專利名稱：電池供電無線實時監(jiān)測終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池供電無線實時監(jiān)測終端。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有在建供水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，因受遠傳終端缺陷的影響，不能滿足 自來水公司的日常需要，其采用的終端主要分為兩類
第一類是傳統(tǒng)的RTU，通過無線電臺傳輸數(shù)據(jù)，該終端有如下缺點 選點難當前，管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)均采用無線電臺實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的采集， 如管網(wǎng)壓力、流量、水質(zhì)等參數(shù)。無線電臺數(shù)據(jù)傳輸存在功耗較大的問 題，必須采用220V市電工作；無線信號數(shù)據(jù)傳輸也是傳統(tǒng)電臺難以處 理的一大難題，必須加裝高大天線，并校準天線的方向，這樣的裝置大 大增加了雷擊的概率，加之城市高樓大廈林立，建設(shè)速度驚人，使得信 號傳輸嚴重受阻，無線電臺的作用在城區(qū)難以發(fā)揮。要選擇一個較理想 的管網(wǎng)監(jiān)測站，必須滿足三個條件 一是接入220V市電；二是無線電 臺信號傳輸不受建筑物阻擋；三是管網(wǎng)需要選擇測量的敏感點(調(diào)度人
員想看到位置)。事實上，這三個條件很難同時滿足。目前研發(fā)的監(jiān)測 系統(tǒng)一般只滿足了數(shù)據(jù)傳輸條件(市電和通訊)，沒有考慮到管網(wǎng)監(jiān)測 點的位置。這種系統(tǒng)實際上不能用于日常生產(chǎn)運行調(diào)度，如同虛設(shè)，根
本達不到節(jié)能降耗、服務(wù)大眾的基本指標，使得我國99%的自來水公司虧損。擴點難目前，我國頻率資源極其匱乏，電臺傳輸頻率必須由國家 無線電管理委員會授權(quán)批準。受電臺無線數(shù)據(jù)傳送原理限制，終端數(shù)據(jù)
傳輸只能采用Polling方式，終端數(shù)量不可能無限擴增，按照每個終端 5秒傳送一次數(shù)據(jù)計算，300個終端傳送數(shù)據(jù)需延遲25分鐘，這種通訊 方式只適用于終端數(shù)量少的場合。
移動難監(jiān)測站建設(shè)需要房子建設(shè)、220V市電接入、高大天線架設(shè) 以及接地防雷設(shè)備安裝等。監(jiān)測站建設(shè)好以后沒法移動。隨著我國經(jīng)濟 的高速發(fā)展，自來水供水管網(wǎng)建設(shè)日新月異，不少第一年建設(shè)的監(jiān)測站 到第二年就不能用了，據(jù)統(tǒng)計，所有監(jiān)測站建好后只有10%是可用的，
其余都己廢除或作為領(lǐng)導(dǎo)參觀的形象工程，，浪費非常嚴重。
建設(shè)周期長 一套供水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，從基礎(chǔ)實施建設(shè)到正常使用， 至少需要兩年時間。
建設(shè)成本高根據(jù)測量的不同物理量， 一個監(jiān)測站建設(shè)的直接成本，
估計需要10-20萬元，其中不包括人力資源成本。
第二類通訊終端是近幾年發(fā)展起來的，主要采用GPRS或CDMA通訊， 該系統(tǒng)雖然解決了通訊的問題，但通訊的實時性和供電電源的問題沒有 得到較好解決。采用電池供電，就難以保證實時通訊，有的廠商稱為 DataLog(數(shù)據(jù)記錄儀)，只能用于實時性要求不高的場合，作為輔助測 量，如遠傳水表等；要做到實時通訊，就必須接入220V市電，這與無 線電臺傳輸比較，沒有太多區(qū)別。這類終端主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)，不適 合地下水網(wǎng)監(jiān)測。城市供水系統(tǒng)是一個由各種地下管道、水廠、泵站、水塔、闊門、 用戶等多種設(shè)施構(gòu)成的大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中，水廠的水處理工藝、城市 供水管網(wǎng)的運行和用戶服務(wù)都是復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)，沒有遠程監(jiān)控設(shè)備 的支撐，是難以做好城市供水工作的。
供水企業(yè)的信息化建設(shè)是《城市供水行業(yè)2010年技術(shù)進步規(guī)劃及 2020年遠景目標》中提出的一項重要任務(wù)。近幾年來，隨著供水企業(yè)管 理水平的日益提高、科技投入的力度日益加大、企業(yè)信息化的建設(shè)日益 成熟，全國各大、中型城市都迫切需要一套功能齊備、方便快捷、安全 穩(wěn)定的供水系統(tǒng)，以滿足居民對日常用水的需求，為此，必須加大供水 企業(yè)信息化建設(shè)步伐。企業(yè)信息化建設(shè)的本質(zhì)就是應(yīng)用信息技術(shù)實現(xiàn)企 業(yè)現(xiàn)代化的管理過程，包括建立現(xiàn)代化企業(yè)理念、實現(xiàn)管理流程改造、 提高管理效率以及促進企業(yè)體制創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新等方面。供 水管理部門實現(xiàn)信息化的目標和任務(wù)主要是 供水信息化建設(shè)帶動供水現(xiàn)代化建設(shè)；
采用先進、開放、實用、成熟的技術(shù)，大幅度、跨越式地發(fā)展供 水信息化；
建立數(shù)字化供水管理模式，實現(xiàn)供水管理的電子化、自動化、網(wǎng) 絡(luò)化、多媒體化；
利用現(xiàn)代信息技術(shù)，不斷優(yōu)化供水系統(tǒng)中生產(chǎn)、服務(wù)、管理等環(huán) "P ，
充分發(fā)揮先進技術(shù)的長處，從而有力保證供水戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。
供水管理的信息化建設(shè)應(yīng)用部分可以分為對外服務(wù)中心部分；生產(chǎn)運行部分；辦公自動化部分。應(yīng)用信息化技術(shù)手段建立供水科學(xué)管理 系統(tǒng)是供水企業(yè)長期追求的目標。國內(nèi)90%以上大、中城市的供水企業(yè) 大力開展城市供水系統(tǒng)信息化技術(shù)應(yīng)用，已先后完成了營業(yè)信息管理系 統(tǒng)、供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)、客戶服務(wù)系統(tǒng)、供水調(diào)度SCADA系統(tǒng)以及 門戶網(wǎng)站等建設(shè)，部分供水企業(yè)在管網(wǎng)建模和科學(xué)調(diào)度等高端信息化工 作方面也作了有益的嘗試，并取得了一系列先進的具有實際應(yīng)用價值的 科技成果，有效提高了我國供水企業(yè)的科學(xué)管理水平。建設(shè)以供水科學(xué) 調(diào)度為核心的信息化系統(tǒng)對于飲用水日常安全保障、提高服務(wù)質(zhì)量、建 立應(yīng)急體系和重大事故預(yù)案以及降低能耗是非常重要的，并最終提高供 水企業(yè)經(jīng)濟效益與社會效益的功能。
綜上所述，供水行業(yè)迫切需要從根本上解決現(xiàn)有終端的缺陷，使得 管網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)派上實際用場，以實現(xiàn)為國家節(jié)能降耗、為老百姓提供優(yōu) 質(zhì)生活用水的戰(zhàn)略目標。不少城市由于現(xiàn)有供水系統(tǒng)存在諸多缺陷，致 使自來水公司隨著供水量日益增加而虧損越來越大。據(jù)統(tǒng)計，自來水的 成本中，最大的一塊成本是電耗，電費占自來水成本的60%以上，維持 自來水管網(wǎng)壓力的能量，全部來自于電能。合理調(diào)整自來水管網(wǎng)壓力， 可以降低電耗成本的25%以上。由于管網(wǎng)壓力控制不夠好，造成局部壓 力過高或偏低。壓力過高，電耗增加，管網(wǎng)設(shè)備損耗也就越大，爆管概 率大幅增加；壓力過低，水送不到用戶，給城市居民造成諸多不便就不 言而喻。因此，所有自來水公司都會把壓力調(diào)得很高，寧愿損失電耗也 要把水送出去，這樣就間接造成供水量越多虧損越嚴重的局面。由于供 水規(guī)模不斷增大，城市給水管網(wǎng)的電耗隨之越來越大。據(jù)統(tǒng)計，全國水企業(yè)每年用電愈60億度。如果遠傳終端布局到位，就可以根據(jù)不同的 時間段來調(diào)整水壓，將能耗降到最低。如一天當中可以根據(jù)用水高峰段 和低谷段分為幾個不同的壓力時間段；每逢節(jié)假日，也可根據(jù)具體情況 擬出相應(yīng)的用水預(yù)案等。通過科學(xué)的方式調(diào)節(jié)壓力，達到節(jié)能降耗的目 的
發(fā)明內(nèi)容
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本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，無需市電，工作效果好的電 池供電無線實時監(jiān)測終端。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種電池供電無線實時監(jiān)測終端，其特征是包括無線通訊模塊， 無線通訊模塊與主控芯片連接，主控芯片與溫度傳感器、存儲器、壓力 /水質(zhì)傳感器、帶控低功耗穩(wěn)壓器、自保持繼電器、單總線通訊口、低 功耗穩(wěn)壓器連接，低功耗穩(wěn)壓器與存儲器連接，自保持繼電器與無線通
訊模塊連接，自保持繼電器與無線通訊模塊的SIM卡連接，電池組為
上述各用電單元提供電源。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，采用電池供電，無需市電支持，工作效果好。
電池供電的電子產(chǎn)品，通常考慮兩方面。1、采用高容量電池；2、 降低電子產(chǎn)品的功耗?？紤]采用7節(jié)ER34125鋰氬電池，電池總?cè)萘繛?245AH，鋰氬電池具有自放電小，體積小，容量大，壽命長等優(yōu)點；電 路設(shè)計主芯片采用美國德州儀器的MSP430F149，根據(jù)實驗結(jié)果，整個靜 態(tài)電流小于10uA，每次通訊功耗小于lmAH。根據(jù)以上技術(shù)指標，該終端 可以支持實時招測，以及自動間隔15分鐘發(fā)送一次數(shù)據(jù)，電池壽命超過2.5年。徹底解決終端必須用市電的依賴。
本發(fā)明現(xiàn)場簡易安裝
集傳感器、電池、主控電路、通訊模塊一體化設(shè)計，密封在一個圓 柱形不銹鋼容器內(nèi)，達到IP68防護等級。體積直徑108mm *高度160mm， 重量小于1.5公斤，可直接安裝在地下管網(wǎng)井內(nèi)，沒有視覺污染。整個 現(xiàn)場安裝僅需l分鐘。1個100個監(jiān)測點的系統(tǒng)，僅需l個月，就可竣 工。由于體積小、重量輕、無需220V市電和高大天線、無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋 全面，使得測點的移動、更換、維護等，非常方便。將來水利模型系統(tǒng) 的普及，該終端一定是水利模型動態(tài)校核的必備設(shè)備。
本發(fā)明可有效降低成本
由于采用了一體化設(shè)計，當中沒有傳感變送器和通訊Modem,直接 用傳感器芯體和GPRS通訊芯片，大幅下降了終端功耗和成本。終端安 裝簡單，方便，直接省去了監(jiān)測點建筑物的建設(shè)和防雷接地的施工，施 工費幾乎為零。終端銷售價格控制在L1-1.2萬元之間，僅傳統(tǒng)終端價 格的10%。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。 圖1是本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示圖。
具體實施例方式
一種電池供電無線實時監(jiān)測終端，包括無線通訊模塊l，無線通訊
模塊與主控芯片2連接，主控芯片與溫度傳感器3、存儲器4、壓力及 水質(zhì)傳感器5、帶控低功耗穩(wěn)壓器6、自保持繼電器7、單總線通訊口 8、低功耗穩(wěn)壓器9連接，低功耗穩(wěn)壓器9與存儲器4連接，自保持繼電器 7與無線通訊模塊1連接，自保持繼電器與無線通訊模塊的SIM卡10 連接，3.6V并聯(lián)電池組ll為上述各用電單元提供電源。
權(quán)利要求
1、一種電池供電無線實時監(jiān)測終端，其特征是包括無線通訊模塊，無線通訊模塊與主控芯片連接，主控芯片與溫度傳感器、存儲器、壓力/水質(zhì)傳感器、帶控低功耗穩(wěn)壓器、自保持繼電器、單總線通訊口、低功耗穩(wěn)壓器連接，低功耗穩(wěn)壓器與存儲器連接，自保持繼電器與無線通訊模塊連接，自保持繼電器與無線通訊模塊的SIM卡連接，電池組為上述各用電單元提供電源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電池供電無線實時監(jiān)測終端，包括無線通訊模塊，無線通訊模塊與主控芯片連接，主控芯片與溫度傳感器、存儲器、壓力/水質(zhì)傳感器、帶控低功耗穩(wěn)壓器、自保持繼電器、單總線通訊口、低功耗穩(wěn)壓器連接，低功耗穩(wěn)壓器與存儲器連接，自保持繼電器與無線通訊模塊連接，自保持繼電器與無線通訊模塊的SIM卡連接，電池組為上述各用電單元提供電源。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，采用電池供電，無需市電支持，工作效果好。
文檔編號F17D5/00GK101545581SQ20091002657
公開日2009年9月30日 申請日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月12日
發(fā)明者蔣劍鋒 申請人:蔣劍鋒