水情自动监测预报系统.docx

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水情自动监测预报系统

水情主动监测预告体系

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1.概述

山洪灾祸是山丘区在必定强度或中断的降雨下,因特别的地形地质前提而产生的天然灾祸,它具有突发.损坏性大.防治艰苦的光鲜特色,山洪及其诱发的泥石流和滑坡,往往对局部地区造成扑灭性灾祸,对公平易近经济和人平易近性命财宝造成重大损掉.近年来,我国山洪灾祸问题日益凸起,每年都造成大量人员伤亡,轻微影响社会经济成长.

水情监测预告体系重要包含水情遥测站网布设.信息收集.信息传输通信组网.装备举措措施设置装备摆设等.实用于水文部分对江.河.湖泊.水库.渠道和地下水等水文参数进行及时监测,监测内容包含：

水位.流量.降雨（雪）.风速等.水情主动监测预告体系采取多种无线通信方法及时传送监测数据,各通信数据互为填补包管监测数据的及时性和精确性,可以大大进步水文部分的工作效力.

1）

2.体系功效

1）治理功效：

具稀有据分级治理功效,监测点治理等功效.

2）收集功效：

收集监测点水位.降雨量等水文数据.

3）通信功效：

监测中间可分离与被授权治理的监测点进行通信.

4）告警功效：

水位.降雨量等数据超出预设的告警上限时,监测预告体系软件主动告警.

5）查询功效：

监测预告体系软件可以查询各类汗青记载.

6）存储功效：

前端监测装备具备大容量数据存数功效;监测中间数据库可以记载所有汗青数据.

7）剖析功效：

水位.降雨量等数据可以生成曲线及报表,供趋向剖析.

3.体系装备构成

   水情主动监测预告体系由前端遥测站.测量装备.通信收集（超短波中继站）.监测中间站等使部分构成.重要构成装备为：

1）前端遥测站：

主动遥测终端机.

2）测量装备：

翻斗式雨量计.水位计等.

3）中继站：

中继站终端装备——中继机.

4）中间站装备：

前置吸收机.中间盘算机等.

5）其他装备：

太阳能电池板及充电掌握器.避雷针等.

4.装备功效

1）主动遥测终端机

装备构造及工作道理示意图：

装备功效包含：

A、当雨量每产生一个计量单位（1mm）或水位每变更一个计量单位时,主动收集.存贮并向中间发送数据.

B、达到设定的时光距离时,即主动收集.存贮和发送数据.雨量发送累计值,水位发送及时价.

C、支撑超短波.GPRS.北斗卫星等多种无线通信方法.

D、可现场和长途（经由过程GPRS）设定站号和各项遥测数据的上.下限报警值等工作参数,数据越限时连忙上陈述警信息.

E、支撑现场或长途进级装备程序.

F、支撑遥测,和汗青数据长途查询功效.

G、具有自检功效,低压报警功效.

H、具有信道机超时发送强制掉落电功效.

I、可扩大衔接其他水文传感器.收集器接口.

2）中继机

装备构造及工作道理示意图：

装备功效包含：

A、有较强的抗干扰才能,靠得住性高.

B、可设定中继站站号.工作信道.

C、吸收到部属遥测站数据,经译码.纠错后加上中继站信息再编码发送.

3）中间站

装备构造及工作道理示意图：

装备功效包含：

A.全天候值守.及时吸收遥测终端站点的数据,并对其进行处理.治理和存储.

B.对所吸收的信息进行解码.合理性检讨.纠错,并按要素分类进行存储.

C.对遥测终端站进行长途工作设定和工作参数修正.校时.

D.监督遥测终端站点的工作状况功效.

E.主动对收集得到的数据,按照水利.水文的数据规矩和客户设置装备摆设的数据检讨逻辑,断定数据的合理性.

F.数据库知足分中间数据查询.洪水预告.报表输出及其它水文营业运用的请求;

G.数据库具有优越的保护功效,.

5.装备重要技巧请求

1）翻斗式雨量计

重要技巧请求：

分辩力：

承雨器内径：

.刃吵嘴4050;

测量精度：

≤4%;

雨强规模：

～4mm/min（许可经由过程最大雨强8mm/min）;

平均无故障工作时光：

MTBF≥40000小时;

误码率：

<10-4;

旌旗灯号输出尺度：

磁钢干簧管式接点通断旌旗灯号（单旌旗灯号或双旌旗灯号）,接点许可推却的最大电压不小于15V,许可经由过程电流不小于150mA,输出端绝缘电阻不小于1MΩ,导通电阻不大于10Ω,接点工作寿命在50000次以上;

供电和防雷：

无功耗传感器,传感器及输出旌旗灯号传输具有防雷措施;

防堵塞：

传感器具有防堵.防虫.防尘措施;

支撑有线传输,经由过程外接无线短传终端支撑无线远距离传输.

工作温度：

-10℃～+50℃;

相对湿度：

不限.

2）浮子式水位计

重要技巧请求：

量测规模：

根据监测河段水位变更规模肯定;

分辩率1.0cm;

测量精度：

≤±2cm（≤10m）,≤±2～3cm（10～15m）,≤±3cm（≥15m）;

工作情况:

温度-10～＋50℃,湿度<95%（40℃）.

3）遥测终端机

重要技巧请求：

①供电方法：

蓄电池或锂电池向装备供电,太阳能电池板浮充供电;

②值守功耗：

小于等于2mA（电池电压12V时）;

③装备平均无故障工作时光：

MTBF＞25,000小时;

④工作温度：

－30℃～＋60℃,湿度：

0～90％.

4）GPRS/GSM模块

①工作频率：

支撑双频GSM/GPRS,相符ETSIGSMPhase2+尺度;

②协定：

支撑TCP/IP,尺度的AT敕令集;

③发射功率：

2W（900MHz）/1W（1800MHz）;

④功耗（mA@12V）：

≤150mA（工作）,≤10mA（余暇）;

⑤电源：

＋5V～＋35V;

⑥频率误差：

≤0.1ppm;

⑦数据接口：

RS232/RS485;

⑧工作温度：

-25℃～＋60℃.

5）北斗卫星终端

①天线波束宽度：

俯仰偏向25°～90°,程度0°～360°;

②频率：

吸收S波段,发射L波段;

③吸收敏锐度：

C≤-157.6dBW;

④吸收旌旗灯号误码率：

≤1×10-7;

⑤发射EIRP值：

≥13dBW;

⑥MTBF（平均故障距离时光）：

25000小时;

⑦功耗：

平均功耗≤6W,发射最大功耗≤120W;

⑧工作情况：

温度-20℃～+55℃,湿度5％～98％（45℃）;

⑨电源：

9～32VDC;

⑩接口尺度：

RS232C.

6）超短波通信终端

3作频段：

220～240MHz;

②数据速度：

1200bps;

③运行模式：

半双工;

④信道带宽：

12.5/25KHz;

⑤功率：

1～25W.

6.无线超短波通信

超短波（223MHz~235MHz）收集介绍.

7.无线GPRS收集

GPRS（GeneralPacketRadioService,通用无线分组营业）作为第二代移动通信技巧GSM向第三代移动通信（3G）的过渡技巧,是由英国BTCellnet公司早在1993年提出的,是GSMPhase2+（1997年）规范实现的内容之一,是一种基于GSM的移动分组数据营业,面向用户供给移动分组的IP或者X.25衔接.

   GPRS是在现有的GSM收集基本上叠加的一个新的收集,同时在收集装备上增长一些硬件装备,并对原软件进级,形成了一个新的收集逻辑实体.GPRS能给用户供给端到端的.广域的无线IP衔接.通俗地讲,GPRS是一项无线高速数据传输技巧,它以分组交流技巧为基本,用户经由过程GPRS可以在移动状况下运用各类高速数据营业,包含收发E-mail.进行Internet阅读.即时谈天等.

   GPRS体系运用现有的GSM无线收集.GPRS和GSM共用雷同的基站和频谱资本,只是在现有的GSM收集基本上增长了一些硬件装备和软件进级.是以,实现GSM进级至GPRS异常轻易,且中国移动借助原GSM收集,所以GPRS笼罩异常广.今朝中国移动GPRS收集已笼罩全国所有省.直辖市.自治区,收集普遍240多个城市.

8.北斗卫星通信体系

北斗卫星通信体系是我国自立常识产权的“北斗一号”卫星导航通信体系的平易近用用户办事平台.

9.体系工作进程描写

水情主动检测预告体系以数据收集.传输通道和数据处理剖析体系构成,具体工作进程：

遥测站主动监测雨水情数据,当雨水情数据转变达到设定的限值时或达到设定距离时光时,主动上报雨水情数据信息.

遥测站数据经由过程VHF电台.GPRS模块和北斗卫星无线终端装备向三个不合的通信收集发送遥测数据;VHF超短波通信数据经中继站转发送达中间站,GPRS通信数据经由移动运营商装备转发可以由GPRS无线传送到中间站或可以由互联网送达中间站,北斗卫星通信数据经北斗卫星平易近用网管中间转发经由过程互联网送达中间站.

中间站装备吸收各个站点雨水情数据,中间测报软件对数据进行储存.剖析,形成数据库,三个传输通道数据互为填补,以进步数据的及时性和精确性.测报软件根据数据及时反响遥测站雨水情信息,可图文显示或打印报表,同时断定是否超出设定的报警限制并发出声光报警.

分中间站数据库与中间站数据库进行交互.互为填补,分中间测报软件可从中间站数据库获取其权限规模内的遥测站雨水情信息,可图文显示或打印报表,同时断定是否超出设定的报警限制并发出声光报警.

测报软件可经由过程GPRS通信通道对遥测站和中继站长途查询汗青雨水情信息,也可长途设置遥测站或中继站参数.

10.软件功效

1.通信和收集功效 

      1.1支撑GPRS.CDMA.GSM.数传电台.TCP/IP及专线等多种通信方法 

      1.2吸收各个遥测站,汗青数据主动存盘. 

      1.3可查询各个遥测站.

2.时钟同步功效

      办事器.工作站可以经由过程收集进行时钟的同步,数据通信前台机对各个监测站进行广播校时,实现全部

      水文主动测报体系时光同步,校时每15分钟主动进行一次,也可以手动发送.

3.数据补调功效

      采纳数据暂存技巧,在数据未能送达指定办事器时,数据存放在当地,待体系正常后实现主动调补,把缺掉的数据从本站补调回水文主动测报体系数据库.

      3.1主动补调：

盘算机具有动态数据补调功效,不须人工干涉,软件会准时搜刮汗青数据库,把丧掉的数据主动补调回来,数据完全性好.

      3.2人工补调：

调剂人员可随机补调某个测站或所有测站在某一时刻丧掉的数据,时刻保持数据的完全性.

      3.3主动补调的时光和次数可儿工设置.

4.具有基于优先级此外义务调剂功效,变乱.越限优先报警,报警记载可查询.打印.

      4.1重要参数超限以声.光方法报警.

      4.2故障.超限报警定位精确.

      4.3强人工中止声.光报警.

      4.4支撑手机短信报警.

5.数据库治理功效

      5.1主动形成汗青数据文件.

      5.2可对汗青数据按多种前提进行查询.修正.

      5.3对不成测得的参数可儿工输入.

      5.4可对汗青数据进行各类统计.处理.

6.图形显示功效

      6.1可显示各类水文监测点散布图.地图等.

      6.2数据可及时地在画面上动态显示.

      6.3图上的参数及其显示地位可在线修正.

7.多种情势的曲线

      7.1可绘制时变曲线.直方图.饼图.机泵运行图等多种情势的曲线.

      7.2可绘制多种情势的单轴.多轴比较曲线.

      7.3曲线可输出到画图仪上.

8.报表功效

      8.1可打印各类日记表.日.月.年统计报表.

      8.2报表格局可在屏幕上预览.

      8.3报表的数据起源可灵巧界说.

9.美不雅的图形用户界面

      9.1具有图符.对话框.滚动条等资本.

      9.2支撑鼠标.触摸屏操纵.

11.装备外不雅设计及装配请求

12.体系组网工作道理

如下图所示,体系可以搭建多传送通道兼容通信体系,体系由前端遥测站数据收集装备.供电装备.传输装备和中间站监控装备构成,前端遥测站装配在水库或水电站等收集点,将收集到的水位.降雨量等数据分离经由过程超短波.GPRS和北斗卫星等无线方法传输到中间站监控中间,监控中间软件可以显示并剖析前端装备收集的数据.

VHF组网图,相隔中继站片区采取不合信道,削减跨区的同频干扰;中继站吸收与发送采取不合信道,可以同时进行吸收和发送,削减信道占用时光.中间站采取多组信道吸收方法（与中间站通信的中继站分组分信道通信）,削减信道同频干扰,进步遥测数据上传成功率.