基于GPRS通信的城市管网检测系统的研究

论文摘要

随着城市规模的不断扩大，传统的以人工协调操作为主的供水管网管理运行方式已无法满足现行系统的需求，加强供水管网的远程数据采集和监控能力对整个城市的发展有着深远的意义。为了进一步改善城市供水质量、提高供水系统运行效率，应用基于计算机技术的城市供水管网监控系统成为必然的发展趋势。课题针对供水管网管理运行特点，提出了利用GPRS无线终端建立基于GPRS网络和互联网技术的远程数据采集和传输系统。GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)作为从2G向3G过渡的2.5G的技术，正在工业自动化领域得到越来越广泛的应用。本文首先分析了GPRS无线通信技术的特点及其在远程监控系统中的应用，并结合供水管网监测的特点，提出了系统的总体方案，系统分为控制中心、远程终端和数据通信三部分。控制中心监控所有供水站测量点，维护运行档案；远程终端监测站内实时参数，及时诊断异常故障；数据通信负责远程终端与控制中心的数据传输。文章详细阐述了GPRS远程终端的功能设计以及数据通信的原理和应用，并设计了利用管道发电机作为供电电源，超级电容器和蓄电池并联作为备用电源的可靠供电电路。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 供水管网检测系统概要
• 1.1.1 供水管网检测简介
• 1.1.2 供水管网及水质检测的意义
• 1.1.3 供水管网进行远程通信的必要性
• 1.2 检测系统的通信技术现状
• 1.2.1 检测系统的各种通信方式
• 1.2.2 各种通信方式的比较
• 1.3 本文的主要工作及研究内容
• 1.4 创新点
• 第2章 GPRS通信系统简介
• 2.1 GPRS系统概述
• 2.2 GPRS系统网络结构
• 2.3 GPRS数据传输平台
• 2.4 GPRS业务功能
• 2.4.1 承载业务
• 2.4.2 用户终端业务
• 2.4.3 附加业务
• 2.4.4 GPRS业务的应用
• 2.5 GPRS网络安全
• 2.5.1 GPRS系统中无线部分的安全手段
• 2.5.2 GPRS系统中无线部分安全漏洞
• 2.5.3 GPRS系统中网络部分的安全手段
• 2.6 GPRS计费
• 第3章 基于 GPRS的供水管网检测系统设计
• 3.1 检测系统所采用的主要部件简介
• 3.1.1 检测系统的整体结构
• 3.1.2 压力流量传感器
• 3.1.3 单片机系统
• 3.1.4 GPRS DTU
• 3.1.5 数据处理中心
• 3.2 GPRS DTU的设置
• 3.3 检测系统的硬件原理
• 3.3.1 数据采集模块
• 3.3.2 数据显示模块
• 3.3.3 数据存储模块
• 3.3.4 通讯模块
• 3.3.5 系统完整电路
• 3.3.6 终端软件设计与实现
• 第4章 供电电源设计
• 4.1 管道发电
• 4.1.1 动力来源
• 4.1.2 管道发电背景技术
• 4.1.3 管道发电机结构
• 4.1.4 管道发电具体实施方式
• 4.1.5 功率估算
• 4.2 超级电容的应用
• 4.2.1 蓄电池存在的问题
• 4.2.2 超级电容器的特性
• 4.2.3 对蓄电池应用状态的改善
• 4.2.4 其他应用
• 4.3 电源电路设计
• 4.3.1 串联超级电容器的电压均衡
• 4.3.2 涓充工作方式
• 4.3.3 电源模块电路
• 第5章 远程监控中心设计
• 5.1 监控中心功能需求
• 5.2 监控中心设计特点
• 5.3 监控中心软件程序设计和实现
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A MC35I基本 AT指令
• 附录B 缩略语词汇
• 攻读学位期间的研究成果