摘要：本文提供了一种基于2G、3G、4G无线采集传输终端通信技术的水处理远程监测方案，简要介绍了无线网络的基本知识，无线数据采集传输终端技术，描述了无线数据采集传输终端RTU应用于水处理的实现方法。通过实际应用，获得了理想的效果。

关键词：2G、3G、4G；无线采集传输；无线采集传输终端RTU；才茂通信RTU；

一、方案背景

随着城市化建设的不断推进与经济的快速发展，人们生活水平不断提高，对城市环境保护的要求也越来越高。政府有关部门为此加强了污水处理的步伐，加大了治理力度。各地环保部门为了掌握水质监测和环境信息管理的需要，需对辖区内各有关水质利用远程监控技术进行监测监控，使其出水水质符合污水处理标准并达标排放。

由于各环保部门辖区内各污水处理设施相对分散，为便于监测管理，系统远程监控系统需要能够实现电脑、移动平板、手机APP等方式的操作管理，同时远程监控技术能实现对pH 、DO、水温、水量等数据实时监测的功能，系统要能实现对风机、水泵与自控系统等的故障信息的反映功能，并能实现对风机、水泵的远程控制启停功能等。

二、方案思路

基于环境保护部门的实际需求，我们认为利用2G/3G/4G无线传输技术，基于移动运营商的无线网络，采用具有无线远程测控功能与技术的无线远程测控终端设备（RTU）及其平台管理系统，以便为环境保护部门的生活污水出水水质提供实时的数据采集、传输、远程管理与控制等功能，实现水质监测监控的远程管理。

三、关于2G/3G/4G无线通信

2G/3G/4G业务，具有接入迅速、永远在线、流量计费等特点，在远程突发性数据实时传输中有不可比拟的优势，特别适合于频发小数据量的污水处理监测的实时传输，在其他行业上也有普遍特殊的应用：

如：

电力系统城市中压低压电网实时监控和自动补偿

热力热网系统实时监控和维护

气象实时监测系统

城市公用事业实时监控维护系统

煤气调压站实时数据采集和自动控制

智慧农业信息化远程监测系统

……

四、关于无线远程测控终端技术

无线远程测控终端，其英译为Remote Terminal Unit，通常简称为RTU，是一组应用了集数据采集、远程控制与无线通讯功能为一体的无线终端控制产品，属终端控制系统，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。是构成远程监控平台系统的前端核心装置，具有信号输入输出接口，可与各污水处理设施或装置的传感设备连接，由于其具有无线通讯功能，支持2G/3G/4G网络，可直接连接以太网。RTU技术结合云设备管理平台软件，构成一套完整的监测监控系统，可很好地实现各环境保护部门对现场各相关污水处理监测装置的遥测、遥控、遥信和遥调等功能。

五、应用分析

根据对各环保部门的多方实地考察与了解，以及我们与各地污水处理成功的项目案例来看，一般环保部门下辖的污水处理设施，分设于各个乡镇区街道或村级污水处理站。各污水处理设施有相关的污水处理传感装置，需要采集传输如pH 、DO、水温、水量等，这类传感装置的数据一般为数字量数据，可以与RTU无线远程测控终端设备的RS232或RS485直接连接传输。另因污水处理的需要，现场还有风机、水泵、自控系统等设备，当这些主要设备故障时，要能实时的反馈相关信息，并且要能够对其进行远程启动与关闭。这就要求RTU无线远程测控终端设备要具备对设备的监测与信息上报功能，同时还须具备标准变送器信号和电平信号跳变功能，以及RTU云设备管理平台软件具有远程控制的功能。

六、系统组成

本方案系统主要由RTU无线远程测控终端设备、2G/3G/4G无线通信基础网络及有线互联网络及相关通信设备、服务器及RTU云设备管理平台软件等组成。

6.1、各水质传感装置、风机、水泵、自控系统等；

6.2、RTU无线远程测控终端设备；

6.3、2G/3G/4G无线网络及有线互联网络；

6.4、服务器；

6.5、RTU云设备管理平台软件；

七、组网应用

7.1、设备的连接：各污水处理设施pH 、DO、水温、水量传感装置通过RS232或RS485等接口与才茂通信的RTU一对一连接；

7.2、服务端的部暑：在监控中心这一端，分配一套机架式服务器作为服务器硬件设备。服务器硬件设备用于部暑RTU云设备管理平台软件，该平台软件为B/S架构，用于管理接收及发送传感装置采集传输的数据；

7.3、数据通道的架设：给服务器这一端申请使用一个固定IP地址，在与服务器连接的路由器这一端开设一个未曾使用的端口号，将这个服务器的IP地址与端口号配置到才茂通信的RTU，当RTU相关设备启用时，数据通过此通道传输；

7.4、数据的传输：当RTU启用时，即会通过2G/3G/4G网络与监控中心服务器建立透明传输通道，此时RTU即能够收到来自各传感装置发送的数据，通过RTU本身的无线远距离数据透传功能，将数据原封不动的发送到监控中心服务器，运用RTU云设备管理平台软件的功能，也可以发送控制指令给RTU，以实现数据的实时采集、处理、控制与统计；

八、系统拓朴图

九、系统功能

远程自动监控平台系统，主要可实现以下功能：

9.1、RTU无线远程测控终端设备:

RTU无线远程测控终端设备集成了模拟信号采集、开关量输入、开关量输出、计数和无线数据通信于一体的高性能测控装置，支持以太网通信，串口通信，RS485 通信和4G/3G/2G 无线数据通信于一体。

可以直接接入各种传感器、标准变送器信号、仪表等输出的模拟信号、电平信号、干触点、脉冲信号等。

可实现对pH、DO、水温、水量等数据实时监测。

与各水泵、风机连接，通过远程监控平台管理软件的PWM功能或继电器功能，可实现对水泵、风机的远程控制启动或停机工作。

9.2、RTU云设备管理平台软件 功能

RTU云设备管理平台软件具有用户管理、系统管理、采集控制、远程升级、远程配置、主动报警、主动上报等功能。

与才茂通信RTU无线远程测控终端设备系列设备配套使用。能够实现对各类传感 器的数据采集与无线传输，实现远程监测控制与管理功能。

可根据管理对象的不同，设置不同的访问权限，如基本操作员只具有采集控制、远程配置、查询、统计等基本功能，管理员除具有这些操作功能外，还具有高级管理、远程升级、注册管理与用户管理等功能。

可设定是否允许主动上报的动作、设定上报的内容、上报的网络方式（手机报警+系统报警）、上报的时间间隔、上报信息的接收的手机号码等条件。当与风机、水泵或其他自控系统设备连接，可以实时反应该设备的故障信息。

通过远程监控平台管理软件的PWM功能或继电器功能，可实现对水泵、风机的远程控制启动或停机工作。

具有查询统计功能，可按月或时间段对监测数据进行查询并汇总形成报表，也可实现每座设施污水处理数量日、月等的统计，形成报表以供管理决策使用。

十、系统可行性

基于此，利用2G/3G/4G无线数据传输技术，基于服务端应用宽带有线网络提供固定IP或者动态IP（可用域名绑定）以及端口号，将这些服务端参数设置在才茂通信RTU无线远程测控终端设备上，利用它能够自动解析域名地址，连接到服务端的RTU云设备管理平台软件，可以为环境保护部门的生活污水出水水质提供实时的数据采集、传输、远程管理与控制等功能，实现水质监测监控的远程管理，是一套上佳的远程自动监控平台方案。