[发明专利]基于无线通信的水处理远程监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及数据监视和控制技术领域，尤其涉及一种基于无线通信的水处理远程监控系统。

技术背景

目前，在水处理领域，数据收集和控制信号传输多数用有线方式，在工业检测和控制领域虽然已经存在已久，技术也相当成熟。但是，在很多场合，无疑造成很多不必要的浪费。首先是层次结构比较复杂，施工困难，工作繁重。其次，成本极高，因为使用成本较高的PLC控制器作为分层次的二级、三级控制器，PLC价格不菲；因为是有线传输，一般距离比较远，需要大量的信号传输线，这个价格不亚于PLC控制器。最后，就是维护难度高，传统的监控系统复杂，因此环节多，故障率增加，另外，信号线容易老化，或遭鼠害容易造成断线，又一般传输线安装在专门的传导盒中或地下通道或掩埋起来，检测故障点难度很高，给维护和维修造成很大困难。

而目前应用中的部分无线水处理设备优点是价格低廉，结构简单。增加的风险是抗干扰能力差，误码率高，以及未授权的访问，包括有意的和无意的入侵。

发明内容

本发明提供了一种基于无线通信的水处理远程监控系统，该系统结构简单，制造成本低廉。且无线传输过程中可靠性高，保密性强。

一种基于无线通信的水处理远程监控系统，包括：

若干无线终端：采集受监控的数据，经加密、转换格式后发送给数据集中器；接收数据集中器发出的经加密、转换格式后的水处理指令，还原、解密后传输给相应的执行机构；

数据集中器：接收各个无线终端发送的经加密、转换格式的数据并进行存储，传输给中央计算机；接收中央计算机发出的经加密、转换格式的水处理指令并进行存储，发送给各个无线终端；

中央计算机：读取数据集中器中存储的经加密、转换格式的数据，还原、解密后以数据库的形式进行管理；发出水处理指令，并对水处理指令进行加密、转换格式。

所述的数据和水处理指令加密方法优选为对称加密算法，增加系统安全性的同时不影响系统的执行处理速度。

优选地，所述的数据转换格式的方法为在经加密的数据两端添加引导码、权限、终端号、数据的明文校验码、校验码和终结码，经加密的数据以及数据的明文校验码位于中间位置，能有效保证数据传输的准确性。

所述的水处理指令转换格式的方法为在经加密的水处理指令两端添加引导码、权限、终端号、水处理指令的明文校验码、校验码和终结码，经加密的水处理指令以及水处理指令的明文校验码位于中间位置，能有效保证数据传输的准确性。

优选地，所述无线终端由终端处理器、外设接口和无线传输模块组成；终端处理器接收外部设备传输的受监控的数据，将其加密、转换格式后经无线传输模块发送给无线集中器；无线传输模块接收经加密、转换格式的水处理指令并传输给终端处理器，终端处理器对其进行解密、还原后传输给执行机构。

优选地，所述的数据集中器由处理器、存储器、与中央计算机的接口和无线传输模块组成；处理器读取存储在存储器中的经格式转换的水处理指令，经无线传输模块发送给无线终端，处理器经无线传输模块接收经加密和转换格式的数据，并存储在存储器中。

优选地，所述的终端处理器或处理器为PHILIPS LPC2103。

优选地，无线传输模块是由调制解调芯片CC1020和处理器Atmega8L组成。CC1020是一种理想的超高频单片收发器芯片，主要用于ISM频带和在426/429/433/868/915MHz频带的SRD(Short Range Device)中，也可经编程后用于频率为402MHz～470MHz和804MHz～940MHz的多信道设备。

本发明系统采用的是业余无线频道，调制方式GFSK/FSK，工作频率为433/868/915MHz，也可以使用GPRS/CDMA无线方式传输。

本发明系统采用无线方式采集、处理数据可以省去大量的传输线布线的繁杂施工，而且大大降低成本、简化其监控的架构形式。信息收集后保存在收集器中，需要时由中央计算机负责取回保存于其中的数据，当进行某种动作的时候，由中央计算机负责发送动作命令，交给无线集中器，再由无线集中器通过广播的形式，发送给各个不同的无线终端。当各个不同的终端接收来自集中器的命令后，经过验证数据，判断命令是发给本终端时，该终端再组织将此命令解密、还原并输出给相应的执行器或执行机构，非常简捷高效。

同样的道理，当某个终端或多个终端需要向中央计算机发送数据的时候，就由当时需要发送数据的终端负责组织数据，发送给无线数据集中器；如果是多个终端同时发送，就按需要的优化方式进行排队，以保证不会有数据传送丢失。集中器接收端收到此信息，按一定的格式进行保存，便于中央计算机来取数据。