水情监测系统.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流水情监测系统.精品文档.水情自动监测系统技 术 方 案唐山平升电子技术开发有限公司地 址：河北省唐山市高新技术开发区创业大楼二层联系方式：0315-7872690传 真：0315-7746232网 址： 目 录一、概述1二、系统总体设计11、系统结构12、系统组成1三、监控中心建设41、系统运行环境42、水库雨水情自动监测系统5四、现场测点建设101、设备配置102、主要设备介绍122.1雨水情测控终端介绍122.2 太阳能供电系统介绍142.3 超声波液位计介绍152.4 工业照相机介绍15五、通讯平台及系统运行分析161、通讯平台162、系统运行分析16六、系统设备清单及报价171、监控中心172、监测点183、设备总价18一、 概述河道的安全问题，一直是防汛管理部门所关心的重要问题。为了加强河道安全监管，管理部门迫切需要建立“河道水情自动监测系统”，对河道水情信息进行实时监测，为防汛抗灾提供提供准确、及时的数据信息。系统建设目标如下：1）实现对河道水情信息进行实时性采集，并可进行现场拍照，以及预警通知，保障系统信息的高效性、及时性、准确性、充分性。2）所有观测点数据通过无线网络直接传输至监控中心“河道水情自动监测系统”，在电子地图可视化界面中直观显示各测点雨水情信息及警戒状态；在发生报警时，系统可自动发出报警信号,如：系统弹出信息、发出声音提示，向相关部门指定人员发出报警短息通知。3）系统开发要坚持先进实用、稳定可靠的原则，并具备良好扩展性、兼容性和开放性，为系统后期扩展升级、向其他相关平台系统提供数据共享服务提供规范性接口。二、 系统总体设计1、系统组成结构“河道水情自动监测系统”的建设，包括现场水位、流速信息采集设备以及监控中心信息接收及显示、应用系统的建设。现场测点信息采集与传输设备完成水位、流速信息的实时采集、基本分析处理（如警戒状态）与显示，并负责将数据以无线方式传输到监控中心，通过软件进行接收、显示以及数据的存储、分析、处理与预警。GPRS/GSM网络Internet网络2、系统逻辑结构通讯平台通信网络通讯服务标准数据库监控软件系统监控中心信息汇集平台信息应用单位相关单位、相关部门因特网测控终端测控终端信息采集与传输水位计流速仪照相机计量测量设备3、系统介绍系统主要由监控中心河道水情自动监测系统、通信网络、现场测点信息采集与传输设备等部分组成。1）监控中心 _ 河道水情自动监测系统监控中心设立在管理局，充分利用其现有网络资源及软硬件设施，对其进行完善，并增设应用服务系统设备，为“河道水情自动监测系统”提供软硬件技术支持。硬件支持：服务器、音箱、打印机、客户端计算机、DATA-6107型数据传输模块。软件支持：操作系统软件、数据库软件；应用软件：河道水情自动监测系统2）通信网络 现场测点设备与中心系统之间数据传输信息采集与传输设备通信：中国移动GPRS网络监控中心系统网络：Internet网络固定IP 工作人员访问“自动监测系统”内网访问系统：局域网固定IP外网访问系统：Internet固定IP外网工作人员因特网防火墙汇聚路由器交换机局域网工作站服务器网管设备内网工作人员2）现场测点 _ 信息采集与传输系统现场设备采用野外安装方式，通过太阳能供电，测控终端采集水位计、流速仪和工业照相机信号，经无线网络将监测信息传输至监控中心“河道水情自动监测系统”。 供电部分：太阳能电池板及其安装支架、蓄电池及其防护箱等 测控终端：低功耗测控终端（包括GPRS数据传输与数据采集部分）、充电控制器、避雷模块、防护箱等 计量测量设备：水位计、流速仪、工业照相监控中心建设1、系统运行环境 通讯服务器档次：中档机架式服务器；CPU：1.5G以上×4核；内存：4GB以上；硬盘：500G以上×2热插拔；特性功能：支持磁盘阵列，搭建RAID5；网络接口：千兆网卡×2。 应用计算机CPU：Intel双核1800MHz以上；内存：2G以上；硬盘：250GB以上；显示器：液晶19"以上；显卡内存128M以上；网卡：10/100M。 UPS电源基本特性：3KVA，延时4小时，单相三线在线互动式，3毫秒同步切换，四个国标插座。功能：支持电池欠压保护、过载保护、短路保护、过热保护，输出过载、电池低压、市电异常、UPS故障报警；电池：12V免维护铅酸蓄电池组。 DATA-6107型GPRS数据传输模块功能说明：1）用于远程维护现场测控设备。2）GSM - SMS短消息备用通道数据传输设备。2、河道水情自动监测系统 系统采用B/S和C/S相结合模式设计系统的设计是基于GPRS数据传输技术和网络技术之上的，软件开发采用B/S和C/S两种结构相结合的方式设计：1）数据汇集处理和前端控制程序等应用系统采用C/S体系结构。2）监控调度人员使用客户端软件访问系统完成所有操作，采用C/S体系结构。其他非监控类人员使用浏览器访问系统完成所有操作，采用B/S体系结构。C/S与B/S系统结构模式介绍：软件开发采用目前比较流行和成熟的应用集成体系结构模式主要有客户/服务器（Client/Server，简称C/S）两层体系结构模式以及浏览器/服务器（Browser/Server，简称B/S）三层体系结构模式。B/S结构具有良好的扩充性，对客户端没有任何特殊要求，对用户数也没有限制，只需支持网络并具有浏览器功能即可。B/S模式只在服务器安装应用程序，客户端不须安装程序，直接使用IE或其他浏览器即可使用，修改应用程序只与服务器有关，客户端不作任何改动，操作简单，维护方便。C/S结构具有较强的互动性，特别有利于系统的维护和复杂功能的实现，可以对信息进行各种操作，在高速网络环境下可以满足不同用户的需要。 软件同时支持通过GPRS、短消息、光纤网络等方式同现场终端通信。 支持浏览器、客户端软件登录网络（因特网、局域网）访问系统。系统软件采用Web技术，局域网用户可通过内网访问，广域网用户可通过公网访问系统，经认证用户名和密码后进入相应级别管理系统，进行相关操作与管理。 电子地图可视化界面显示1）主界面以通航流域测点分布图为背景，直观显示各测点位置分别情况、雨水情信息及警戒状态，并以各种不同颜色表示警戒状态。 2）管理人员可以通过鼠标拖动摆布测点的位置。3）通过鼠标选择测点可直接进入测点详细信息显示界面，内容包括：测点的基本信息及最新监测数据（水位、降雨量、雨水情警戒状态、最后一张照片、水位曲线等信息）显示、即时召测、控制拍照功能。 系统支持定时主动上报+ 事件告警主动上报+ 定时问询 + 即时召测Ø 主动上报包括定时主动上报和报警主动上报；² 定时主动上报是指测控终端按指定时间间隔定期上报监测数据；² 报警主动上报是指现场异常状态报警，如：设备故障、水位警戒状态变化、降雨量状态、终端开门等。Ø 上位机问询包括定时问询和即时召测² 定时问询是指软件定时下发采集命令，采集现场所有测点信息，采集时钟基准统一为计算机时钟，保证数据同时性。² 即时召测是指用户在需要时，通过软件下发命令，采集指定监测点当前数据。 系统支持远程设置现场测点水位警戒线值、雨强等级报警，并支持接收水位报警信息，弹出报警信息提示、声音提示，并向相关部门指定人员发出报警短息通知。1）系统接收到报警信息后弹出报警提示信息，并进行声音报警，管理人员确认信息后，可直接查看最新现场照片，显示当前现场状态。2）系统可针对每个测点分别设定多个报警短信接收人，在接收到报警信息后，第一时间向其发出预警信息。 软件模块化设计，主要包括系统信息管理、测点信息管理、实时在线监测、历史记录管理、报表曲线分析、日志管理等功能模块序号功能模块子功能模块功能说明1系统信息管理1）用户管理模块2）权限管理模块1）系统具备授权管理、秘密保护功能，授予不同的操作员不 同的级别与操作管理权限。各部门、各级别管理人员可以通过网络访问管理系统进行相关信息查询、管理。2）系统管理人员可通过此模块对系统用户信息、权限进行管理。2测点信息管理1）测点信息管理2）短息通知管理对测点安装场地信息及测控终端信息、雨水情信息、照相机信息的管理3电子地图显示1）全局显示2）单个测点详细信息显示3）测点位置编辑1）主界面以通航流域测点分布图为背景，直观显示各测点位置分别情况、水位、雨量及警戒状态，并以各种不同颜色表示警戒状态。2）通过鼠标选择测点可直接进入测点详细信息显示界面，内容包括：测点的基本信息及最新监测数据显示、即时召测、控制拍照功能。4实时在线监测1） 信息列表显示2） 单个测点详细显示3） 即时召测、拍照4） 远程设参显示各监测点最新数据1）实时数据：显示监测点的基本信息、最新雨水情数据及状态 ，并通过颜色标示警戒状态。2）详细信息：测点的基本信息及最新监测数据显示、即时召测。3）即时召测、控制拍照：通过软件下发召测命令，远程读取指定监测点当前数据。4）远程设参：远程设置水位警戒线值、雨情等级报警值5历史记录管理1）监测记录管理2）报警记录管理1）可按测点、时间段等条件对历史记录信息进行查询、Excel表格输出、打印输出。2）可按测点、时间段、报警类型等条件对报警记录信息进行查询、Excel表格输出、打印输出。6报表曲线管理1）报表管理2）曲线分析1）可以按测点、时间段等条件生成（某一个时间段的时、日、旬、月、年）水位报表，并生成Excel表格、打印输出。2）以曲线的形式显示水位过程曲线。7日志管理1） 系统信息管理日志2） 测点信息管理日志3） 短息通知日志4） 测点操作日志5） 参数设置日志 系统软件支持SQL数据库，可存储不少于三年的各种历史数据，数据存储间隔可设置。 软件良好扩展性、兼容性和开放性，可为系统后期扩展升级、向其他相关平台系统提供数据共享服务提供规范性接口。三、 现场测点建设1、设备配置序号设施设备核心配置备注1测控终端（DATA-9201）DATA-6301低功耗测控终端包括GPRS/GSM传输部分、数据采集部分防雷模块防护箱2太阳能供电系统充电控制器太阳能电池板20W蓄电池24Ah防护箱3水位计超声波液位计4雨量计翻斗式雨量计5照相机485串口工业照相机6通讯网络SIM卡开通GPRS+SMS功能7安装辅助材料电源线缆或信号线缆等雨量计测控终端水资源测控终端低功耗测控终端太阳能充电控制器信号隔离部分、防雷部分模块供电部分蓄电池太阳能电池板板测量设备工业照相机水位计GPRS/GSM网络无线网络2、主要设备介绍2.1雨水情测控终端介绍2.1.1 终端功能说明 无线传输1）通过GPRS网络传输数据，终端具有长期在线、即时通讯特点。2）终端可同时与14个中心通信。 水位、降雨量信息采集1）实时采集水位值、水位计故障（通、断）状态等信息，并可进行水位计量程设定。2）实时采集降雨强度、小时雨量、日降雨量、场降雨量信息，并可设置雨量计分辨率等相关信息。 水位警戒报警支持设置多级水位警戒线值，支持水位状态变化主动上报告警信息，保障信息的即时性、高效性。 雨情预警支持设置多级雨强等级警戒线值，支持状态变化主动上报告警信息，保障信息的即时性、高效性。 拍照功能（定时拍照+警戒拍照）1）水位警戒报警时终端自动对现场拍照，并将照片传输至中心系统；2）可设定定时拍照时间间隔，终端自动拍照，并将照片传输至中心系统。 支持主动上报（定时上报、报警上报） + 系统软件问询1）主动上报：主动上报包括定时上报、告警主动上报，是指监测点测控终端主动向中心发送测点数据或照片。2）系统软件问讯：远程召测包括定时召测、即时召测，是指监控系统下发命令召测监测点水位数据或拍照。 历史记录存储、数据掉电不丢失、时钟保持功能 远程操作与维护：设置参数、召测数据、拍照1）远程设参：测控终端支持远程设置测控终端参数。支持远程设置水位参数（包括：水位计量程、水位警戒线值等）。2）远程召测、远程拍照：测控终端支持远程召测当前水位监测信息或拍照。 避雷保护功能测控终端对所有输入输出引线（如电源线、传感器引线、通信线等）都采取多级隔离、吸收措施，最大限度地避免雷击等过电压过电流对测控器的破坏。2.1.2测控终端的技术特点 适用环境：工作电压：DC24V温度范围：-25+70湿度范围：相对湿度90%，无凝露95%工作环境：无导电尘埃、无爆炸性、腐蚀性气体、无激烈震动、无液体喷溅。 串行通信接口（RS232/485） 接口类型：RS232/RS485可选。串口速率：30019200bit/S数据格式：8位数据位；1位停止位；1位起始位；无校验/奇校验/偶校验可设。 状态量（开关量）输入回路输入信号类型：输入为不带电的开/合切换触点测量精度：0.01% 模拟量输入回路输入信号类型： 420mA电流信号 05V电压信号采样频率：50Hz最大不损坏输入范围：输入电流：-20+30mA；输入电压：-0.5+7V测量精度：±0.5%2.1.3核心产品介绍（低功耗测控终端） 1）产品功能u 远程通信：GPRS网络和短消息双通道传输数据，支持专线、VPN专网多种组网方式。 u 通讯协议：支持UDP、TCP 协议，支持多中心数据通信。 u 模拟量输入：可采集4-20mA、0-5V等多种电流、电压信号输出模拟量。 u 开关量输入：可采集干接点、有源接点开关量输出信号，可定时采集以降低能耗。 u 脉冲量输入：可采集干接点脉冲信号，用于采集脉冲发讯水表。u 智能仪表接入：提供2路RS232/485串口，可以采集各种智能仪表，如流量计、照相机等。 u 开关量输出：提供三极管集电极信号输出。 u 电源输出：可定时为变送器供电，输出电压：同输入电源电压。u 远程控制：接受远程指令，实现控制。 u 数据显示：可支持2×8中文汉字液晶显示，配有4个数字键盘。 u 数据查询：可本机按键查询，同时支持就地串口查询，远程查询。 u 远程通信：支持RS232/485总线、GPRS、SMS等多种通信。 u 配套软件：配套提供参数设置软件。2）产品特点u 工作电流低：GPRS实时在线，平均工作电流<10mA。u 数据存储容量大：本机循环存储监测数据，掉电不丢失，存储容量：4M。u 维护方便：支持远程参数设置，远程软件升级。u 体积小：外型尺寸145×100×65 mm3）技术指标项 目技 术 参 数工作电压DC1030V平均工作电流小于10mA传输通道GSM、GPRS无线网络传输延时1）GPRS方式:15秒2）短消息方式：1015秒3）传输误码率：10-4工作环境1）环境温度：-2070；2）相对湿度：95%；3）大气压力：79.5106.0kPa(海拔2000米以下)。工作场所要求1）无较强的震动与冲击，无强磁场、强电场干扰；2）不允许有腐蚀性和破坏绝缘的气体及导电介质存在，不得含有爆炸危险的介质；3）无线网络通讯信号良好，无屏蔽物。串行通信接口23个技术指标1）接口类型：兼具RS232、RS485接口2）串口速率：300 / 600 / 1200 / 2400 / 4800 / 9600 / 19200（bit/S）可选3）数据格式：数据位8位;起始位1位;停止位1位;校验位:无校验 / 奇校验 / 偶校验可设。模拟量输入回路技术指标4路（48）1） 适用模拟量类型：420mA标准信号 / 05V标准信号/电阻远传压力表；2） 最大不损坏输入范围：电流信号24mA， 电压信号6V；3） 测量精度：±0.5%;开关量输入回路技术指标410路1) 接口类型：无源干接点2) 测量精度：0.01%脉冲计量回路技术指标6路PI1）脉冲信号：双干簧管脉冲水表；三干簧管脉冲水表；2）脉冲分辨率：最小脉冲宽度：20ms ；最大脉冲宽度：不限定 ；最小脉冲周期：40ms3）脉冲倍率：0.0001（计量单位）/脉冲 1000（计量单位）/脉冲4）计脉冲范围：计脉冲数：23242.9×1085）脉冲计数精度：累计误差：±0.01%；读数误差：±1脉冲时钟准确性1）时钟误差：5s/d。2）同步周期：SMS 方式：每个月与移动基站时间服务器进行一次时间同步。GPRS方式：每次上报数据时与监测中心服务器进行一次时间同步。3) 断电运行时间：1年。记忆功能1）可存储1万条条历史记录；2）断电后铁电存储数据10年不丢失。运输、贮存环境1）环境温度：-4085；2）相对湿度：95%； 3）贮存场地：周围不得有腐蚀性物质或有机溶剂。产品尺寸1）安装方式：壁挂式安装2）外形尺寸：257mm×179mm×70mm2.2 太阳能供电系统介绍监测站终端设备采用太阳能板浮充蓄电池直流供电方式。为防止蓄电池电压过电或欠压现象，应配置相应的充电控制器进行钳位控制。2.2.1 选配因素太阳能板的功率、蓄电池的容量以及充电控制器，根据以下因素选配：1）设备功耗，包括守候功耗、工作功耗以及通信设备发送数据的功耗；2）保证在1020天连续阴雨天气情况下，能维持蓄电池正常工作；3）在连续阴雨天气后，能在1020天时间内，将蓄电池充足；4）当地的日照指数；5）充电控制器的钳位电压阈值应保证电池充足且不因过充而损坏。2.2.2 主要技术要求1）蓄电池采用铅酸免维护可充电蓄电池。对于高寒地区，应选用耐低温的蓄电池；2）太阳能板采用单晶硅太阳能电池组件，最大工作电压：17V，开路电压：21V；2.2.3 太阳能电池板配制计算方法电池板配置功率（W）=设备功耗（W）×每天工作时间（小时）×1.2(安全系数)÷5小时(每天有效工作时间) ×0.6(充电效率)2.2.4 蓄电池配置计算方法蓄电池配置容量（Ah）=设备功耗（W）×每天工作时间（小时）×阴雨天(天数)÷设备供电电压(V) ×0.6(供电效率) 2.3 超声波液位计介绍2.3.1 超声波液位计特点1、非接触测量，不受水体污染，不破坏水结构。2、直接悬挂安装在水面上，不受风浪影响。3、不需建造测井，节省土建投资4、法兰或螺纹连接，安装方便5、液晶显示、调试检修方便。2.3.2 主要参数及功能电源：24VDC信号输出：420mA量程：1、3、5、7、10、12、15、17、20 m发射全角：6°9°精度：0.250.5FS显示：6位LCD液晶显示,采用可视型防水上盖工作模式：测量距离和测量液位模式可转换液位模式：分安装高度模式或当前液位模式，可选电流跟踪：异常即跟模式或异常等待模式，菜单可选盲    区：0.250.90m（盲区的大小和测距能力成正比）分 辨 力：测量距离10m时1mm; 测量距离10m时10mm防护等级：Ip66.环境温度： -25+65外形尺寸：255(高)×145 (宽) 不含防水进线头×138(深) 安装形式：开孔罗母安装或加装法兰（非标准配置）罗纹规格：螺纹尺寸G2         开孔 G2+3mm外壳材料：高强度工程尼龙，（专业防腐型为聚四氟乙稀）2.4 工业照相机介绍图片格式：彩色VGA（640*320）、彩色CIF（352*288）可选定供电：直流5V，最大0.25A串口速率：30019200bit/S数据格式：8位数据位；1位停止位；1位起始位；无校验/奇校验/偶校验可设。工作环境温度：-25+60四、 通讯平台及系统运行分析1、通讯平台公网专线系统通信网络采用中国移动公司GPRS网络和Internet公网。要求排水管理处监控中心具备宽带（类型：光纤、ADSL等），并具有一个Internet网络上的固定IP。泵站监测点终端中GPRS无线数据传输器内配置一张开通GPRS功能的SIM卡。终端通过其内部的GPRS无线数据传输器与监测中心服务器组成一个通信网络，实现系统的远程数据传输。公网专线组网适用于监测点数量多，数据传输频率高、实时性要求强的系统。2、系统运行分析2.1 终端GPRS流量统计传输间隔GPRS月流量10分钟100M30分钟50M2.2 系统运行费用月运行费用 = （监测中心宽带月租 + 固定IP月租） + 单个测点数据卡月租×测点数量五、 系统设备清单及报价报价说明：1）报价单位：套、元/套，含税价，不含税下调10个税点。2）以下报价为产品合作（不含现场安装、调试服务，提供远程技术指导）报价。1、监控中心序号项目类别设备数量单价总价备注1中心机房信息汇集平台网络设备路由器1套借助公司现有网络及硬件资源并依据系统及资金情况对其进行完善交换机1套防火墙1套网络管理1套网络机柜1套机房环境建设1套通讯网络（专线固定IP）1套服务器设备服务器1套必配，可依资金情况选择合适设备不间断电源（UPS）1套软件平台服务器操作系统Microsoft Windows Server 2003 企业版1套数据库管理系统Microsoft SQL Server 2000 SP4企业版1套杀毒软件1套2工作站计算机设备应用计算机2台依工作站情况配置音箱2台移动维护计算机1套网络打印机1套数据传输模块（DATA-6107）1套用于远程维护现场设备，可选配SIM卡（开通短消息功能）1张软件平台客户端操作系统（Microsoft Windows XP Professional）3套必配杀毒软件3套大屏幕显示系统台式投影仪+幕布依项目资金情况可选配大尺寸等离子/液晶电视DLP拼接屏系统3水库雨水情自动监测系统通讯服务软件1套必配客户端访问软件1套可二选一Web发布系统1套短信通知系统1套选配，可后期扩展4合 计2、监测点序号项目核心配置数量单价总价备注1测控终端DATA-9201雨水情测控终端1台室外防护箱，含电源避雷器2太阳能供电系统充电控制器1台太阳能电池板1台30W蓄电池1台24Ah3计量测量设备超声波液位计1台翻斗式雨量计1台485串口工业照相机1台可选4通讯网络SIM卡1张开通GPRS+SMS功能5安装支架设备安装支架1套6安装辅助材料电源线缆或信号线缆等1套7合 计3、设备总价序号项 目数量单价总价备 注1监控中心12单个监测点13合 计