基于GPRS 4G DTU环境温度远程监测系统

基于GPRS/4G DTU环境温度远程监测系统

目前，不管在人们的日常生活中，还是在能源化工等工业行业中，对环境温度的监测已经成为必不可少的一项工作，在某些对环境温度要求更高的领域中，对环境温度的监测更是重中之重，传统的温度监测需要靠人力以及简陋的温度检测设备来监测，随着科技的发展进步，在工业中以及对环境温度要求严格的行业中，仅靠上述工作已经跟不上发展步骤，还要浪费大量的人力物力。随着通信技术的发展，一种基于GPRS通信技术的无线数据传输系统在环境温度监测中不仅可以做到实时监测环境温度还能实现无人值守，这种远程监控系统完美的适合类似温度监测等各种工业环境，它正在发挥越来越大的作用。

系统总体结构：

环境温度监测系统主要由数据采集终端，监控中心和数据传输网络构成。本系统采用GPRS作为通信网络，它具有不需架设通信线路，组网灵活方便，资源利用率高等特点。

系统机构框图如下：

　　数据采集终端

　　数据采集终端通过终端传感器设备如温度传感器等进行温度等相关数据的采集，通过GPRS模块发送数据到监控中心，采集终端有温度传感器、DTU和RTU构成，温度传感器采集到得温度数据由RTU进行数据处理，通过DTU传送到监控中心服务器上，对数据进行实时显示，查询以及保存。

　　采集终端硬件设备

　　温度传感器采用高精度的DS18B20温度传感器，测量温度范围为-55-125度，精度可达+/-0.0625度，采用不锈钢护套封装，防水，防腐，耐高温，抗干扰，适合各种恶劣环境下的温度检测。

　　远程测控终端采用无线监测报警GPRS RTU，它基于移动GPRS网络平台，内嵌工业级GPRS无线模块，具有4路外部信息监测报警功能，连接温度传感器，随时监测设备或环境温度信息，在其发生变化或超出预警范围后，向远程服务器或最多5个管理员手机发送报警信息，保护人员、设备、财产安全。

　　功能特点：

　　 体积小巧，方便安装；

　　宽电压供电范围：5V-30V；

　　 4路模拟量输入，采集精度: 12bit，默认4-20mA输入,（可选0-5V、0-30V输入)，支持大部分传感器的接入。

　　 可配置超上下限报警、恢复报警、重复报警等，报警内容可任意修改；

　　最多支持5名管理员，报警发生时向管理员发送报警短信；

　　带RS232、RS485双串口；

　　串口传输支持多种协议，我公司自定协议和Modbus协议(ASCII、RTU、Modbus TCP)完美支持；

　　数据传输采用GPRS模块可实现功能：

　　       GPRS断线自动重连；

　　      根据需要最多可同时连接6个中心服务器；

　　      支持固定IP、域名解析和APN专网的寻址方式；

　　       支持TCP、UDP、PPP、ICMP、DNS、FTP等协议；

　　      支持的节点数，只要服务器资源允许，理论上不限；

　　       减少布线的成本和施工的麻烦；

　　      支持短信数据传输、短信参数配置功能；

　　      支持电话和短信唤醒功能；

　　  支持专用软件进行本地和远程参数配置及维护；

　　 支持本地和远程固件升级；

　　DTU模块采用JY-MD GPRS DTU，基于GPRS网络平台通过RS232或RS485接口与TCP/UDP协议实现透明转换。用户使用基于串口通讯的AT指令接口，与Internet 相连，极大简化用户开发过程。

　　系统软件设计

　　系统软件由采集终端软件和监控中心的客户端软件构成，采集终端软件通过对RTU采集到的温度等参数进行处理，通过GPRS DTU发送到监控中心服务器，服务器软件可以显示参数的实时监测，数据存储，历史查询等操作。

　　采集终端软件

　　终端通过RS232串口与GPRS DTU连接，通过AT指令进行控制，通信链路的建立与解除均有监控中心控制，DTU要去和后台建立连接，必须告诉DTU接收端的IP地址或者域名。否则dtu不知道和谁建立连接。手机登陆到gprs网络后，移动会给手机临时分配一个移动内容的IP地址，和因特网上的地址不同，如果把这个IP地址告诉dtu，dtu是不能和他建立连接的。但是，如果你买了移动定制的APN节点的sim卡，分别放在dtu和手机中，是可以建立dtu和手机直接的通信。

配置软件如下

　　GPRS DTU与监控中心的通信连接方式

　　1、实时在线（与中心端实时保持通讯状态）功耗是比较大的。

　　2、下位机数据触发（DTU保持待机状态，检测串口信号，串口有数据的时候再进行GPRS拨号与中心建立连接），这种模式相对比较省电（但如果下位机发送数据比较频繁的话 比第一种模式可能还要更耗电）

　　3、中心呼叫模式（通过电话或短信进行呼叫上线，DTU也是保持待机状态）这种模式相对比较省电（但如果上位机呼叫比较频繁的话 比第一种模式可能还要更耗电）

　　4、设备完全关机，由下位机对dtu电源进行控制；下位机需要发送数据时再给dtu进行供电，这种模式功耗最小，缺陷就是中心不能主动发送数据。

　　监控中心软件

　　软件显示界面如下

通过软件界面可以显示数据的实时显示以及历史记录查询。

基于GPRS DTU的无线远程温度监测系统稳定性好，测量到得数据准确性高，设备终端还可以连接如电压，湿度，压力，张力等各种传感器设备以及各种广域环境下的数据传输监测工作，在无人值守工业环境下具有越来越大的作用。

厦门才茂CM510-72F DTU是一款工业级无线数据传输设备，支持移动、联通、电信运营商的无线网络，支持7模全网通网络：GPRS/CDMA/WCDMA/

TD-SCDMA/EDGE/FDD-LTE/TDD-LTE；设备为用户提供TCP/UDP透明无线远距离数据传输功能。

设备支持串口RS232接口、RS485接口，设备可以直连客户的上述接口设备，把客户的PLC设备、工控设备的数据透明传输到客户的数据中心，实现对客户端设备的数据采集、数据传输、设备控制等功能。

该产品采用ARM7工业级高性能嵌入式处理器，以实时操作系统为软件支撑平台，超大内存；设备提供在线维持技术，保持数据终端永久在线，保存数据链路任何时候畅通，实现高速、稳定、可靠的透明数据传输功能。

该产品拥有ARM7工业级处理器和智能三级保护，不但通过电力3000V测试，还拥有专利技术，产品性能稳定可靠。

该产品取得摩尔实验室出具的“环境可靠性测试报告”，测试项目包含：高温80℃/湿度85%、低温-30℃等测试。其中高温、低温测试分别在该环境下连续收发数据4小时。

该产品已广泛应用于电力集中抄表、水表集中抄表、热网监控、燃气监控、水利监控、环保检测、气象检测、地震监测，交通控制等等行业。