农村饮水安全县级集中监控系统研制报告

1、农村饮水安全县级集中监控系统研 制 报 告河南省水利学会河南沃德智能化工程有限公司二一六年三定：审核：校核：编写人员：70.研发背景、内容及设计目标41.1 项目背景41.2课题主要研究内容51.3技术路线及预期目标51.4系统的构成与设计思想61.4.1 恒压供水控制系统61. 4. 2水质处理及在线监测系统61.4.3数据采集传输系统81.4.4 视频监控系统92.农村饮水安全集中监控系统的硬件设计与实现92.1 恒压供水系统设计92.1.1 多井联网供水方案92.1.2恒压供水系统设计方案102.1.3 plc控制系统的设计与程序流程图112.1.4 机泵选型1

2、22.2数据传输系统设计与实施方案122.2.1数据传输系统架构图122.2.2系统技术路线122.2.3数据传输系统应该实现的功能162.2.4数据传输系统实施方案172.2.5主要设备182.3视频监控系统442.3.1视频监控系统主架构图452.3.2系统技术路线452.3.3视频监控系统建具备以下功能要求：452.3.4 设计依据 482.3.5系统技术492.3.6系统主要业务功能实现502.4水质在线监测系统542.4.1系统作用542.4.2核心技术542.4.3系统说明563系统的软件设计与实现593.1 系统的软件需实现的功能593.1.1检测、报警和控制功能593.1.3系

3、统安全性设置功能623.1.4 地理信息功能633.2 工程程序及界面设计634应用前景展望68.研发背景、内容及设计目标1.1 项目背景 我省是农业大省、人口大省，受自然、地理、经济和社会等条件制约，农村饮水困难和饮水不安全问题突出，很多地区缺乏水源或取水困难，不少地区受水文地址条件、污染以及开矿等人类活动影响，地下水中氟、砷、铁、锰等含量以及氨、氮、硝酸盐、重金属等指标超标，必须经过净化处理或寻找优质水源才能满足饮水卫生安全要求。 河南全省解决饮水安全人口占我省农村居民人口的比例为57.4%，这意味着还有3466万农村居民未纳入国家规划，这部分群众的饮水目前主要以分散式供水工程供水为主。农

4、村饮水安全存在问题1、 人为原因引起的污染导致水质超标，这类水属于污染水，对人体危害特别大，我省部分地区的许多农村的农民引用的水都是污染的地表水，所以这里的人们的身体健康都存在极大的隐患。2、 缺乏相对较为完善的饮水安全监测体系。供水过程中，对水质进行及时监测，有利于发现水之中存在的问题，从而减少人们饮用不安全水的概率。3、 管理体制存在弊端，重建轻管现象普遍存在我省已完成一批农村饮水工程，新建在建水厂2万多个，其中管理人员就有2万多人，工程建成之后运行期间，农村饮水安全工程的日常管理无专门机构和人员管理，缺乏统一的管理及引导，主要问题和矛盾集中体现在水费难收，没人愿意承包管理，管理人员待遇低

5、，积极性不高，业务能力达不到，管理粗放，管道及设备出现故障和损坏，无法及时维修，造成水资源浪费严重，影响工程效益的正常发挥。1.2课题主要研究内容1. 恒压供水系统2. 远程数据采集系统3. 视频监控系统4. 水质在线监测系统1.3技术路线及预期目标农村饮水安全县级集中监控系统是以县级为单位，将全县所有水厂的技术参数，供水管理日记等数据集中传送到集中监控中心而研发的一套监控系统，该监控系统集成当前国际上最先进的科学技术，把自动化控制技术、传感器技术、数据库技术、gis技术、无线通讯技术、流媒体技术等灵活的运用于饮水安全工程，实现智能化管理，操作人员可坐在控制室里，对传上来的管网压力、水质（余氯

6、、ph值、cod、bod、硝酸盐）、流量等数据进行综合分析，利用智能化操作平台，足不出户的对整个管网进行操控。系统易懂易学，操作简便，同时还可以利用数据查询系统和打印系统，随时记录、查询、打印整个管网用电量、用水量、管网压力等历史记录等数据。该系统具备完善的故障预警及处理系统，当各个参数超出或低于设置范围时会以不同的方式（蜂鸣、短信、邮件）给管理员发出预警信号，并进行自动调整，做到及时性、有效性。此外该系统针对收费难问题做了精细化改善，当水费拖欠到一定数额时，短信提醒并进入特定供水模式，缴纳水费后自动恢复正常。1.4系统的构成与设计思想农村饮水安全集中监控系统有恒压供水系统、水质处理及在线监测

7、系统、数据采集传输系统、视频监控四大部分组成。下面就各部分采用的方式、功能进行简要阐述。1.4.1 恒压供水控制系统恒压供水系统采用多井并联变频恒压供水，主要为供水管网提供恒定压力的水，保证供水的均匀性，同时防止管网爆裂，如果一个水厂有多眼水源井，应将各个井同时注入主管网，并由plc对各水源井进行自动管理，这种方案的好处是除了保证该区域保持同样的压力外，各个水源井的水源可以随意调动，同时达到节约用水的目的。1. 4. 2水质处理及在线监测系统在水源井处加装除氟设备，有效地去除水中氟离子，降到生活饮用水标准，同时对水中的其它有害离子如铁、锰、重金属、氨氮、浊度也有一定的去除作用，而且没有超标物溶

8、出，滤料可以反复再生，而水质在线监测系统由水质在线分析仪（可监测化学需氧量和光吸收系数）、ph计、氧化还原电位计、流量计、温度传感器、电导率仪、悬浮固体/浊度仪、溶解氧分析仪等组成。如下图所示：该系统本身具有数据集成采集与处理功能，所有辅助水质参数监测仪都可以通过通用模拟接口420ma与水质连续在线自动监测系统的主设备化学需氧量（cod）紫外在线监测仪连接，所有监测数据都进入cod紫外在线监测仪统一汇总，然后，cod紫外在线监测仪可根据用户要求分别通过gprs或rs485将监测结果上传到上一级监控部门以实现监测数据上报和远程控制等功能或上传至pc机中，如果pc机中安装有相应的监控软件则还可以实

9、现实时数据的储存、历史实时数据查询和绘制浓度曲线图等功能。1.4.3数据采集传输系统信息采集采用电量传感器（带rs485端口的三相电表），压力传感器，超声波流量计、液位计等可以适时地将各种物理信息变成电信号，在软件的驱动下完全自动地向外发送数据，发送时间间隔可以任意调整，可以是1秒钟、1分钟、或者是1小时，这些工作不需要人工操作，一天二十四个小时无间断工作，不管酷暑寒冬，风雨交加都能任劳任怨无休止地工作，保证了数据的及时性和准确性。 数据传输采用gprs信息传输系统，其含义是通用无线分组业务，这是一种基于gsm系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线ip连接。gprs是一项高速数据处理

10、的技术，方法是以"分组"的形式传送资料到用户手上。其显著的优势还在于其“永远在线”。 只要激活gprs应用后，将一直保持在线，类似于无线专线网络服务。这种系统不需要任何建设费用，每年仅需几十元的使用费即可，简单方便，无任何“门槛”，只要付费，立即就能使用，并且这种系统稳定可靠，传输距离远，应该作为信息传输系统的首选。各种数据经过采集、传输送到信息处理中心，信息处理中心将对各种数据进行处理，数据处理功能是把采集到的数据存放在数据库中，并且在软件的支持下，与系统的预设数据、历史数据进行比较、判断，然后发出各种指令（如：控制指令、报警指令等），去控制外部设备（如：水泵启停）的状态

11、。信息处理的另一个任务是数据处理，即对各种历史数据进行数据运算，可以进行一天、一月、一季、一年甚至十年的最大值、最小值、平均值、前差值、积累值、和其它各种特殊的运算处理、统计分析。经过处理的数据根据需要，生成各类报表、趋势曲线、生产图表，包括即时报表、班报、月报、年报、各类趋势曲线、棒状图等。进而进行分析预测和建立模型。1.4.4 视频监控系统在各水厂重点位置（水厂出入口、配电房、泵房、水质处理装置处等）安装摄像头，连接网络硬盘录像机，通过以太网及视频服务器传输至监控中心，可以对整个区域的现场情况进行观察和指挥。2.农村饮水安全集中监控系统的硬件设计与实现2.1 恒压供水系统设计2.1.1 多

12、井联网供水方案系统采用多井联网的方式向管网供水，这样可提高单位时间供水能力，可提高单位时间灌溉面积，提高生产效率。本方案中将三眼井泵出水口与主管道连接，同时向主管道注水。2.1.2恒压供水系统设计方案以三眼井为例说明系统的工作程序。各水厂有三眼井，三个潜水泵，每一眼井放置一个水位传感器，检测水井水位，三个潜水泵出口进入同一个管网，三个潜水泵可以工作也可以配合工作。可以自动工作，也可以手动工作，手动工作时用按钮控制，自动工作时采用plc控制，将水源井和管网水压信息以及各种电信号经信号采集模块变为数字信号送至plc，plc根据程序发出各种指令，控制潜水泵的工作。三台水泵的工作方式，三台水泵同时工作

13、或者单独工作，第一台泵工作一段时间后如果压力达不到要求，第二台泵自动开启，第二台泵工作一段时间后如果压力达不到要求，第三台泵自动开启，如果压力达到要求并保持一段时间后开始按倒序停泵，并保持第一台泵进入变频状态，调整频率，电机转速变慢，使总管道总是保持一个恒压状态，达到节约用电，节约用水的目的。 三眼井提供水源，可提高单位时间供水能力， 可提高单位时间灌溉面积，提高生产效率。三个潜水泵的电流、电压信号以及以及水位信号都显示控制柜的面板上，同时这些信号也送入到中控机中，在电脑中显示和操作。系统总图如下图所示。2.1.3 plc控制系统的设计与程序流程图恒压供水系统控制电路要求具有以下功能。1)根据

14、用水量的大小，由plc、变频器控制3 台水泵自动进入或退出运行状态，或者由现场人工控制启停。2)系统根据总管道的压力变化,自动调节变频器运行频率,自动改变投入系统运行的台数,以跟踪设定压力。3)系统有停电/正常切换功能,当控制部分停电时,可通过变频器面板及现场启停按钮来控制系统运行以维持水压恒定。4)在监控室设有变频运行、故障指示和现场电机电流指示信号。plc控制程序流程图：2.1.4 机泵选型根据项目区基本资料及其以上相关计算数据，选用200qj32-78/6型潜水泵，其性能参数为：q=32m3/h，h=78m，额定功率15kw。2.2数据传输系统设计与实施方案2.2.1数据传输系统架构图2

15、.2.2系统技术路线农村饮水安全县级集中监控系统由中心主控系统（主计算机）、gprs数据传输单元、数据采集模块、压力变送器、流量计、电能传感器等设备所组成。操作人员可坐在控制室里，对传上来的压力、用水量、供水状态、用电负荷等数据进行综合分析，利用远程控制技术，足不出户的对整个供水管网进行控制。同时还可以利用数据查询系统和打印系统，随时记录、查询、打印整个管网供水压力、瞬时流量、流速、水质情况等历史记录数据。农村饮水安全集中监控系统网络结构分为三层，第一层为控制中心由电脑和以太网组成；第二层为信息采集与传输（agprs1090i和gprsrtu），第三层为终端控制层（传感器与继电器）。下面详细介

16、绍一下本方案。系统总体结构框图如下图所示。操作平台服务器gprsdtu数据采集模块开关量控制模块传感器继电器控制总系统图第一层控制处理中心： 中心采用通过gprs网络技术将分布在各个监测点传感器数据传送到中心计算机，在这里进行参数设置，及对供水管网运行情况进行统计，并可通过专用软件在计算机上存储，显示数据和图表并发送控制指令，同时可以人工进行特殊操作，通过智能手机进行实时数据查看。第二层 数据采集传输系统： 集成采集、无线数据传输、远程控制于一体，将现场传感器的模拟量、开关量、继电器信号通过gprs无线网络远传至监控中心，实现了由现场采集直达监控中心的一套完整解决方案。可以直接通过各类通用型工

17、业组态软件与远端现场传感器进行数据交流。第三层为信号采集终端与控制终端：管网流量、水厂用电量、用电负荷、管网压力、供水水质和水泵工作状态等是本系统的监控对象，这些物理量通过各种传感器将各种物理现象转换成电信号，这些电信号有电压或电流、模拟量或脉冲等形式，在这一层还要对这些信号进行线性化处理，使各种物理量及其变化量与电信号之间保持严格的对应关系，保证测量的数据真实可靠。数据传输系统总图如下图所示：在该系统中采用网络版软件，所有信息除了在中心控制室检测外，还将数据上传到县、市、省各级管理部门。省监控中心站灌区监控中心站某水厂监控点gprs /485线某水厂监控点某水厂监控点某水厂监控点市监控中心站

18、2.2.3数据传输系统应该实现的功能采集传输控制一体化，提高了系统可靠性，降低了成本； 配备多种接口资源：包括模拟量采集、开关量采集、脉冲信号输入、继电器输出等； 支持一路rs232rs485（符合modbus协议）方式的数据接口，可接入电子式传感器、plc等各种设备； 可在线远程设置模拟量、开关量、继电器、报警等参数； 可以编程的量程转换和报警上下限设定；继电器可与模拟量、开关量设置报警关联；模拟量分时段报警； 自动定时上报和事件触发上报功能；io精度12bit，采集误差为千分之二以下； 采用工业级低功耗高性能的嵌入式处理器； 内设工业时钟，精确记时； 内置大容量flash存储器，数据自动记

19、录，支持历史数据检索； 通讯协议完善，组态软件支持，免开发； 板载工业级gsmgprs通信模块，方便选择gsmgprs组网方式； 提供设置软件，开放式接口，方便与组太软件及其他软件连接； 内置看门狗，工业级设计，稳定可靠，坚固耐用； 具有继电器输出远程控制电磁阀；2.2.4数据传输系统实施方案数据传输系统是指从管网末梢传感器到中心控制室，中心控制室到电磁阀之间的信号传输，以及与远程监控中心之间的通信，根据现行的通信方式一般有三种，一是有线方式，二是无线方式，无线方式又有两种，即数传电台方式和gprs信息传输方式，有线方式适用于短程通信，考虑到饮水安全工程的发展，我们一般不采用这种方式，数传电台

20、通讯范围是几十公里，采用国家规定专用频道，专网专线、实时性强，采用多种纠错方式保证信息实时可靠。数传电台采用内部协议，自动建链，传输速率120019200b/s（根据用户需求多种可选），而且一对多组网时采用轮寻机制，不会因为某一个站点的通讯干扰或是通信故障而影响其它站点的正常通信。并且可以在轮寻时设置报警信息，可以及时方便地处理网络中的各种问题，所以在几十公里范围内搭建专网通讯网络时，数传电台毫无疑议是首选。gprs信息传输系统， 其含义是通用无线分组业务，这是一种基于gsm系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线ip连接。gprs是一项高速数据处理的技术，方法是以"分组&q

21、uot;的形式传送资料到用户手上。其显著的优势还在于其“永远在线”。 只要激活gprs应用后，将一直保持在线，类似于无线专线网络服务。这种系统不需要任何建设费用，每年仅需几十元的使用费即可，简单方便，无任何“门槛”，只要付费，立即就能使用，并且这种系统稳定可靠，其显著特点就是传输距离远，互联网延伸到那里就能将信号传输到那里，应该作为远距离信息传输系统的首选。在本项目中第三层和第二层之间由于距离近我们采取有线通信方式，第二层与第一层之间我们采用gprs传输方式。2.2.5主要设备 2.2.5.1 1gprs dtu在gprs传输方式中我们的重点是gprs dtu的选型和使用。 gprs dtu概

22、述gprs dtu（data transmit unit，数据传输单元，也称之为 m2m 设备或 ip modem）是一款工业级无线 dtu。基于 gprs 无线网络。提供标准工业串口（ rs232 / rs485 / ttl ）。支持数据透明传输，实时在线/激活在线，远程复位。内嵌tcp/ip协议栈，适用于工业控制行业，实时在线，小数据量，串口设备无线数据透明传输。产品广泛应用于电力、环保监测、车载、水利、金融、路灯监控、热力管网、煤矿、油田等行业。gprs dtu最基本的用法是在dtu中放入一张开通gprs功能的sim卡，dtu上电后先注册到gprs网络，然后通过gprs网络和数据处理中心

23、建立连接。这条连接涉及了无线网络运营商，因特网宽带供应商，用户公司的网络情况，以及电脑配置等环节，因此要建立这条连接需要把各部分都配置好。在本质上，dtu和数据处理中心建立的是socket连接。dtu是socket客户端，数据处理中心是socket的服务端。socket连接有tcp协议和udp协议之分，dtu和中心要使用相同的协议，这个一般都有配置软件进行配置。给dtu配置好中心的ip地址和端口号后，则把dtu通过串口和设备相连。dtu和传感器等设备连起来放置在现场。dtu上电后首先注册到移动的网络，然后发送建立socket的请求包给移动，移动把这个请求发送到因特网。中心的服务端软件接收到请求

24、后建立连接，并发送应答信息。dtu发送的请求信息是因特网上的数据包，有一些原因会阻止中心收到连接请求包，这样也就不能建立连接。最常见的有中心的电脑上有杀毒软件、防火墙等把这些数据包给屏蔽了。另一是中心电脑是通过路由器上网的，在路由器上要设置数据转发。socket连接建立后就可以双向通信了。 gprs dtu四个核心功能：1.永远在线；dtu数据终端能够保持与gprs/cdma网络的连接，能够实时检测网络的状态保持通讯链路畅通；2.自动拨号；当由于网络或外部电源关闭等原因造成dtu与网络链路中断时，dtu能够自动发起拨号，重新与网络指定ip建立连接。3.透明传输；所谓透明传输是指数据通过网络传输

25、以后，到达串口端是严格按照数据原码输出的，不需要进行协议解码等处理。4.标准udp/tcp数据传输；可以根据数据的特点选择使用通讯协议，udp协议是“无链接的数据传输协议”，tcp协议是“可靠的数据传输协议”；5.固定ip和支持动态域名：dtu不但支持与固定ip建立连接，还能够支持动态域名解析，此特点为没有固定ip时使用dtu提供了解决方案. gprs dtu的选型gprs dtu的选型时应考虑以下参数一 无线参数1、 支持egsm900/gsm1800无线网络2、 compliant to gsm phase 2/2+3、 支持语音、短信和传真4、 支持全速率，增强全速率和半速率5、 支持中

26、、英文短消息6、 支持双音多频(dtmf)7、 支持g3传真8、 编码方案：cs1 - cs49、 符合smg31bis技术规范二、 硬件系统1、 高性能risc 嵌入式处理器，主频80m 512k flash2、 接口：20pin排线接口，支持rs232/rs485/ttl，串口速率110230400bits/s六路开关量输入/输出接口指示灯：具有电源、通信及在线指示灯。天线接口：标准sma阴头天线接口，特性阻抗50欧。sim卡接口：3v/5v标准的推杆式用户卡接口。电源接口：标准的3芯火车头电源插座。语音接口：标准的耳机麦克风接口（预留）。3、 供电：外接电源：dc 9v 500ma宽电压

27、供电：dc 5-35v通信电流：250ma待机电流：35ma4、 工业级无线模块gsm模块：simens tc35i5、 尺寸外形尺寸：92.7x61.3x23 mm（不包括天线及固定件）6、 其他参数:工作环境温度 -25+65ºc储存温度 -40+85ºc相对湿度 95%(无凝结)三、 软件功能1. 智能防掉线，支持在线检测，在线维持，确保设备永远在线。2. 支持虚拟值守vwm（virtual man watch）功能，确保系统稳定可靠3. 支持rs232/rs485透明短信传输功能，可同时向5个电话号码发送短信（根据客户需要，可增加电话号码数）4. 支持六路开关量输入

28、短信告警功能，每路可同时向5个电话号码发送短信（根据客户需要，可增加电话号码数）5. 支持六路开关量输出控制功能6. 支持电路交换（csd）功能，适合于点对点数据通信7. 多重软硬件看门狗8. 数据包传输状态报告。9. 标准的at命令界面10. 可以用做普通gsm modem11. 通过串口软件升级 2.6.4.3 gprs dtu的参数配置dtu在不同的工作模式下，需要设定不同的参数。配置参数时，以使用的工作模式所列出的参数为准。1.参数配置方法：第一步：将dtu通过串口线与pc机相连，暂不上电；第二步：运行配置软件，打开对应的串口，给模块加5vdc或1030vdc电源；第三步：上电5秒内点

29、击“进入”按钮，当“模块配置状态”显示“进入”后，选择相应的工作模式后进入配置界面；2.所要配置的参数如下所示：工作模式：根据需要选择不同的工作类型。波特率：波特率是指dtu对应的串口通讯波特率。注意：当dtu与设备通讯时，dtu的串口波特率必须设置与设备使用的波特率一致，否则将无法通讯，dtu默认选择9600。奇偶校验：dtu对应串口通讯的奇偶校验位，默认选择无校验。注意：当dtu与设备通讯时，dtu的串口校验位必须设置与设备使用的校验位一致，否则将无法通讯，dtu默认值为无校验。串口数据类型：dtu对应串口通道的数据类型。注意：当dtu与设备通讯时，dtu的串口数据位必须设置与设备使用的数

30、据位一致，否则将无法通讯，目前暂支持8位。串口显示：dtu登陆过程时，是否输出提示信息，默认提示有效。在线连接时间：心跳包时间。当在设定时间内dtu没有数据通讯时，dtu主动发送数据进行握手保持连接，默认10分钟。在线连接时间间隔：此为链路维护参数，即心跳包发送的时间间隔，dtu周期性发送固定格式的心跳包到dsc，dsc收到心跳包后，会给dtu确认信息，从而达到维护dtu与dsc的链路连接，维持链路一直生存，保证dtu永远在线的功能。这是由于网络运营商为了防止一些终端挂在网上，而不传输数据，占用无线网络资源，当发现终端一定时间内（此时间随着不同的地区不同而不同）没有传输数据时，移动网络会主动将

31、当前使用的资源释放，终端掉线。如果设置为0，表示不使用心跳功能，即dtu不发送心跳包；如果设置为非0值，表示dtu在此设定值的时间间隔定时发送心跳包，如果需要dtu永远在线，dtu与dsc之间应有不间断的数据传输，如果在心跳时间间隔内有双向的数据通讯或者dsc有数据发送到dtu，则dtu不发送心跳包。断线重连时间：dtu掉线后，自动重连的间隔，默认0分钟。注意：断线重连时间，单位为分钟。它是指dtu登陆失败后，dtu会等待一个时间间隔后进行重新登陆，此时间间隔即为断线重连时间间隔。如果此参数设置为0时，则dtu掉线后会立刻进行重新连接；如果参数设置为非0时，则dtu每次会等待这个设定值的时延后

32、，再重新登陆。dsc ip：数据中心ip地址，dtu主动与此ip建立连接。dsc port：数据中心服务使用的端口号，dtu主动与此端口建立连接。端口号在165535之间。出厂默认端口号为：2021。本地port：dtu开放的端口，dtu使用此端口与其他节点建立连接。端口号在165535之间。出厂默认端口号为：3030。apn：中国移动gprs接入点名称。具体设置根据使用的sim卡决定。id号类型：选择是10字节或11字节的设备id号。默认10字节。id号：根据id号类型设置相应的id来代表dtu设备。短信控制使能：是否启动短信控制功能，默认不使能。注意：当启动短信控制后，dtu会根据设置的短

33、信等待、号码绑定等功能控制dtu工作；反之其短信控制功能不起作用。短信等待使能：当启动短信控制后，dtu上电后是否需要等待短信命令激活。注意：当启用了短信等待时，dtu上电后不会立即进行网络连接，而是附着在网络上等待短信命令来激活dtu。若此参数有效，dtu每次复位都会判断此参数，一般情况下不需要选择短信等待使能，若dtu很少使用，为了节省流量，在终端工作完毕后dtu就断开网络连接处于等待模式当需要使用dtu时发一条短信就可以激活dtu，当不使用dtu时，可以通过命令或者短信关闭dtu，这样可以最大限度的节省费用也可以延长dtu的使用寿命。号码绑定使能：绑定后，只有设定的号码才可以控制dtu，

34、其他号码无效(推荐不绑定)短信数据传输格式选择：格式1或格式2。短信控制密码：在发送短信配置和控制dtu时必须与设置的号码进行密码校验。 gprs dtu的安装1、供电电源dtu终端必须使用稳定的直流电源供电。考虑到dtu主要是工业现场使用，为了能够很好的自适应外部环境，提高系统的稳定性，采用直流+10v30v的供电电源；考虑到dtu也用于嵌入式应用，通常嵌入用户目标电路板,都有稳定的直流供电电源,电源电压为+5v，此模块也可以采用直流+5v的供电电源。2、sim卡安装考虑到用户的二次开发的要求，已经将sim卡的安装位置放在dtu的顶部上侧，安装时，用一尖状物顶触sim插座左边的黄色按钮，弹出

35、sim座套将sim卡接触簧片朝下，重新插入sim卡座即可。注意：请一定断电插拔卡，否则容易损坏dtu。3、数据线连接端子排示意图：图3-4 接线端子dtu的数据接口采用标准的10p端子，用户根据端子提示进行连线。端子定义如下：表3-1 端子定义引脚信号名称描述备注1+5v电源供电正极当使用端子9供电时，此端子可以提供200ma/5v的电源2gnd电源地3kgin节能休眠状态控制通过外部输入控制进入节能休眠状态用户也可根据需要定制使用4kgout节能反馈指示5work工作状态指示进入正常通讯状态时为高电平6txddtu数据发送端若与终端需rs485转换时为：data+7rxddtu数据接收端若与

36、终端需rs485转换时为: data-8gnd信号地9vcc+12v30v宽限电源、通信时工作电流600ma10gnd电源地dtu与用户数据接口接线示意图：dtu用户可以选择dc +5v供电或dc +1030v供电，信号线连接相同，因供电电源选择不同，就需要连接不同的电源端子。信号线连接示意图如下：接线端口定义4、工作状态指示 dtu终端有2个指示灯。一个是工作状态指示能，一个是串口发送指示灯。 工作状态指示：1） 常亮 ：处于上电状态，正在初始化各项参数。2） 不亮 ：dtu没有上电或者损坏。3） 1秒2次闪烁：dtu处于等待状态，等待短信激活（选用短信控制）。4） 1秒1次闪烁：dtu处于

37、正常通讯状态。5） 3秒1次闪烁：dtu处于节能休眠状态（通过开关量输入接口控制）。串口发送指示：当dtu串口向外发送数据时，此灯闪烁。5、终端使用注意事项1）dtu无线数传模块属智能性数据通信终端，安装设置完成后，接入数据源即可使用，正常运行时无需用户介入，为用户构建全透明传输、永远在线的数字数据专用网络。2）dtu无线数传模块可嵌入用户的使用环境，由于该设备通讯使用的是中国移动的网络，必须注意将模块天线放在信号好的地方，在信号接收不良的环境下(如用户的金属机壳内、地下室或强电磁干扰源等信号较弱位置等)安装dtu，请将天线引入信号良好的位置，如室外。3） 该设备具有无线发射和接收的射频元件，

38、上电前必须连接所配备的天线。当天线接触不好或不接天线时，会大大加快设备老化。 4）该设备的rs232串口不可带电插拔，连接前请先给该设备断电。 2.2.5.2压力变送器安装说明1. 若压力系统有瞬时过压，该变送器过载范围应满足系统要求，并配置缓冲阀；2. 测量介质应与变送器的结构材料相兼容3. 测量介质不能堵塞变送器的引压孔；4. 禁止随意拆卸、碰撞变送器及强行绞拧导线，严禁用异物捅引压孔；5. 根据产品链接类型，查对现场接口是否与产品一致。若为螺纹接口，应缓速拧紧，注意密封，不能把转矩直接加到变送器壳体上，只能加在压力接口的六角上。接线方式信号（电源）端子设置在电气盒的一个独立腔室内。接线前

39、，先拧下表盖，把信号（电源）线穿线孔穿入，把线接在+、-端子及地上，拧紧表盖和穿线孔螺栓。信号线不要和其他电源线一起穿金属管或放在同一线槽中，也不要再强电设备前通过。注意：接好线后，务必将表盖拧紧，以免潮气进入电气盒内，损坏电路。电阻 a b + -电源记录仪表调试变送器在出厂前均已严格标定过，用户无需自行标定。传感器膜片和内充硅油的重量会对传感器芯片产生一定的压力，因安装位置不同，最大可产生200pa的压力）如（正放与倒放）。若零点有偏差，通电后请打开电路腔室表盖，调整零点电位器，使之输出电流为4ma。运行用户无须对变送器进行任何调整即可投入运行，再投入运行前，务必再严格检查安装、电气连接是

40、否正确，接通电源即可工作，但预热30分钟后输出信号较为稳定可靠。主要技术性能量程范围表压00.2kpa.60mpa 绝压：070kpa-35mpa负压-100kpa700kpa温度范围标准介质温度-2080扩展介质温度-40120精度等级0.2、0.5稳定性优于±0.2%fs/年温度系数-20-70范围内，变化量小于优于±0.18%fs/工作电压标准24v.dc、1530v.dc输出信号标准4-20ma.dc防护等级ip65过程连接标准接头m20*1.5外螺纹允许过载2倍满量程压力传输方式二线制、三线制工作原理变送器的测量元件是一个压阻压力传感器。它利用半导体硅材料的压阻效

41、应，实现压力与电信号的转换。被测压力作用到不锈钢膜片上，通过为锈、钢膜片与敏感芯片之间灌冲的硅油，把压力传递到敏感芯片上（陶瓷型膜片则没有液体的传递，压力直接作用到敏感芯片上），敏感芯片通过导线与变送器专用放大电路连接，由于敏感芯片上惠斯登电桥输出的电信号与作用压力有着良好的线性关系，所以可实现对压力的准确测量，变送器对液体测量的基本原理，就是把与液体深度成正比的液体静压力，通过变送器转换成电流（或电压）信号输出，从而建立起输出电信号与液体深度的线性对应关系，实现对液位、即液体深度的测量。2.2.5.3超声波流量计特点和功能1. 硬件模块化设计，生产及维修操作简易2. 内置4m字节数据记录器，

42、可记录20万行定时输出或及时打印数据3. 电气隔离rs485接口，含modbus、m-bus、fuji等10多种通讯协议4. 电气隔离0-20ma或4-20ma电流环输出，可循环路供电方式（两线制）5. 可选hart协议6. 符合cj128国家热表标准的热量测量功能。7. 8-36vdc，8-30vdc，220vdc供电方式可选8. 具有手动累计器和批量控制器功能9. 年月日累计记录功能，记录并查阅前32次断电时间及其他数据10. 间隔可设定范围为1秒到24小时一次的自动数据记录或输出功能，有多达22项输出内容11. 三路精度为0.1%的模拟输入。技术特点1. 测量精度：1%，重复性：优于0.

43、2%2. 工作电源：隔离dc8-36v或ac85-264v3. 功耗：工作电流50ma4. 可选输出：1路标准隔离rs485输出，1路标准隔离0-20ma或4-20ma输出，双路隔离oct输出，1路双向串行外设通用接口，可以直接通过串联的形式连接多个诸如4-20毫安模拟输出板、频率信号输出板、热敏打印机、数据记录仪等外部设备5. 可选输入：3路4-20ma模拟输入回路6. 显示：2*10汉子背光显示器（中英文双选）7. 数据存储：选配内置存储器（sd卡）可存储时间、瞬时流量、累积流量、信号状态等。通过专用软件可将数据倒入计算机。8. 通讯协议：modbus协议、m-bus协议、fuji协议并兼

44、容国内其他厂家同类产品的通讯协议。 操作面板 接线端子 -+vlnllllrs485信号交流电源输入将该超声波流量计固定在控制箱中，按说明书要求连接485通讯线及电源线，将外敷式传感器按v法、z法、n法、w法进行安装，其中dn200以下的管道可优选v法，无信号或信号质量差时可选用z法，dn200以上的管道或者铸铁管道式优选z法，n法和w法是较少使用的方法，通常适合dn50mm以下的细管道安装。安装完毕后，接通电源进行参数配置，主要参数有以下几种，其他不需要设置。m63选择使用的通讯协议，这里选择modbus-rtum46设备地址码（仪表通讯地址）为了不与数据采集模块通讯地址冲突，这里我们选择4

45、/5/6m62 波特率选择，这里我们选择9600m11/12/13/14是对管道外径、管壁厚度、内径、材质的设置以上参数设置方法即可直接键入数值回车键ent，也可键入回车键ent后，在键入数字键，然后在键入回车键ent确认。访问选择窗口时，可以查看对应所选择的选择项，如果欲进行修改，必须先键入回车键ent，这时屏幕左边将出现“”和山东的光标，表示可进行修改选择状态，使用者可使用上下键移出所要的选择项后，键入ent键确认。2.2.5.4电能表主要技术指标1. 基本误差：符合国标和用户要求2. 启动电流：1级仪表：0.004ib（经互感器接入：0.002in）； 2级仪表：0.005ib（经互感器

46、接入：0.003in）；3. 潜动：当电能表施加参比电压的115%而电流线路无电流时，10倍的启动时间内电能表测试输出不应产生多余一个脉冲。4. 工作电源电压：0.7un-1.2un5. 工作温度：-20-55；相对湿度：25%rh-95%rh6. 功耗：每路电压线路有功功耗1.5w，视在功耗6va主要功能计量功能仪表能正确计量正向、反向有功总电能，电量组合方式固定反向电量累加至正向，具有分相计量功能，计量a、b、c相分向正反向有功总电能事件检测仪表电压正常时，液晶上显示ua ub uc表示不缺相，当仪表任意一相或两相的电压低于70%un，该相被判断为断相，若持续时间大于设置时间，液晶上三相电

47、压符号ua ub uc消失，红色报警指示灯亮，时间默认为60s。通讯功能通信信道物理层是相互独立的，任意一条通信信道的损坏都不影响其他信道正常工作。具有485通讯功能，标准速率为1200bps可支持2400bps、4800bps。扩展功能可扩展数据存储功能，电表记录最近12个月的月冻结电量，月冻结电量续写支持集合命令以适应集抄，月冻结时间可设（日、时），且限制时间为1-28日，下点后过结算日，最多只补冻一次。调试方案按说明要求将rs485接口连接至数据采集模块上，加载三相电源(注意接线端子位置，应按接线图正确接线，端钮盒的引入线建议使用铜线或铜接头，螺钉应拧紧，避免因接触不良或引线太细发热而引

48、起烧毁）后观察显示窗口是否异常（键入上下键进行查看）。2.2.5.5数据采集模块对于自身不带采集功能的传感器我们就需要借助于数据采集模块，本系统用到的是阿尔泰3058r模拟量采集输入模块。技术指标8路模拟量输入模块输入类型：±5v、0-5v、1-5v或±10v，0-10v或±20ma，0-20ma、4-20ma、0-22ma三组量程可供选择，这里我们选择4-20ma的。通道输入：6路差分、2路单端或8路差分采样频率：10hz精度：0.2%供电电压：15-30v输入阻抗：8m零点漂移：20uv/满量程漂移：25ppm/cmr：50/60hz 86dbnmr: 50/

49、60hz 100db隔离电压：2500vrms（浪涌保护电压）内置看门狗功耗：1.3w24vdc操作温度：-10-70存储温度：-20-85接线端子 模块默认通讯地址为1，波特率为9600使用方法：1. 模块供电要求：10v-30v a.+vs接电源正，gnd接地 b.dam-3058r通过转换模块（rs232转rs485或usb转rs485）连接到计算机，data+、data-分别接转换模块的data+和data-。2. 复位 短接jp1的3.4引脚，在断电情况下将init*端与gnd端短接，加电至指示灯闪烁停止，断电：将init*端与gnd端断开，此时模块已经完成复位。3. 连接模块默认波

50、特率9600，连接，搜索模块若出现如下配置界面则正常，若不出现则重复以上步骤，4. 修改模块信息地址和波特率都可以修改再把模块地址改为1，波特率改为9600重新搜索2.3视频监控系统矩阵视频服务器网络硬盘录像机分配器以太网以太网2.3.1视频监控系统主架构图2.3.2系统技术路线农村饮水安全工程作为一项民心工程，要求其监控智能化系统的功能和规模要非常完善和实用，视频监控系统的构建和实施为智能化弱电系统的使用者和管理者创造一个现代化的高效、舒适、便利快捷而又高度安全的环境。整个系统的设计方案具有适度的超前意识和先进性，采用目前国际上和行业内的主流技术和系统产品，紧密跟随新技术的发展步伐。该系统为

51、预防、震慑犯罪，减少财产损失，保障管理人员人身安全，完善饮水安全防范体系、提高整个供水管网整体防控能力，创建一个文明、安全、和谐、美丽的生活居住环境做了详细方案设计，在各个水厂主要出入口和楼梯间主要走廊、主要设备等处设立视频监控点，将监控图像实时传输到监控中心和其它相关部门，通过对图像的浏览、记录等方式，使相关职能部门直观地了解和掌握监控区域的治安动态，有效提高县级水利部门管理水平。2.3.3视频监控系统建具备以下功能要求： 1.实时图像点播 能按照指定设备、指定通道进行图像的实时点播，支持点播图像的显示、缩放、抓拍和录像，支持多用户对同一图像资源的同时点播。 2. 远程控制 能通过手动或自动

52、操作，对前端设备的各种动作进行遥控；能设定控制优先级，对级别高的用户请求有相应措施保证优先响应。3. 存储和备份 监控控制平台的数据库在记录图像信息的同时还记录与图像信息相关的检索信息，如设备、通道、时间、报警信息等。总控中心采用ipsan存储进行部署，图像分辩率采用cif（352×288），存储视频信息不少于30天。 4. 历史图像的检索和回放 能按照指定设备、通道、时间、报警信息等要素检索历史图像资料并回放和下载；回放支持正常播放、快速播放、画面暂停、图像抓拍等； 5.报警管理 报警的接收和分发，能接收报警源发送过来的报警信息，根据报警处置策略将报警信息分发给相应的系统、设备进行

53、处理。报警源包括前端报警设备/报警子系统、监控设备的视频移动侦测输出。 6. 报警联动 若报警位臵存在监控设备，报警发生时能通过预设方式自动调用视频或声音信息进行报警复核，并触发录音录像，系统支持与其它警用业务系统进行报警联动7. 语音双向对讲 根据应用需要（如安全防护等），能支持在监控点和监控中心之间实现语音双向对讲功能。 8. 系统的人机交互 具有直观、友好、简洁的人机交互界面。 具有视频画面分割显示、信息提示等处理功能。能反映自身的运行情况，对正常、报警、故障等状态给出指示。 9.用户与权限管理 监控中心具有对接入的用户进行授权和认证的功能。用户及权限管理可由各监控中心独立执行，也可集中

54、执行。 用户及权限管理模块是定义用户对设备的操作权限、访问数据的权限和使用程序的权限。 监控中心的用户有权限获取所辖范围内的历史图像和实时监视图像，当需要获取非管辖范围内的历史图像和实时图像时，须取得有效授权。系统可提供对前端设备进行独占性控制的锁定及解锁功能，锁定和解锁方式可设定。 10.网络与设备管理 能在监控管理平台范围内对系统设备、网络进行管理，收集、监测网络内的监控设备、相关服务器的运行情况；对有权限调用访问本级监控中心的用户能进行监控；在系统内部应能实现实时工作时钟同步。 11.日志管理 日志包括运行日志和操作日志两种，运行日志应能记录系统内设备启动、自检、异常、故障、恢复、关闭等状态及发生时间；操作日志应能记录操作人员进入、退出系统的时间和主要操作情况。 12.系统图像质量 应保证图像信息的原始完整性，即在色彩还原性、图像轮廓还原性（灰度级）、事件后继性等方面均与现场场景保持最大相似性。系统的最终显示图像应达到高清图像d1(720×576)质量，