集中供水遠程監控系統的設計及應用

　　0 引言

　　農村集中供水項目中，很多利用地勢高程采用高位水池供水方式，解決集中供水難的問題。近距離高位水池供水方式通過采集在蓄水池設置的高、低液位信號，利用有線的方式控制水泵的啟停，實現水泵自動補水。

　　但是，對于泵房與蓄水池距離較遠，自動控制方式很難實現，只能通過專人看守的方式定點開泵補水，不能實時地掌握蓄水池的液位信息，缺水及溢水現象經常發生，供水穩定性差。

　　針對以上問題，本文基于GPRS 傳輸技術，采用單片機系統設計了一套遠程監控系統，并在山西某供水站進行了測試和現場應用。

　　1 系統設計框架

　　1.1 工作原理

　　根據集中供水的要求，遠程監控系統采取點對點的直接控制方式。在泵房安裝主控系統，實現液位信息的接收、分析，自動控制水泵的啟停，向管理人員發送液位狀態、水泵工作狀態、水泵運行參數等信息。在蓄水池安裝液位采集系統，實時采集液位信息，并按照設定的周期傳輸通過GPRS 網絡傳輸到主控系統。實現了液位信息的自動采集及水泵啟停的自動控制，管理人員可以通過信息實時掌握供水狀態，確保供水的及時性和安全性。系統設計框架圖如圖1所示。

　　1.2 控制系統硬件設計

　　控制系統硬件電路主要由處理器模塊、GPRS模塊、開關量控制等部分組成，其結構圖如圖2所示。

　　處理器模塊采用的是TI公司的功能強大的超低功耗處理器MSP430F149.該單片機具有極低的功耗、強大的處理能力、豐富的外圍模塊、高效的開發方式等特點。MSP430F149處理器上具有12 位A/D 轉換器，2個帶有捕獲/比較寄存器的16位定時器，2個可實現異步、同步的串行通信接口，看門狗。

　　GPRS 通信模塊采用MOTOROLA G24L WirelessModule,G24L是一款高速的GSM/GPRS/EDGE模塊，支持四頻傳輸，可以適合惡劣的工作環境，寬溫版模塊的工作范圍可以達到-30~85 ℃，可以滿足多通道穩定傳輸的要求。

　　1.2.1 主控系統設計

　　主控系統通過安裝控制系統硬件電路實現液位數據的接收、分析及處理。根據液位信息，自動啟停水泵，并實時采集水泵運行電壓、電流參數，判斷水泵的運行狀態，發現水泵故障及時報警。為確保水泵啟停操作的可靠性，主控系統增加了水泵運行狀態反饋信號的采集。主控系統將接收的高、低液位信息及水泵狀態等信息，以GSM短信的方式發送給管理人員，供管理人員實時監控供水狀態。