水表数据采集无线传输管理系统的设计与实现
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生产型企业主要生产用水是指直接用于工业生产的水。对水处理系统采用实时监控系统，能够及时细致地了解用水量的变化，便于采取相应的措施，用户受到地理环境和工作内容的限制，对有线网络、有线传输的布线工程具有极大的不便。这时，采用无线监控可以摆脱线缆的束缚，具有安装周期短、维护方便、扩容能力强，迅速收回成本的优点。本文介绍的水表数据采集传输管理系统是根据某生产型企业的室外距离较远及生产办公环境已较完善的现状而设计，实现数据的实时无线传输，并在中控室对数据进行存储、分析和管理。
本系统由电磁流量计采集现场水流量，采集点共有50处，厂区长2km，宽1km，采集点分布在厂区的各个用水地方。要求所有电磁流量计的信号以无线传输的方式采集到中控室，在中控室的上位机上实现电磁流量计数据的实时监控，做出相应的数据统计、报表分析、历史曲线。完成现场数据采集的电磁流量计采用TOSHIBATIG系列，转换器为LF402型，可外接GPRS通讯模块或无线数据传输电台。考虑到此生产企业的现状，采用NH719-1数传电台，上位数据采集处理软件采用VB6.0，数据库使用SQLserver2000来完成定时抄表功能。要求记录各个采集点的流量瞬时值和总流量（即到目前为止的累积量）。
2 无线传输系统
2.1 组网方式
系统采用主站+从站的组网方式，主站位于中控室，从站分布于各个水表现场。系统组网方式如图1所示。
图1 系统组网方式
国家信息产业部无线电管理局专门给SCADA系统辟出了223~235MHz的无线数据通信专用频段。据此NH719-1数传电台工作频率选用230MHz（220~240MHz可调），最大发射功率为25W，可支持RS232和RS485通讯接口，传输速率可调（1200/2400/4800/9600b/s）。
系统主站位于中控室。系统主站的无线数传电台负责接收各个分站传来的现场数据。再通过工作站RS232串口将数据传输给上位系统，由上位系统对数据进行存储分析。系统共有50个分站，分布在各个用水处。分站的无线数传电台负责接收电磁流量计采集的实时数据，再将数据发送给主站的无线数传电台。
2.2 通讯协议
系统主站与从站的通讯采用主从扫描式通讯协议，每次通讯过程均由主机发起，然后从机进行响应，回传规定的信息，完成一次通讯过程。主机发送至从机的信息由4字节组成，第1字节是起始码（0x2A），第2字节为从机地址，其编码：0~127（最高二进制位另有定义），第3字节为数据分类命令，第4字节是结束码（0x2E）。从机接受到主机命令信息后，按命令要求回传测量数据。从机响应主机命令，回送10个字节数据，分为命令段、数据段、校验和、结束标志4部分。
2.3 通讯测试
通讯测试的步骤如下。
1）从站参数设定。为每个从站的电磁流量计设定从机号和统一通讯速率。
2）选定通讯频段。每个无线数据传输电台上设有8位拨码开关，通过调整拨码开关可为电台选定不同的频段。所有电台必须选择相同的通讯频段，即拨码开关设为一致。通过实验，为无线通讯选定无干扰的通讯频段。
3）实现无线通讯。由主站的PC发出通讯命令，首先在发送给从机的信息结构中将地址码设为1，功能码设为瞬时流量对应的编号00，再加上起始码和结束码一起通过主站的电台发送出去。1号从机接收到主机命令信息后，生成10字节的响应信息数据，在数据段的位置填充要求的数据，将其回传给主站。主站接收后再将发送给从机的信息数据中的功能码改为总流量对应的编号04，再次发送出去。1号从机接收到之后，在数据段的位置填充总流量值，再次回传给主站。至此完成了主站和1号从站的通讯，主站再将地址码改为2，完成与2号从机的通讯，直到完成与50号从机的通讯，才算完成了一次完整的采集过程。
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