管網(wǎng)的壓力、流量和流向是供水調度系統(tǒng)中重要的監(jiān)測內容，測控終端被安裝在監(jiān)測現(xiàn)場采集管網(wǎng)壓力、流量、流向等信息，并將信息傳遞到調度中心。該系統(tǒng)適用于城鎮(zhèn)供水企業(yè)遠程監(jiān)測供水管網(wǎng)，工作人員可以在水司調度中心遠程監(jiān)測全市供水管網(wǎng)的壓力及流量情況。科學指揮各水廠啟停供水設備，保障供水壓力平衡、流量穩(wěn)定；及時發(fā)現(xiàn)和預測爆管事故的發(fā)生。

微功耗測控終端采用鋰電池供電，可采集串口水表、脈沖水表的流量數(shù)據(jù)，可采集水位、壓力、水質等變送器的標準信號。通過GPRS網(wǎng)或短消息遠程傳輸數(shù)據(jù)，廣泛用于供水企業(yè)管網(wǎng)壓力流量監(jiān)測、大客戶抄表、分區(qū)計量、水位監(jiān)測、水質監(jiān)測、水源井監(jiān)控等。也可用于水務、環(huán)保、環(huán)境、地質、農業(yè)、公安系統(tǒng)的遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)中。

依據(jù)水司的普遍要求，結合水司管網(wǎng)監(jiān)測的特點，我公司設計了一款微功耗測控終端，該終端將微功耗測控技術和GPRS通信技術進行了科學的整合，能夠滿足供水管網(wǎng)監(jiān)測不同使用環(huán)境的要求?，F(xiàn)將設備設計特點及使用特點介紹如下：

一、設計特點

1、模塊化結構設計微功耗測控終端主要由四部分組成：測控單元、通信單元、顯示與操作單元、電源單元。

測控單元是終端設備的核心，負責采集現(xiàn)場壓力變送器的電流或電壓信號、采集流量儀表的脈沖信號或數(shù)字信號、采集水質監(jiān)測設備的模擬信號或數(shù)字信號，提供繼電器信號輸出，為現(xiàn)場變送器等設備提供5V/12V/24V直流供電電源，控制通信單元和供電單元。通信單元主要負責現(xiàn)場與調度中心之間的通信。采用GPRS無線通信方式，兼容GSM短信通信方式。

通用分組無線服務技術（General Packet Radio Service）的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務。GPRS可說是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，是以封包（Packet）式來傳輸，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps

工作模式分三種：普通模式、待機模式、休眠模式，不同供電模式選用不同的工作模式。顯示與操作單元主要負責現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)及現(xiàn)場參數(shù)的顯示，使用按鍵操作可查詢監(jiān)測數(shù)據(jù)和設置參數(shù)，采用中文液晶顯示和防水磁感應按鍵。

2、防水設計城市壓力監(jiān)測點隨管網(wǎng)分布，監(jiān)測終端設備多數(shù)安裝在觀測井內，要求設備防水、防潮。微功耗測控終端采用如下防水設計以確保防水效果。

◆外殼防水設計：材質選用增強尼龍，其防水、防潮、防腐、抗凍、抗熱、強度、韌性等指標均滿足觀測井下使用環(huán)境，且重量輕。終端的上下蓋之間、進出線口是水和潮氣容易進入的地方。終端的上下蓋之間采用H型密封條密封，從三個方向包圍上下蓋之間的接觸壁，上下蓋之間使用14個不銹鋼螺栓的緊固，兩個相鄰的螺栓之間距離為5cm,保證了緊固強度；進出線口使用防水接頭，防水接頭與殼體之間采用O型圈與防水膠共同密封，進出線與防水接頭之間使用密封膠套和密封膠共同密封。終端的防護等級可達IP68.

◆二次防水設計微功耗測控終端在現(xiàn)場安裝維護的過程中，有時由于安裝人員操作不規(guī)范，如螺絲緊固的強度不夠，可能會降低終端的防水性能。為了保證終端設備不被井內積水浸泡，針對其使用環(huán)境，我們專門設計了防水罩，終端設備安裝在防水罩內，防水罩口朝下固定在井壁上，積水高過防水罩時，由于罩內空氣壓力作用，可以阻止積水接觸終端設備。

◆接線防水設計：微功耗測控終端安裝在井下時，要配帶防水線纜和防水接線盒，終端與防水線纜之間按上述要求做好防水，壓力變送器或其它儀表提供的線纜與終端的線纜在防水盒內端子上連接，接好后，防水盒內注入防水膠。

二、使用特點

1、供電及工作模式調度中心對管網(wǎng)壓力監(jiān)測的實時性要求很高，但許多壓力測點往往不具備供電條件，一般監(jiān)測設備由于功耗和工作模式的限制，很難滿足客戶的需求。

微功耗測控終端數(shù)據(jù)采集功能：采集單脈沖、雙脈沖、三脈沖、倒流可測水表的流量數(shù)據(jù)；采集壓力、水位、溫度、水質等變送器輸出的電流電壓信號；采集智能儀表的串口輸出數(shù)據(jù)。

我們依據(jù)微功耗測控終端的特點，規(guī)劃設計了三種工作模式：

◆普通模式測點具備220V市電或太陽能供電條件，終端設備可以滿足數(shù)據(jù)的頻繁采集、頻繁傳輸，并支持數(shù)據(jù)實時上報和調度中心主動問詢。

◆待機模式測點無供電條件，供電選用可充電大容量蓄電池，由于電池電量限制，需要合理的設置終端設備的數(shù)據(jù)采集間隔和數(shù)據(jù)發(fā)送間隔。無線發(fā)送數(shù)據(jù)時設備的功耗大，采集時的功耗可以忽略。終端設備支持數(shù)據(jù)定時上報、數(shù)據(jù)超限上報和調度中心的主動問詢。蓄電池固定在支架上，外裝防水外殼。微功耗測控終端可以檢測蓄電池的電壓，電壓超過下限時，需要對蓄電池進行充電，充電周期與發(fā)送頻率和選配蓄電池容量相關。1個100Ah的蓄電池一般可以支持終端設備正常工作3-4個月。

◆休眠模式測點無供電條件，供電選用一次性鋰電池組，該電池組安裝在微功耗測控終端內。由于電池組的電能有限，終端只能支持數(shù)據(jù)定時上報和變化上報。終端頻繁采集壓力等數(shù)據(jù)與設置的上下限數(shù)值進行對比，數(shù)據(jù)超限時立即上報，數(shù)據(jù)未超限時存儲，等到設定的上報時間一起上報。一組4節(jié)的高能鋰電池一般可支持設備正常工作1-2年。終端設備平時處于休眠狀態(tài)，只有在上報數(shù)據(jù)時才喚醒，平時不支持調度中心主動問詢。

2、設置與維護水司的設備維護人員通過簡單的培訓就可以安裝、設置、維護微功耗測控終端。這樣不但方便了用戶，還可以大大提升產(chǎn)品可普及率。微功耗測控終端采用三種設置方式：現(xiàn)場按鍵設置、現(xiàn)場計算機設置、調度中心遠程設置。普通設備維護人員可以使用終端按鍵設置或修改測點編號、采集時間間隔、發(fā)送時間間隔、壓力變送器量程、水表倍率、串口速率等參數(shù)。經(jīng)過培訓的相關技術人員在調度中心可以遠程設置、修改更多的終端設備參數(shù)，還可以對現(xiàn)場終端設備進行遠程軟件升級。

三、結論

微功耗測控終端經(jīng)過遼寧、河北、北京、山東等地多家水司長期使用，均認為該產(chǎn)品的功能、功耗、防水、維護等設計都是從現(xiàn)場應用實際出發(fā)的，解決了很多現(xiàn)實問題，具備很大的推廣價值。