遼寧省水利防汛微波遠程監(jiān)測系統(tǒng)

武曉明，李寧霄

（遼寧省水文水資源勘測局，遼寧 沈陽 110003）

1 概況

遼寧省防汛微波通信系統(tǒng)已運行多年，設(shè)備在不斷的老化，特別是工程建設(shè)時所安裝的遠程監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不能正常運行，造成目前無法及時了解機房的環(huán)境變化和設(shè)備狀況，這樣給設(shè)備運行帶來一定的安全隱患，因此，建立一套完善的遠程智能監(jiān)測系統(tǒng)是十分必要的。

GPRS網(wǎng)絡(luò)是基于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的，利用建立的GPRS通信平臺制定了遠程智能監(jiān)測系統(tǒng)，采用移動公司的GPRS通信方式，將全省的無人值守站及重要中繼站通過該通信方式進行智能監(jiān)測。本次進行監(jiān)測的微波站有黃家站、312站、雙安橋、龍首山、鐵嶺水文資料庫、平頂山、八盤嶺、湯河水庫共計8個站。

2 監(jiān)測系統(tǒng)

本系統(tǒng)包含4個部分：現(xiàn)場采集硬件部分，即遠程采集箱；通信部分，采用移動GPRS業(yè)務(wù)，實現(xiàn)遠程無線數(shù)據(jù)傳輸；中心監(jiān)測系統(tǒng)軟件，采用VC++編寫，實時顯示每個遠程微波站的具體情況，同時保存到數(shù)據(jù)庫；短信報警部分，當(dāng)中心站收到異常的現(xiàn)場狀況時，立即啟動報警程序。

本監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)對微波站的遠程監(jiān)測，監(jiān)測指標(biāo)包括微波站室內(nèi)溫度、煙霧、門禁及電壓。在每個微波站安裝溫度傳感器、煙霧傳感器、門禁開關(guān)、電壓變送器。通過傳感器采集輸出的模擬量及開關(guān)量，輸入到中心控制器（PLC），PLC將信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，同時進行打包，在PLC內(nèi)部設(shè)置定時器，每隔5 min通過串口向GPRS模塊發(fā)送數(shù)字打包信息；GPRS模塊透明傳輸，將接收到的數(shù)字報文通過GPRS通信平臺發(fā)送到監(jiān)測中心計算機的IP；監(jiān)測中心計算機接收數(shù)據(jù)報文并按協(xié)議解析，還原成參數(shù)值，顯示到屏幕；還原出的參數(shù)經(jīng)過程序判斷，給出相應(yīng)的報警信息，若為立即處理的報警信息則再通過手機短消息的形式發(fā)送給相關(guān)負責(zé)人，從而完成整體監(jiān)測功能。

3 現(xiàn)場PLC程序設(shè)計

本PLC采集使用SIEMENS S7222 CPU及1個EM231-4AI模塊。程序采用主/子調(diào)用方式，統(tǒng)一通信數(shù)據(jù)發(fā)送部分由子程序1（SUB_1）表示，主程序控制采集通信。整個通信包為34個字節(jié)，通信協(xié)議為：XX II AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI。其中XX為地址碼，16進制表示；II為IB0，16進制表示；剩下4組8個ACSII碼表示每路AI的數(shù)值，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)及報警。程序定義每5 min發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，報警點定義為兩個I/0點，即I0.0和I0.1，若2點中有報警，則每隔5 s發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，共發(fā)送2次，而不管當(dāng)前報警是否繼續(xù)保持，主程序中的每5 min仍然發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，在每5 min發(fā)送數(shù)據(jù)包的同時采用RUN后復(fù)位技術(shù)復(fù)位所有報警點，即在下個5 min后若上次報警依然保持，則繼續(xù)報警，否則不再報警。

4 管理中心監(jiān)測軟件設(shè)計

由于PLC程序的通信方式，本程序僅處理監(jiān)測數(shù)據(jù)包，在每到達（接收）的數(shù)據(jù)包中解析參數(shù)數(shù)據(jù)。包括：煙霧報警I/0，門禁I/0，溫度AI，AB相電壓AI，BC相電壓AI，CA相電壓AI。若正常，則保存到數(shù)據(jù)庫，若出現(xiàn)報警，則在保存數(shù)據(jù)庫的同時將報警信息以短消息的方式發(fā)送到負責(zé)人手機。

發(fā)短消息的程序編制邏輯：由于PLC采用實時上報方式，有的I/O點報警閉合/斷開后，會持續(xù)很長時間，又由于每上報周期會清除所有報警標(biāo)志（若不清除，則會出現(xiàn)不及時報警的情況），那么，當(dāng)下一個上報周期開始后，若此I/O點報警依然處于閉合狀態(tài)，則會出現(xiàn)重復(fù)報警情況，所以對應(yīng)的上位程序就相應(yīng)的做如下處理。當(dāng)?shù)谝淮螆缶畔⒔拥胶?，對本次報警給予短消息發(fā)出處理，同時記錄本次報警短消息發(fā)送的時間；當(dāng)本I/O點第二次報警接收到后，記錄本次報警接收的時間，并與第一次報警時間比較，若小于24 h則認為是重復(fù)報警，不予發(fā)送短消息，其他I/O點與此同。只有超過24 h后，再對該I/O點進行短消息發(fā)出，同時將第一次記錄的報警時間改寫成本次報警時間，再有報警還是與之比較，依次類推。

5 監(jiān)測軟件功能

監(jiān)測系統(tǒng)管理模塊采用系統(tǒng)級管理，包括用戶登錄及系統(tǒng)退出。界面清晰，操作簡潔，維護方便。

系統(tǒng)監(jiān)測軟件分為：

1）監(jiān)測管理。在監(jiān)測管理功能中包含啟動監(jiān)測及停止監(jiān)測，經(jīng)過設(shè)置后，啟動監(jiān)測，系統(tǒng)便開始進入監(jiān)測狀態(tài)，每個微波站的數(shù)據(jù)開始寫入到表格中，若有報警數(shù)據(jù)存在，則發(fā)出報警信息，同時界面在本站條目前用“！”顯示；停止監(jiān)測，則停止了監(jiān)測狀態(tài)。

2）界面切換。包含表格式顯示主窗口或圖形化顯示主窗口。表格方式主窗口直接顯示每微波站的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，圖形化方式主窗口顯示每個微波站的地理分布，在全省地圖上以圖表方式標(biāo)注每個微波站的地理分布，點擊每個代表微波站的標(biāo)注圖標(biāo)，便顯示一個詳細數(shù)據(jù)窗口，顯示當(dāng)前本微波站的具體情況。

3）報警管理。啟動報警、停止報警、報警日志三項：啟動報警，系統(tǒng)啟動后，執(zhí)行“啟動報警”，則系統(tǒng)為實時報警狀態(tài)，當(dāng)上傳的數(shù)據(jù)出現(xiàn)超限狀態(tài)時，系統(tǒng)立即實施短信息報警；停止報警，用戶可控制本系統(tǒng)的報警狀態(tài)，若此時有人維修或因其他施工而造成檢查微波站時，是不需要報警的，因此，管理者可以在此時刻停止報警功能；報警日志，若因手機欠費等原因，無法接收到報警信息時，可查看報警日志，給出相應(yīng)處理措施。

4）連接信息。提供用戶可查看當(dāng)前微波站的GPRS鏈接情況，若所有微波站點都有顯示，則說明目前連接狀態(tài)良好，若有沒顯示的微波站，則說明該站連接有問題，一般是由于現(xiàn)場信號不好造成的，可通過“關(guān)閉單連接”，來關(guān)閉該對應(yīng)的鏈接，系統(tǒng)會自動重新連接。

6 結(jié)語

監(jiān)測系統(tǒng)自安裝、調(diào)試完成至今運行狀態(tài)穩(wěn)定。該系統(tǒng)顯示界面清晰，操做方便，很好地提供了各個遠程微波站的環(huán)境和工作狀態(tài)，為工作人員及時了解遠程機房的工作情況提供了有利的通信保障。