符合规约
《水文监测数据通信规约SL651-2014》
《水资源监测数据传输规约SZY206-2016》

水文监测RTU遥测终端机的设计与实现

作者:唐山蓝普科技有限公司来源:唐山蓝普科技有限公司


1     引言

对水库、河道的水位、降雨量、流量、闸门等水情的自动监测报警系统中,水文水资源遥测终端机RTU得到了广泛的应用,根据水利部《水资源监测数据传输规约(SZY206-2012)》、《水文监测数据通信规约(SL651-2014)》规范要求,本文介绍了蓝普lanpu1802水文监测RTU遥测终端机的设计与实现。

2     水文RTU电路板的架构设计

Lanpu1802型水文监测遥测终端机RTU基于SIM800C通信模块设计,采用STM32核心处理系统,,主要用于水情遥测,具备数据采集、存储、远程上报,管理功能。设备采用了低功耗设计,具有多路传感器接口、支持多中心站、大容量数据存储。

如图1描述了lanpu1802水文测控终端RTU电路板的设计结构。

1111.png

1 LANPU-RTU电路板架构图


系统由3个模块组成:124V5V5V4.2V负责SIM800C供电,5V3.3V负责STM32供电。2)外围接口电路,包括2485接口、2232接口、8路干点输入、8路继电器输出、24-20mA输出、44-20mA输入或0-5V输入、212v电源输出。3sim800c通信。

数据采集包括水位数据,支持模拟量4-20mA0-5V485接口水位计,如:浮子式水位计、雷达水位计、压力水位计、气泡水位计等。雨量数据采集目前支持翻斗式雨量计。同时1802rtu可以监测自身电池电压,并根据“水文监测数据通信规约”SL651-2014的要求将监测到的电池供电电压值传输给中心站。Lanpu-1802rtu的一组485接口可以连接工业串口照相机,能根据规约的要求,完成对监测目标的拍照,分包取图,然后存储到rtu内置存储器中,图片通常采用jpg格式。

3  系统实现与功能

系统BOM表单包括195种配件,采用14*10厘米双层电路板的设计,PCB原理图如图2所示。

001.jpg


2 lanpu1802 RTU PCB


设备采用工业级32位处理器和工业级无线模块,以嵌入式实时操作系统作为软件支撑平台,工作环境温度零下20度至70度,耐强电磁干扰,内置看门狗电路,确保设备可以在各种复杂环境下长时间稳定工作,永远在线。产品支持多种工作模式,包括自报模式、查询应答模式,产品设计功能如下:

1.       通信功能:支持4GSM/GPRS,工作的频段为:GSM850EGSM900DCS1800PCS1900 MHz支持实时在线,休眠定时唤醒功能,在休眠模式下耗电流低至0.6毫安,在这种状态下,模块的电流消耗会降到最低,模块仍能接收寻呼信息和SMS

2.       采集功能:可以连接各种通信接口的传感器,包括脉冲、4-20mA0-5VRS485RS232等,具体有采集工业相机图片数据,支持抓拍、定时拍照功能;采集流量计、脉冲水表数据;采集水位计和雨量计数据;采集设备供电状态和井盖门或箱门开关状态。

3.       控制功能:可以远程自动控制阀门、闸门的开关,可以远程控制电动调节阀的开度。

4.       支持监测参数定时上报、超限自动报警功能,可以监测自身供电电压,当电压低于门限值时自动切换到低功耗工作模式。

5.       支持远程管理功能,可通过GPRS进行设备参数设定,如雨量加报门限值、水位加报门限值、测量时间间隔等并且支持设备程序的远程升级,方便管理。

6.       支持存储功能,本地有大容量存储,可以对各种数据进行存储

7.       隔离功能,该rtu提供一路隔离485接口,设计采用了一个3通道隔离器、一个三态差分线路驱动器,一个差分输入接收器和ADI公司的isoPower®DC/DC转换器,它们采用5 V或者3.3 V单电源供电,实现完全集成的信号和电源隔离RS-485解决方案,对RS485输入输出引脚提供±15kv ESD保护,适合负责电磁环境、恶劣气象条件下使用。


4 结束语

      本文基于GPRS网络,提出了基于SIM800C的水文监测RTU远程测控终端控制系统,其数据传输符合《水文监测数据通信规约》SL651-2014之规定,无需布线、管理人员在远程管理端即可实现水资源的信息的实时发布、实时传输、实时送达。