基于物联网的污水拉管理系统概述方案DOC.docx
《基于物联网的污水拉管理系统概述方案DOC.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于物联网的污水拉管理系统概述方案DOC.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
基于物联网的污水拉管理系统概述方案DOC
基于物联网的
污水拉运管理自动化系统
方案概述
宁夏路腾科贸有限公司
2012年3月27日
第一章：
基于物联网的污水拉运自动化管理系统概述
1.1物联网的概念
简单的说，物联网就是物物相连的新网络或新互联网”，是可以实现任何物品与物品之间，机器与机器之间，机器与人之间进行信息交换和通信的网络。
物联网是新一代信息技术和新技术革命的重要组成部分，是引起管理技术大变革的开端和基石。
物联网英文名称是“TheInternetofthings”简称iot。
是通过各种信息采集和传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
更关注用户体验、界面友好、操作简便以及人的解放、交互自动化、智能化为创新核心是物联网发展的灵魂。
物联网通过各种信息识别采集传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过通讯网络和数据传输与互联网结合形成一个超级巨大网络，实现物与物、物与人，机器与机器，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。
物联网的鲜明特征
和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。
首先，它是各种感知技术的广泛应用。
物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。
传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。
其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。
物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。
在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。
还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。
物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。
从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。
综上所述，物联网具有3个特征，一个是全面感知，就是让物品会“说话”，第二个是可靠传递，就是数据传输，第三个是智能处理，即最有前景的“云计算”“SAAS”等。
通俗讲物联网分3层，就是把设备的各种信息和采集数据，通过网络传递到后台的应用层，进行各种应用处理和信息资源共享。
“物”的涵义
这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围：
1、要有数据传输通路；
2、要有一定的存储功能；
3、要有CPU；
4、要有操作系统；
5、要有专门的应用程序；
6、遵循物联网的通信协议；
7、在世界网络中有可被识别的唯一编号。
物联网的中国模式和机会
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。
它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。
物联网指的是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等和“外在使能”的，如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通过各种无线/有线的长距离/短距离通讯网络实现互联互通、应用大集成在基于云计算的SaaS营运模式，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保、自动、智能、透明、实时”的“管、控、营”一体化，人作为主宰被大量的解放出来，只需简单操作一两个按钮发发指令和对执行结果确认。
物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。
物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。
技术架构
从技术架构上来看，物联网可分为三层：
感知层、网络层和应用层。
感知层由各种信息识别方法和采集设备以及传感器和传感器网关构成，包括各种传感器、一、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。
感知层的作用是物联网获识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。
网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，负责传递和处理感知层获取的信息。
应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。
物联网的行业特性主要体现在其应用领域内，物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。
目前绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等行业是物联网的主流应用。
物联网应用模型建立情况
物联网在实际应用上的开展需要各行各业的参与，物联网的开展具有规模效益性、广泛参与性、管理分散性、技术复杂性、物的多形态多属性等等特征，其中，技术上的问题和技术复杂性是物联网最为关键的问题；
物联网技术是一项综合性的技术，是一项系统工程，可以全面负责物联网的整个系统规划和建设的公司很少，实际应用还仅局限于行业或企业内部。
一般来讲，物联网的开展步骤主要如下：
（1）对物体属性进行标识，属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先由传感器实时探测；
（2）需要识别设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式；
（3）将物体的信息通过网络传输到信息处理中心（处理中心可能是分布式的，如家里的电脑或者手机，也可能是集中式的，如中国移动的IDC），由处理中心完成物体通信的相关计算。
物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。
1.2基于物联网的污水拉运管理系统概述
为了实现天然气处理厂污水拉运无人干预需求而特别设计的一套管理系统。
对于现代化的油气田建设来说，智能，高效，安全，自动化是未来油气田建设的基本发展方向。
本着这一原则和油气田基础建设实际情况，我公司针对长庆采气三厂现有的网络硬件资源设计了基于物联网污水拉运自动化管理系统，可以实现无人干预，智能，高效，安全，自动化解决关于污水拉运过程中出现偷拉，偷盗，私卖污水等各种情况，有效减少污水被盗。
提高污水拉运安全性，可靠性。
1.2项目概述
1.2.1项目名称
基于物联网污水拉运自动管理系统简称污水管理系统。
1.2.2系统应用概述
污水管理系统主要用于实现污水拉运的自动化管理及监督过程。
1.3设计目标
污水管理系统是为了实现污水拉运的无人干预，安全，高效，智能，自动化管理。
1.3.1架构合理:
污水管理系统基于现有网络硬件以实现无人干预自动化装载、卸运即时管理监控。
1.3.2低成本低维护量：
我公司将遵循上述设计原则，对贵单位污水管理系统进行设计。
并将严格按照国际惯例并结合本企业的技术实力与工程经验，对贵单位污水管理系统进行概述设计。
第二章项目概述
2.1系统流程及模拟图
污水拉运自动管理系统模拟图
污水拉运射频卡管理系统模拟图
2.2系统描述
2.2.1污水灌装过程监控
污水罐车进入装运区，由射频发射器发射身份识别无线信号，集气站射频接收器对随车电子标签身份进行验证，如不合法立即报警，杜绝非法车辆进入装车区。
验证身份合法后由《污水拉运管理装车终端子系统》自动通知作业区相关授权人员。
接到通知后通过管理系统对拉运车辆身份进行核实，并确认污水管已连接好，确认后由作业区经理授权通过《污水拉运管理作业区子系统》给定加注液量数据，通过内部局域网终端电脑下达开启电磁阀指令，电子计量阀计数，开始污水装车。
电磁阀按照给定液量装车，液量达到给定数据后自动关闭电磁阀，现场工作人员给罐口打上二维铅封。
并将此次污水灌装时间和液量通过内部局域网上传采气厂中心服务器，同时将数据由射频发射/接受装置自动写入随车电子标签内，打开挡车杆，放行。
车辆行驶过程中由GPS导航监控行驶过程。
整个操作过程现场人员无权干涉和参与，避免了意志薄弱的工作人员参与非法活动中。
保护自己的员工不能参与非法活动。
2.2.2污水卸载过程监控
污水罐车进入处理厂内道路时，时速要求小于20KM，距离液压柱10米范围时，由厂区射频识别器发射无线信号对车辆车载电子标签进行识别，由《处理厂污水拉运地磅管理终端子系统》对拉运身份数据自动和装载端上传到中心服务器数据进行对比，如有不符立即报警。
核定身份无误后系统自动降下液压柱，放行车辆进入卸载区域，随后液压柱自动升起。
车辆经过液压柱后进入称重电子地磅，记录毛重数据后驶向卸载点进行污水卸载。
卸载完污水后车辆再次驶入电子地磅进行称重，系统对两次称重数据去皮后和装载端加注液量进行对比，如超出误差范围则报警，并不与放行，等候相关部门处理。
如符合误差范围。
自动降下地磅档车板。
距离液压柱10米范围时射频系统自动对车载电子标签此次拉运数据进行清零，并降下液压柱，车辆通过后自动升起。
2.3系统需求
随车电子标签（每车一个）
电子标签内含数据；车型，车牌号码，核定载液量，驾驶员，押运员，车架号码，运输单位
此次拉运液量数据的存储
厂区射频发射/接收器（每个处理厂两套）
天然气处理厂用于；车辆进入身份识别，车辆电子标签的原始数据建立，过完磅秤后数据重新写入
集气站射频发射/接收器（每个集气站装车点一套，34套）
集气站用于；装车车辆身份识别，拉运污水数量写入
装车端电子计量电磁阀（每个集气站各一套，34套）
集气站污水罐用于；按作业区授权人员计量污水拉运数据并上传
按智能计量计的数据打开/关闭装车污水数量
集气站污水拉运管理装车终端子系统（每个作业区按N个集气站数量安装N套）
集气站终端子系统用于；是一个无人干预的执行子系统，值班人员只能监看，该子系统根据射频发射/接收器自动识别装车车辆身份，根据智能计量阀的数据自动管理装车电磁阀的开/闭，接收作业区授权人员的指令并完成数据的上传。
对非法进入车辆立即报警至作业区子系统。
紧急情况下值班人员只具备关闭装车电磁阀的操作.
污水拉运管理服务器系统软件（采气厂数据中心一套）
污水拉运管理系统用于自动实现；所有处理厂污水拉运车辆的原始数据存储，所有处理厂装车数据存储及相关数据上/下传输，自动管理所有集气站装车端子系统的运行和数据上/下传输。
自动管理和处理所有天然气处理厂污水数量的存储和计算、查询，自动管理作业区子系统的数据上下传输及查询，各个下级单位管理人员及权限分配，污水拉运日、周、月报表自动生成和传输到指定领导。
每月自动对所有污水拉运数据备份。
作业区污水拉运管理终端子系统（每个作业区一套）
作业区污水拉运管理子系统用于；实时统计各个集气站污水罐液量数据，按权限上报厂生产调度室，回批拉运计划后根据权限下达各个集气站污水拉运液量，并监控拉运车辆身份，接收对非法车辆自动报警自动将每个集气站污水拉运数据、污水罐剩余液量数据生成日、周、月报表，并将数据实时上传厂中心服务器。
处理厂污水拉运地磅管理终端子系统（每个处理厂一套，5套）
处理厂污水拉运子系统用于；自动识别污水拉运车辆身份，自动控制液压柱升降，自动将电子磅秤的数据和原始装车数据、随车电子标签数据对比，实现数据合法后自动降下液压柱放行，并把随车电子标签中液量数据清零，自动统计实时日卸车总液量、单车日总液量并上传厂中心服务器。
对超差拉运车辆不予放行，并报警等候处理。
中心系统服务器（采气厂数据中心一套）
终端计算机（按子系统软件安装数量配置）
液压柱系统（每个处理厂一套）
电子地磅及相关控制设备（每个处理厂一套）
2.4系统所需设备及性能参数
2.4.1随车电子标签
芯片概述：
UCODEHSL是飞利浦公司推出的智能标签IC家族中的一个产品，是一种专用的非接触式无源IC芯片,运行在900MHz和2.45GHz的UHF超高频段,用于远距离智能电子标签和电子标牌,也特别适合于物品供应链和后勤应用方面的信息管理,当需要数米远的操作距离时，选择该芯片是最为恰当的。
如在供应链和物流管理应用领域的集装箱/货箱的跟踪，每秒可阅读50个标签，最大的好处是整个集装箱和货箱在他们通过货运仓库时就可以被读卡器感应到，从而无需再扫描每一个单独的货物。
UCODHSL系统提供在询问发射机（简称读写器，下同）天线有效电磁场范围内，可以同时区分和操作多张标签（反碰撞机制）。
以UCODEHSL芯片制造的电子标签产品，特别适合操作距离可达数米的远距离应用场合的设计，并且标签不需要额外的电源供电，它是依靠非接触式通信界面），从读写器的天线以无线电波方式，向标签内的天线传送能量而产生谐振式感应电源，而系统时钟由内建的振荡器产生，并由外部提取的钟频进行同步。
读写器对标签数据的询问和传送，是根据RF界面的高频调制/解调电路来完成，并且，高速率无线电波通信界面允许数据作双向通讯。
对于分体式机具，用一条专用RF电缆将天线连接到读写器上，并根据天线激化方式，将天线发射轴线指向目标，在没有视觉障碍的有效范围内,芯片开发商标称其读写距离可达1.5～8.4米（根据读卡机射频功率、机具天线和标签天线增益确定）。
芯片特点：
∙在读写器使用分离天线条件下，由该公司封装的UCODEHSL电子标签，其实际读卡距离达到甚至超过10米，写值距离也能够在标称读距的70％以内可靠操作，可以满足操作距离在1.5～10米范围的应用场合；
∙适合于超高频900MHz长距离解决方案，到2.45GHz的两种RFID频段，允许该标签在全世界使用；
∙快的数据比率：
上传40～160kbits/s，下载10～40kbits/s；
∙10%～100%的幅度调制；
∙能用来建造Intellitag产品；
∙2048bit读/写存储空间：
UCODEHSL芯片具有高达2Kbit的存储记忆体，包括0～7字节（64bits）UID存储、8～223字节（共216字节）用户自定义数据存储和32字节锁存控制数据存储等，被分配在64块中。
每块的大小是4字节（32bits）,字节是最小的读写单位，用户自定义存储空间均可以被读写器进行读写操作；
∙用户存储空间可分别以字节作写保护设置，写保护区段无法再次改写数据；
∙数据保持能力可达10年；
∙芯片反复擦写周期大于100千次。
●可根据用户需求制作成卡片外形。
主要优点：
∙UCODEHSL电子标签在国内已经大批量封装投产；
∙UHF读写机具亦逐步在国内得到普及；
∙产品均符合全美洲和全欧洲的规章。
∙先进的反冲突机制和高效传输速率。
∙使用18000-6国际标准协议，同时兼容ISO18000-4；
∙向下兼容ANSI256/Intellita。
∙存储容量大，可以直接记录物品大量属性和信息，特别有利于物品相关数据的跟踪、查询和终端信息的反馈。
2.4.2厂区射频发射/接收器
产品详细介绍：
MIND-UF802读写器简介：
本产品具有多协议兼容、体积小、读取速率快、多标签识读、圆极化天线对标签没有方
向限制、防水型外观设计等优点，可广泛的应用于各种RFID系统中，典型的应用场合有：
•物流和仓储管理：
物品流动与仓储管理以及邮件、包裹、运输行李等的流动管理。
•智能停车场管理：
停车场的管理与收费自动化。
•生产线管理：
生产工序定点的识别。
•产品防伪检测：
利用标签内存储器写保护功能，对产品真伪进行鉴别。
其它领域：
在俱乐部管理、图书馆、学生学籍、消费管理、考勤管理、就餐管理、泳池
管理等系统都得到了广泛的使用。
MIND-UF802读写器用途：
可用于物品识别和数据采集，利用其具有的良好特性，尤其在下列领域中可广泛使用：
•运输管理：
公路、铁路运输管理和集装箱运输管理等；
•机动车辆管理：
公安、交通等部门对各种机动车辆的监控与管理；
•路桥收费：
由于本产品具有远距离高速读取标签数据的能力，路桥收费可以不停车进行；
•海关通关管理：
海关通关、转关的物资和车辆管理；
•仓储物流管理：
商品流动与仓储管理以及邮件、包裹、航空行李等的流动管理；
•停车场管理：
实现管理与收费自动化；
•门禁管理：
包括车辆与人员的进出管理；
•工艺生产流程：
在整个生产过程中监控零部件；
MIND-UF802读写器主要功能：
•唤醒标签：
只有被唤醒的标签才能与读写器进行通信，防止系统外其它标签的干扰，确
保读写器与本系统标签信息交换的可靠与准确。
•读取标签数据：
不仅可以读取标签的ID号，还可读取指定标签存储区的数据；不仅可以
读取单个标签的数据，而且可以同时读取天线波范围内的多个标签的数据。
•写入标签数据：
可以向指定的标签存储区写入数据。
•可以直接与具有标准韦根W26、W34接口的控制设备连接，无需开发，使用简便。
•通过标准通信接口与控制器或PC机相连，进行数据通信与交换；提供SDK开发包
用户进一步开发应用。
MIND-UF802读写器技术参数：
•工作频率：
国标（920~925MHz）、美标（902~928MHz）或定制其它频段跳频或定频工作；
•读卡距离：
识别距离调整范围：
1～12米；
•读卡灵敏度：
双极化方式读卡；
•读卡时间：
单标签64位ID号读取时间<6mS；
•工作电压：
DC＋9V；
•工作温度：
－20℃～+80℃；
•存储温度：
－40℃～+125℃；
2.4.3电子流量计
（一）、概述
电磁流量计由传感器和转换器两部分构成。
它是基于法拉第电磁感应定律工作的，用来测量电导率大于5μS/cm导电液体的体积流量，是一种测量导电介质体积流量的感应式仪表。
除可测量一般导电液体的体积流量外，还可用于测量强酸强碱等强腐蚀液体和泥浆、矿浆、纸浆等均匀的液固两相悬浮液体的体积流量。
广泛应用于石油、化工、冶金、轻纺、造纸、环保、食品等工业部门及市政管理，水利建设、河流疏浚等领域的流量计量。
（二）、产品特点
● 全数字量处理，抗干扰能力强，测量可靠，精度高、流量测量范围可达150：
1
● 超低EMI开关电源，适用电源电压变化范围大，抗EMI性能好。
● 采用16位嵌入式微处理器，运算速度快,精度高，可编程频率低频矩形波励磁，提高了流量测量的稳定性，功耗低。
● 采用SMD器件和表面贴装（SMT）技术，电路可靠性高。
● 管道内无可动部件，无阻流部件，测量中几乎没有附加压力损失。
● 在现场可根据用户实际需要在线修改量程。
● 测量结果与流速分布，流体压力，温度、密度、粘度等物理参数无关。
● 高清晰度背光LCD显示，全中文菜单操作，使用方便，操作简单，易学易懂。
● 具有RS485、RS232、Hart和Modbus等数字通讯信号输出。
（选配）
● 具有自检与自论断功能。
● 小时总量计录功能，以小时为单位记录流量总量，适用于分时计量制（选配）
● 内部具有三个积算器可分别显示正向累计量反向累计量及差值积算量，内部设有不掉电始终可记录16次掉电时间。
（选配）
● 红外手持操作器，115KHZ通讯速率，远距离非接触操作转换器所有功能（选配）
三、技术参数
公称通径（mm）
（特殊规格可定制）
管道式四氟衬里：
DN10～DN600
管道式橡胶衬里：
DN40～DN2200
流动方向：
正，反，净流量
量程比：
150：
1
重复性误差：
测量值的±0.1%
精度等级：
管道式：
0.5级，1.0级
被测介质温度：
普通橡胶衬里：
－20～＋60℃
高温橡胶衬里：
－20～＋90℃
聚四氟乙稀衬里：
－30～＋120℃
高温型四氟衬里：
－20～＋180℃
额定工作压力：
（特殊压力可定制）
DN6－DN80：
≤1.6MPa
DN100－DN250：
≤1.0MPa
DN300－DN1200：
≤0.6MPa
流速范围：
0.1－15m/s
电导率范围：
被测流体电导率≥5μs/cm
电流输出：
负载电阻
0～10mA：
0～1.5kΩ
4～20mA：
0～750kΩ
数字频率输出：
输出频率上限可在1～5000HZ内设定带光电隔离的晶体管集电极开路双向输出。
外接电源≤35V导通时集电极最大电流为250mA
供电电源：
AC220V或DC24V
要求直管段长度
上游≥5DN，下游≥2DN
连接方式：
流量计与配管之间均采用法兰连接，法兰连接尺寸应符合GB11988的规定
防爆等级：
mdIIBT4
防护等级：
IP65（防尘），IP67（防喷淋），IP68（潜水型）
环境温度：
－25～＋60℃
相对温度：
5%～95%
消耗总功率：
小于20W
升级会员 