基于GPRS的污水处理监控系统设计

摘要：首先介绍GPRS技术的原理和GPRS在污水处理监控系统中的应用，针对某市污水处理厂的实际情况，提出一种基于GPRS技术的污水处理远程监控系统设计方案，并设计通信规约和上位机软件。通过实际的系统运行，污水处理能力和效率均得到明显提升。
关键词：通用分组无线业务(GPRS)；上位机；污水处理；远程监控

污水处理监控存在设备分布点零散，而且每个点设备较少的情况。因此，对这些设备的实时监测存在铺设线路成本高、维护费用高、不易调整等问题。通用分组无线业务GPRS(General Packet Radio Service)数据传输网络则为此提供一个最佳解决方案。在其基础上可进行多种数据传输业务，按数据流量计算运行费用，运行成本低，无须维护传输平台。而且GPRS网络覆盖面广，具有数据传输速率高和永远在线的特点。因此，GPRS通讯在污水处理监控系统中的应用具有无可比拟的性价比优势。
传统污水处理厂的运行主要依赖人工经验知识，各个工艺流程阶段都需要人工干预。而污水处理过程复杂，有很多不确定性和模糊性，传统的PID控制方法需要精确的数学模型和分析过程，难以控制复杂的污水处理过程，所以一般由人工来完成整个过程的闭环控制。而过于依赖人工操作则会带来太多人为因素，不利于系统的稳定性。
针对传统污水监控系统由于监控点位置的分散，通过有线的方式布置系统存在成本过高、缺乏灵活性，以及过于依赖人工操作不利于系统稳定性等缺点，本文结合GPRS技术的特点，为某市污水处理公司设计一套基于GPRS的污水处理监控系统。

1 基于GPRS的污水处理远程监控系统
远程监控系统的中控室主要由2台计算机组成：系统监控管理计算机和信息监控管理计算机。系统监控管理计算机部分，2台交换机通过控制层实时通信网与本地现场PLC站通讯，可实时检测与监控污水处理厂自控系统范围内的各类设备状态、工艺过程参数，并显示到人机界面，以供操作人员、管理人员进行运行管理，并可通过租用电信部门DDN数据通信专线与排水公司调度系统连接。信息监控管理计算机负责实时和定时记录生产报表并打印，同时作为系统监控管理计算机的设备。
由于部分污水处理现场距中控室较远，有的达几千米甚至十几千米，布置有线的方式成本开销太大，故采用GPRS的通信方式对距中控室较远的现场进行监测与控制。远端现场将采集的数据收集到远端现场服务器。通过远端现场的处理与转换，再利用具有GPRS功能的数据终端通过无线方式与巾国移动基站通信，GPRS的分组从基站发送到GPRS服务支持节点(SGSN)，SGSN再与GPRS网关支持节点(GGSN)通信，由GGSN对分组数据进行处理后，发送给中控室的GPRS收发装置，中控室的监控管理计算机通过数据包的地址对数据进行分别处理。中控室用户监控管理计算机申请一个固定IP地址，GPRS模块一旦登陆GSM网络，便会自动连接用户数据中心。从而在GPRS模块和用户数据中心之间通过IP地址进行TCP／IP双向通信擞据传输透明而可靠。