智能水利远程监控系统解决方案－－－－－－聚英电子

一、设计原则 

智能水利远程监控系统的技术实现方案时必须遵循以下原则： 

1．可靠性 

     该系统必须有稳定、可靠的运行系统。设计时要充分考虑后备以及灾难恢复系统，使整个系统在出现故障时仍然能够提供客户服务，并能很快的排除故障正常运行。 

2．扩展性、开放性 

     设计时应按最经济的原则，设计—个扩展性很强且在扩容升级时浪费最少的系统。该系统设计遵循开放性原则，能够支持多种硬件设备和网络 

系统，软、硬件支持二次开发。网络系统、数据库系统和通信枢纽采用标准数据接口，具有与其他信息系统进行数据交换和数据共享的能力，计算机网络系统适应将来的广域扩展。 

3．安全性、可维护性 

     系统对数据的安全性必须予以高度重视，要采取防范措施防止黑客人侵。另外，对内部员工以及调度客户也要加强权限控制，避免用户能够操作到超越权限的数据。提供自动故障报警检测以及

一定程度的自动恢复。 

4．实时性、并行性 

     考虑到水利远程监控点的数量，系统应采用传输速度快的网络设计，保证环保信息数据的及时有效；同时系统应当避免采用轮巡的方式进行点点操作，系统应当具备自动并行数据上传和对多个远

程监控点并行控制的功能。 

5.水利远程监测，无人值守。

     可嵌入各种渠道类型的流量计算参数。

     具有高可靠性，密封，强度高，三防处理，抗腐蚀，内部安装牢固，适合野外无人环境应用。

     稳定高效的传输方式。采用GPRS方式与短信方式，进行数据上报及传输。

     短信预警。如果水位异常或电量低，将会自动报警给相关人员和控制中心的管理员手机，使其有时间采取相应措施。

     特低功耗，采样时间短，非采样时功耗极低，自带锂电池可满足长时间工作需求。

     内置实时时钟，可以准确记录采样时刻的时间。

     仪表内配有大容量的数据存储器（暂为2G，最高到16G），对采样数据进行长久保存。将所有设置的参数保存在设备内部的芯片内，即使掉电数据也能安全保留。

     仪表内置科学的数字滤波方式及校验功能，能够有效地解决波浪对水位测量的影响，使测量值稳定、真实、可靠。

     实现远程不定时查询渠道配水情况，具备定时上报、应答上报和疑似故障水位自动上报。

二、网络架构 

     智通水利远程监控系统旨在建立一个基于移动GPRS／GSM网、GIS平台的智能水利远程监控系统，加快水利管理信息化建设进程。整个项目充分体现系统集成的思想，网络符合总体规划及长远发展。系统设计在一个较高的起点上充分保证系统的可伸缩性和可扩展性，具备相当的通信、计算机和网络设备的信息容量及处理能力，并有一定的超前性，软硬件预留接口，便于维护、升级和扩展，以适应将来整个系统发展的要求。 

三、系统组成

     智能水利远程监控系统主要由信息中心、通信网络、水利远程监控点3部分组成。 

1．信息中心 

信息中心由相应的应用服务器与通信服务器组成，通信服务器用于与各水利远程监控点的通信，应用服务器用于记录各水利远程监控点的相关信息。 

2．通信网络 

通信网络作为信息中心与各水利远程监控点进行信息交换的枢纽，是整个系统中的核心部分，其工作特点是通信次数十分频繁，但每次的通信传输量很小。考虑到智能水利远程监控系统将来业务的发展和系统的可扩展性，系统采用专线方式接人到移动公司的GPRS／GSM网络中。各终端的信息数据从终端到达GPRS?GSM网络后通过专线和智能水利远程监控系统连接，智能水利远程监控系统和GPRS／GSM网络之间通过防火墙进行保护。 

3．水利远程监控点 

水利远程监控点采用GPRS主用、短信备用的方式进行数据通信，所有的信息数据通过GSM、GPRS网络进行传输。 

四、组网方案 

     考虑到水利远程监控系统容量大、监控点多而分散、对信息数据的智能处理分析要求高的特点，采用专线接人和专用APN方案。使用专用的APN有：进行访问权限的控制，比因特网的安全性能提高、可控性提高，网络传输的优先级得到保证等好处。 

1．网络连接 

智能水利远程监控系统与移动的GPRS网络GGSN设备、短信网关使用 2M专线相联。各水利远程监控点用GPRS终端通过GPRS／GSM网络连接到信息中心的通信服务器。 

2．APN 

在公网中为智能水利远程监控系统分配专用的APN，水利远程监控点激活PDP(分组数据协定)上下文之后可与业务中心互相传送数据。对于没有GPRS覆盖的地区提供短信接入。 

3．中心与水利远程监控点之间的连接保持 

考虑到GPRS网络的状况，水利远程监控点终端在被GPRS网络激活后，立即发起PDP(分组数据协定)上下文激活请求。通过上位机的软件采用心跳和定时检查GPRS网络状态的方法来保持连接。 

4．1P地址分配与鉴权方案 

在智能水利远程监控系统设置 Radius服务器上为水利远程监控点分配内部IP地址。水利远程监控点终端发起PDP(分组数据协定)上下文激活请求后，由智能水利远程监控系统的 Radius服务器鉴权水利远程监控点终端的MSISDN或IMSI号码后，为其分配IP地址，若Radius服务器支持为每一MSISDN或IMSI终端分配固定的IP地址，则可保证各监测点终端的IP地址固定不变。 

五、通信流程 

1．呼叫发起 

GPRS终端携带信息中心分配的用户名、密码呼叫分配给水利部门的APN。GPRS终端建立呼叫时，GGSN收到终端手机号码、用户名、密码。 

2．认证鉴权 

GGSN将呼叫请求以及手机号码、用户名、密码送到信息中心Radius服务器。信息中心的Radius服务器收到移动GGSN送来的呼叫请求和手机号码、用户名、密码后，进行环保局自有IP地址的分配。信息中心Radius服务器将IP地址，通过GGSN和GPRS其他网络设备送回GPRS终端。 

3．防火墙过滤 

监测点GPRS终端收到信息中心Radius服务器分配的IP地址，携带地址，通过GGSN，并通过信息中心防火墙的白名单过滤。 

4．通信建立 

各监测点与中心相关通信服务器相联，建立TCP/IP通路，进行信息数据传送和监测监控业务处理。 

六、系统特点 

1．建设使用成本低 

智能水利远程监控系统依赖成熟的公共网络系统，无需单独的网络(基站和其他设备)建设；可提供包月方式，使用成本低。 

2．监控范围广 

由于使用的通信手段是公众网络，因此系统的有效范围限制实际为该公众网络的覆盖范围。也就是说在网络范围内都能够得到有效的监控，而且网络的拓展意味着实际监控范围的拓展。 

3．积木化结构 

由于直接采用TCP／IP协议和面向对象的设计思路，因此系统能够支持多级多中心大小不同的积木化结构，适用于不同权限的各级信息中心。 

4．开放性、可移植性好 

采用基于TCP/IP的应用层协议，具有良好的开放性和可移植性。 

5.技术先进 

采用先进的GPRS技术，支持基于J2ME的移动监控端，为信息中心提供了一个国内乃至国际领先的远程水利监控解决方案。 

6．数据并行收取 

由于使用了先进的IP技术，系统能够同时收取、处理多个水利远程监控点的各种数据，无需轮巡就可以同步水利远程监控点的时钟。 

通过使用智能水利远程监控系统，能极大的方便水利监测部门工作开展，保证水利远程监控点数据的实时准确有效的传送，从而达到准确决策的目的。 

利用移动GPRS／GSM网进行传输的水情远程监控系统，将实现水文数据的自动采集、长期自记以及存储信息的数字化，必将推动各级水利部门的水利信息化，从而以信息化带动和促进水利现代化的建设。