．最终 WWW 服务器从主服务器上调用 SQL 数据库，将用户信息在 web 页上实现动态更新显示。 用户远程终端 用户远程终端主要由远程测控终端 RTU、无线数传终端 DTU、数据采集模块、传感器 设备组成。热能表与通讯模块之间采用 RS485 串行通讯，目的是尽可能地减少 GPRS 通 讯端点的数量，适应当前民用住宅中一个单元多住户的特点。 系统功能 功能包括周期监测、实时监测、远程控制。 远程终端传感器设备采集到的热能量、温度、湿度、电量等数据通过无线数传终端 GPRS DTU 上传到监控中心服务器，GPRS DTU 作为服务器模式使用时，DTU 将一直处 于监听等待状态，监听由远程客户端发起的连接。远程客户端要建立通讯必须知道服务器 设备的 IP 地址和监听端口号。远程测控终端 GPRS RTU 通过 GPRS 网络平台建立起与监 控中心的连接，监控中心进行各种指令的实时控制。 远程测控终端以 CM550 为主要设备，具有 4 路外部信息监测报警功能，可配装温湿度、 压力、电压电流等传感器，随时监测设备或环境信息，在其发生变化或超出预警范围后， 向远程服务器或最多 5 个管理员手机发送报警信息，保护人员、设备、财产安全。 配置软件 实时显示 1、左侧设备列表显示出当前在线和离线设备的信息，当设备联网后，将从“离线设备 列表”进入“在线设备列表”，设备长时间不在线将从“在线设备列表”进入“离线设备列表”； 2、左上角显示燃气浓度、供电方式、通风设备是否打开等信息； 3、右上角实时显示热能量、温度、电压等曲线； 4、下侧显示设备编号、用户名称、联系人、电话、传真、手机、地址、SIM 卡号等信 息； 5、中部文字提示当前设备登陆时间，采集回传数据的最后时间； 历史记录 用户可 以根据时 间段来搜 索历史记 录； 历史记 录将以曲 线形式绘 制在窗口 上面，历 史记录可 以以列表 的形式显 示在窗口 下面，通过历史记录可以查看设备运转状态和相关趋势； 同时查询的历史记录可以导出为 excel 表格； 系统的特点 1)系统采用 GPRS 网络技术服务，监控区域广． 2)系统主要功能是对具有双 RS485 接口 CM550 热能表测量系统进行远程监控． 3)利用了公共网上已有的电子邮件服务中心，不必专门租用网络代理服务器，降低了系 统运营成本． 4)可以方便地进行测量终端数量的增减． 5)性价比高．同有线网相比，节省线路、电话资源，速度较快；同无线局域网相比，免 去无线电 结论 　　基于 GPRS RTU 的远程供暖监控系统实现了一个通讯模块扩展多个热能的测量节点， 构建了一种无线远程的分布式热能测控系统，实现了采暖监控数据的远程无线实时传送． 系统在信号覆盖范围内不受距离和区域的限制，具有实时性好、传送数据量大且费用比较 合理的优点．成功地实现了小批量、非连续数据的远距离传输，为供暖系统的数据采集与 监控提供了一种便捷的无线数据传输方式。