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內河航標遙測監控系統的開發與設計①

【摘要】基於內河航標業務管理的現狀,從建設實踐出發,開發了壹套基於計算機技術和無線通信傳輸技術的航標遙測管理平臺,成功解決了航標技術參數的現場采集和傳輸,實現了對受控航標的實時監控,為今後內河航標的管理、維護和相關系統開發提供了壹定的參考。

[關鍵詞]計算機航道航標遙測

【中國圖書館分類號】F2【文獻識別碼】A【文號】1007-9416(2010)03-0029-02

1簡介

湖州位於浙江省北部,杭嘉湖平原西側,北臨太湖,西接安徽省,東臨江蘇,南接杭州。是連接江蘇、浙江、安徽、上海的重要交通樞紐。湖州地處西部丘陵半山區,非金屬礦產資源豐富,東部平原,水路縱橫,港口密集。水運條件優越,水路網絡發達。

湖州航區有116級航道,總裏程163公裏,各類標誌510個,其中發光標誌69個。長期以來,在航標的維護和管理中,壹直采用航標船傳統的巡邏方式進行日常維護。但轄區航標線長、點多,最遠的航標距離航標管理部門約50公裏。采用傳統的方法維護航標不僅成本高、勞動強度大,而且不能及時發現航標的異常。另外,專職航標維護人員有限,維護力量明顯不足。針對這種情況,必須進行技術創新和開發,探索設計航標遙測監控系統,提高航標巡檢效率,降低工作人員勞動強度,減少日常維護費用,確保航標正常有效亮化。

2系統設計

2.1設計概述

傳統的數據采集系統由單片機和PC機串口組成。這些系統大多采用RS232、RS485或有線Modem通信方式。雖然經濟實用,但其有線數據傳輸方式極大地限制了應用環境的擴展。

經過多年的發展,目前移動通信服務技術已經相當成熟。利用現有的GSM網絡資源,充分發揮網絡覆蓋高、傳輸特性好的優勢,為現有的數據采集系統提供便捷的無線數據傳輸方式,已成為工業控制和現場監控領域新的發展趨勢。該系統主要結合移動通信網絡和公司局域網,成功解決航標技術參數的現場采集和傳輸,通過手機短信控制和了解航標運行情況,實現對受控航標的實時監控。

2.2系統架構

該系統主要由三部分組成,即航標前端數據采集系統、通信系統和後臺監控管理系統。結構如圖1所示。

2.3溝通設計

系統通信設計主要包括以下內容:

(1)主控計算機通過串口與外部GSM-Modem連接,讀取GSM接收到的短消息,獲取現場的測量數據,並可以直接發出指令請求遠程設備發送數據。(2)發生故障時,可通過GSM-Modem向航標管理人員的手機發送報警信號。(3)現場信號經采集器采集後轉換成數據信號,發送到現場的GSM-Modem,通過GSM網絡發送到主控計算機。(4)發送時間間隔可由航標管理人員定時設定,也可直接接收數據。(5)航標管理人員也可以通過手機直接向遠程GSM-Modem發送指令,遠程設備收到指令後將現場數據發送到手機。

2.4測量和控制對象

系統的測控對象是航標燈及相關輔助設施,主要是以下設備。

(1)主燈:綠燈,175W,AC110V電源,無換泡器和閃光器,AC220V日光開關。(2)輔助燈:白光,閃爍8秒,閃爍4次,DC 12 V 20 W,由兩節6V/50AH電池供電。(3)充電:AC220V轉換成DC給電池充電。

2.5測量和控制設備

(1)主測控站:計算機1臺,打印機1臺,通信控制箱1臺。(2)通信控制箱:在通信控制箱內設置壹臺西門子TC-35 GSM-MODEM。(3)測控設備箱:測控設備箱內設置壹套電量變送器、壹套Z-WORLD公司生產的LP3500 FOX小功率RTU及相關器件。

2.6測控平臺的軟件設計要求

(1)總體要求:操作簡單明了,界面簡潔美觀,以圖表表示為主,文字為輔;系統容量為200個變電站。(2)數據庫要求:數據庫需要設計原始數據庫、故障數據庫、運行數據庫、歷史數據庫,其中原始數據庫的數據信息要反映測點的原始數據,如編號、名稱、描述、照片等。(3)軟件的主要功能:實現變電站信息的查詢和接收功能;報警信息突出顯示在屏幕上;可以查詢各個變電站的原始數據,增加、刪除、修改數據(設置最後三項的操作權限);可以查詢變電站信息(原始、歷史、運行等。)以圖表和表格的形式;可以打印表格形式的數據和加密和密碼控制相關的功能。

3系統功能

航標遙測監控系統由監控主站和監控子站組成。測控主站由計算機和通信控制箱組成,位於航標站內。用戶管理平臺由系統完成,可實時輸入和修改助航設備的基本信息和技術參數,具有記錄運行參數和數據存儲查詢功能,包括以下基本功能:信號查詢、數據采集、用戶管理、系統設置、數據庫整理、數據查詢等。,並設置了完善的密碼系統來保證系統的安全性。在此基礎上,可以根據需要增加功能,使系統更加適用,便於升級和維護。測控分站由測控設備箱和通信設備箱組成。測控設備箱負責完成檢測和控制功能,通信設備箱負責完成通信功能。測控設備箱和通信設備箱都是三個水密箱。它的主要測量和控制功能是:

(1)監控中心可隨時向監控分站查詢信息。(2)子站定時向主站發送信息,間隔可根據需要設定。(3)壹旦分站內的助航設備出現故障或失靈,能及時向主站報告。(4)手機可以與分站建立聯系,獲取分站的工作信息。(5)當主燈出現故障時,向主站和手機報告。

4技術指標和參數

4.1測量參數(變電站)

交流電源:電流和電壓。

主燈:動態電流、動態電壓、靜態電流、靜態電壓。

輔助燈:動態電流,動態電壓,靜態電流,靜態電壓,閃光質量。

電池:電流和電壓。

充電控制器:充電電壓和充電電流。

停電時間:停電時間和恢復時間。

4.2測量和控制技術指標

閃光采集精度:≤ 1%。

交流:電流傳感器精度0.5,電壓傳感器精度0.2。

DC:電流傳感器的精度≤ 2.5%,電壓傳感器的精度≤ 0.5%。

4.3監控設備指標

(1)測控設備箱要求:Vito III防水氣密箱。布線有標記,布線標準化。工作電壓:DC 10V ~ 15V。

整機工作電流:≤60mA。整機靜態電流:≤30mA。工作溫度:-25℃ ~+55℃。

(2)通信設備箱要求:Vito III防水氣密箱。連接要有標記,布線要標準化。工作電壓:DC 10V ~ 15V。

整機靜態電流:整機不工作時,處於待機狀態。工作溫度:-25℃ ~+55℃。

5結論

內河航標遙測監管系統的研制成功,著眼於現場航標設施技術參數的現場采集和傳輸,將對內河航標的管理和維護起到積極的作用,具有壹定的技術創新性,可以實現對航標的實時監控。該系統在浙江湖州內河航區應用後,可使航標的管理和維護由傳統的管理手段向科學化、自動化轉變,降低管理成本,提高工作效率和管理水平。

[參考文獻]

[1]ASP.NET陳武2.0+SQL Server 2005數據庫開發及示例。清華大學出版社,2008。

[2]微軟ASP.NET高級副總裁G.Andrew Duthie。世界圖書出版社,2002年。

[3]李紅、李鳳傑、楊森等主編。管理信息系統的開發與應用。電子工業出版社,2003,1。

[4]浙江省港航管理局。中華人民共和國* * *條例和國航標準,1995。

【作者簡介】

馮玉茹,(1976-),女,浙江湖州人,講師,本科。1999 7月畢業於浙江大學,應用電子技術專業。主要研究方向為電子應用技術和電力系統自動化。

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