摘要：本文提供了一種基于2G、3G、4G無線采集傳輸終端通信技術的水處理遠程監測方案，簡要介紹了無線網絡的基本知識，無線數據采集傳輸終端技術，描述了無線數據采集傳輸終端RTU應用于水處理的實現方法。通過實際應用，獲得了理想的效果。

關鍵詞：2G、3G、4G；無線采集傳輸；無線采集傳輸終端RTU；才茂通信RTU；

一、方案背景

隨著城市化建設的不斷推進與經濟的快速發展，人們生活水平不斷提高，對城市環境保護的要求也越來越高。政府有關部門為此加強了污水處理的步伐，加大了治理力度。各地環保部門為了掌握水質監測和環境信息管理的需要，需對轄區內各有關水質利用遠程監控技術進行監測監控，使其出水水質符合污水處理標準并達標排放。

由于各環保部門轄區內各污水處理設施相對分散，為便于監測管理，系統遠程監控系統需要能夠實現電腦、移動平板、手機APP等方式的操作管理，同時遠程監控技術能實現對pH 、DO、水溫、水量等數據實時監測的功能，系統要能實現對風機、水泵與自控系統等的故障信息的反映功能，并能實現對風機、水泵的遠程控制啟停功能等。

二、方案思路

基于環境保護部門的實際需求，我們認為利用2G/3G/4G無線傳輸技術，基于移動運營商的無線網絡，采用具有無線遠程測控功能與技術的無線遠程測控終端設備（RTU）及其平臺管理系統，以便為環境保護部門的生活污水出水水質提供實時的數據采集、傳輸、遠程管理與控制等功能，實現水質監測監控的遠程管理。

三、關于2G/3G/4G無線通信

2G/3G/4G業務，具有接入迅速、永遠在線、流量計費等特點，在遠程突發性數據實時傳輸中有不可比擬的優勢，特別適合于頻發小數據量的污水處理監測的實時傳輸，在其他行業上也有普遍特殊的應用：

如：

電力系統城市中壓低壓電網實時監控和自動補償

熱力熱網系統實時監控和維護

氣象實時監測系統

城市公用事業實時監控維護系統

煤氣調壓站實時數據采集和自動控制

智慧農業信息化遠程監測系統

……

四、關于無線遠程測控終端技術

無線遠程測控終端，其英譯為Remote Terminal Unit，通常簡稱為RTU，是一組應用了集數據采集、遠程控制與無線通訊功能為一體的無線終端控制產品，屬終端控制系統，負責對現場信號、工業設備的監測和控制。是構成遠程監控平臺系統的前端核心裝置，具有信號輸入輸出接口，可與各污水處理設施或裝置的傳感設備連接，由于其具有無線通訊功能，支持2G/3G/4G網絡，可直接連接以太網。RTU技術結合云設備管理平臺軟件，構成一套完整的監測監控系統，可很好地實現各環境保護部門對現場各相關污水處理監測裝置的遙測、遙控、遙信和遙調等功能。

五、應用分析

根據對各環保部門的多方實地考察與了解，以及我們與各地污水處理成功的項目案例來看，一般環保部門下轄的污水處理設施，分設于各個鄉鎮區街道或村級污水處理站。各污水處理設施有相關的污水處理傳感裝置，需要采集傳輸如pH 、DO、水溫、水量等，這類傳感裝置的數據一般為數字量數據，可以與RTU無線遠程測控終端設備的RS232或RS485直接連接傳輸。另因污水處理的需要，現場還有風機、水泵、自控系統等設備，當這些主要設備故障時，要能實時的反饋相關信息，并且要能夠對其進行遠程啟動與關閉。這就要求RTU無線遠程測控終端設備要具備對設備的監測與信息上報功能，同時還須具備標準變送器信號和電平信號跳變功能，以及RTU云設備管理平臺軟件具有遠程控制的功能。

六、系統組成

本方案系統主要由RTU無線遠程測控終端設備、2G/3G/4G無線通信基礎網絡及有線互聯網絡及相關通信設備、服務器及RTU云設備管理平臺軟件等組成。

6.1、各水質傳感裝置、風機、水泵、自控系統等；

6.2、RTU無線遠程測控終端設備；

6.3、2G/3G/4G無線網絡及有線互聯網絡；

6.4、服務器；

6.5、RTU云設備管理平臺軟件；

七、組網應用

7.1、設備的連接：各污水處理設施pH 、DO、水溫、水量傳感裝置通過RS232或RS485等接口與才茂通信的RTU一對一連接；

7.2、服務端的部暑：在監控中心這一端，分配一套機架式服務器作為服務器硬件設備。服務器硬件設備用于部暑RTU云設備管理平臺軟件，該平臺軟件為B/S架構，用于管理接收及發送傳感裝置采集傳輸的數據；

7.3、數據通道的架設：給服務器這一端申請使用一個固定IP地址，在與服務器連接的路由器這一端開設一個未曾使用的端口號，將這個服務器的IP地址與端口號配置到才茂通信的RTU，當RTU相關設備啟用時，數據通過此通道傳輸；

7.4、數據的傳輸：當RTU啟用時，即會通過2G/3G/4G網絡與監控中心服務器建立透明傳輸通道，此時RTU即能夠收到來自各傳感裝置發送的數據，通過RTU本身的無線遠距離數據透傳功能，將數據原封不動的發送到監控中心服務器，運用RTU云設備管理平臺軟件的功能，也可以發送控制指令給RTU，以實現數據的實時采集、處理、控制與統計；

八、系統拓樸圖

九、系統功能

遠程自動監控平臺系統，主要可實現以下功能：

9.1、RTU無線遠程測控終端設備:

RTU無線遠程測控終端設備集成了模擬信號采集、開關量輸入、開關量輸出、計數和無線數據通信于一體的高性能測控裝置，支持以太網通信，串口通信，RS485 通信和4G/3G/2G 無線數據通信于一體。

可以直接接入各種傳感器、標準變送器信號、儀表等輸出的模擬信號、電平信號、干觸點、脈沖信號等。

可實現對pH、DO、水溫、水量等數據實時監測。

與各水泵、風機連接，通過遠程監控平臺管理軟件的PWM功能或繼電器功能，可實現對水泵、風機的遠程控制啟動或停機工作。

9.2、RTU云設備管理平臺軟件 功能

RTU云設備管理平臺軟件具有用戶管理、系統管理、采集控制、遠程升級、遠程配置、主動報警、主動上報等功能。

與才茂通信RTU無線遠程測控終端設備系列設備配套使用。能夠實現對各類傳感 器的數據采集與無線傳輸，實現遠程監測控制與管理功能。

可根據管理對象的不同，設置不同的訪問權限，如基本操作員只具有采集控制、遠程配置、查詢、統計等基本功能，管理員除具有這些操作功能外，還具有高級管理、遠程升級、注冊管理與用戶管理等功能。

可設定是否允許主動上報的動作、設定上報的內容、上報的網絡方式（手機報警+系統報警）、上報的時間間隔、上報信息的接收的手機號碼等條件。當與風機、水泵或其他自控系統設備連接，可以實時反應該設備的故障信息。

通過遠程監控平臺管理軟件的PWM功能或繼電器功能，可實現對水泵、風機的遠程控制啟動或停機工作。

具有查詢統計功能，可按月或時間段對監測數據進行查詢并匯總形成報表，也可實現每座設施污水處理數量日、月等的統計，形成報表以供管理決策使用。

十、系統可行性

基于此，利用2G/3G/4G無線數據傳輸技術，基于服務端應用寬帶有線網絡提供固定IP或者動態IP（可用域名綁定）以及端口號，將這些服務端參數設置在才茂通信RTU無線遠程測控終端設備上，利用它能夠自動解析域名地址，連接到服務端的RTU云設備管理平臺軟件，可以為環境保護部門的生活污水出水水質提供實時的數據采集、傳輸、遠程管理與控制等功能，實現水質監測監控的遠程管理，是一套上佳的遠程自動監控平臺方案。