降雨量與水位自動監(jiān)測系統(tǒng)方案

1、降雨量與水位自動監(jiān)測系統(tǒng)方案一、設(shè)計目的由于我國的水災(zāi)頻發(fā)，因此必須對江河、水庫與湖泊的水位計降雨量進行監(jiān)測，這種監(jiān)測不但可為預(yù)防水災(zāi)、積極進行防汛決策提供大量可靠的數(shù)據(jù)及資料，同時還可以為防洪救災(zāi)和保護人民生命財產(chǎn)發(fā)揮重要作用。目前，國內(nèi)不少水文站監(jiān)測水位及降雨量仍采用人工方式，該方法不但存在測量人員的安全問題，而且還存在測量數(shù)據(jù)不準確及時效性不強的問題。為了解決上述問題，我司開發(fā)了一套水位與降雨量監(jiān)測系統(tǒng)，此系統(tǒng)適用于水文部門對江、河、湖泊、水庫、渠道等水文參數(shù)進行實時監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容包括：水位、降雨量，根據(jù)客戶要求可以擴展到對流速、流量，水質(zhì)及含沙量等參數(shù)的監(jiān)測。水位與降雨量監(jiān)測系統(tǒng)采用無

2、線通訊方式實時傳送監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以大大提高水文部門的工作效率。二、系統(tǒng)組成水位與降雨量監(jiān)測系統(tǒng)由監(jiān)測中心、通信網(wǎng)絡(luò)、測量設(shè)備四部分組成。1、監(jiān)測中心：由服務(wù)器、公網(wǎng)專線（或移動專線）、數(shù)據(jù)采集軟件組成。2、通信網(wǎng)絡(luò)：GPRSInternet公網(wǎng)/移動專線。3、前端監(jiān)測設(shè)備：雨量水位監(jiān)測RTU4、測量設(shè)備：雨量傳感器、雷達水位計三、系統(tǒng)工作原理雨量水位監(jiān)測RTU向環(huán)境檢測/監(jiān)控儀器（雨量、水位傳感器）發(fā)送取數(shù)指令，讀取環(huán)境儀器（雨量、水位傳感器）數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)到無線傳輸模塊GT511,數(shù)據(jù)通過GPRS專送到遠程服務(wù)器，配合后處理軟件可以對采集的數(shù)據(jù)進行分析，可以使監(jiān)測者實時的獲得真實準確的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

3、系統(tǒng)可以根據(jù)測量環(huán)境自動或者人工修改采樣頻率，并對用戶預(yù)設(shè)的閾值設(shè)置報警信息，報警信息以短信方式發(fā)送到管理人員的手機上，管理人員依次判斷是否發(fā)布預(yù)警。以下是系統(tǒng)工作原理示意圖：T控制、采集GPRS或者電纜傳輸一1!«*«*串*曜*«>裝置安位數(shù)據(jù)接收服務(wù)器四、系統(tǒng)主要組成4、1硬件組成系統(tǒng)硬件組成由南水JDZ系列翻斗式雨量筒、CampbellCS47XK列脈沖雷達式水位傳感器及前端監(jiān)控設(shè)備組成。4、1、1南水JDZ系列翻斗式雨量筒JDZ系列雨量傳感器用于觀測自然界降雨量，同時將一定的降雨量轉(zhuǎn)換為開關(guān)信息量輸出，以滿足信息傳輸、處理、記錄和顯示的需要。JDZ系

4、列雨量傳感器符合以下標準及規(guī)范：SL21-2006降水量觀測規(guī)范、GB/T11831-2002水文測報裝置遙測雨量計、GB/T11832-2002翻斗式雨量計、SL61-2003特點：成本低結(jié)構(gòu)簡單、低維護主要技術(shù)參數(shù)：降雨強度測量范圍：（0.014）mm/min；翻斗計量誤差：±4%;工作溫度范圍：050C；存儲溫度：溫度40c+60C濕度95%;精度:0.5mm（JDZ05系列）0.2mm（JDZ02系列）1.0mm（JDZ10系列）0.01in（JDZ0254系列）0.1mm（JDZ01系列）輸出：開關(guān)量；承雨口：內(nèi)徑200mm外刃口角度4045°外徑：21cm；高度

5、：54cm；重量:4kg=4、1、2CampbellCS47源列脈沖雷達式水位計CS47X系歹J是Campbell最新推出的脈沖雷達式水位傳感器，通過向目標發(fā)射短微波脈沖，并測量該脈沖的返回時間，從而計算出水位，可廣泛應(yīng)用于江河、湖波、海洋潮汐和水庫等地的水位監(jiān)測。該系列產(chǎn)品依據(jù)不同的量程和精度，劃分為三種具體型號。CS475的最大量程為20m,精度為±5mmCS476的最大量程為30m,精度為±3mmCS477的最大量程達到70m,精度為15mmo該雷達式水位傳感器采用標準的數(shù)字式SDI-12輸出接口，能夠與包括Campbell的CR系列數(shù)據(jù)采集器在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)采集、記錄

6、設(shè)備連接，具有良好的兼容性。可以根據(jù)實際需要為該雷達式水位傳感器選配25618型水平調(diào)節(jié)器，以保證測量數(shù)據(jù)的準確性。25626型調(diào)試/顯示模塊則能夠幫助您輕松完成對傳感器的故障診斷測試和修改設(shè)置工作。特點： 可適用于高腐蝕性、高污染的環(huán)境 低維護一一無可拆除部件，有效降低維護時間和成本 兼容Campbell公司的各種數(shù)據(jù)采集器 無需重新校準 低能耗 工作溫度范圍寬(-40C+80C),有著良好的環(huán)境適應(yīng)性主要技術(shù)參數(shù)：傳感器性能量程：50mm20m(CS475,50mm30m(CS470,400mm70m(CS477精度：±5mm(CS475,士3mm(CS476士15mm(CS47

7、7分辨率：1mm輸出：SDI-12雷達單元頻率：26GHz脈沖量：1mW波束角：10°(CS475,8°(CS476CS477)供電單元供電：9.616VDC浪涌保護：1.5KVA能耗(12V時)：4.7mA(睡眠模式)，14mA(工作模式)工作溫度：-4080c外殼材質(zhì)：鋁、不銹鋼喇叭口長度：137mm(CS475,430mm(CS476/CS474、1、3前端監(jiān)控設(shè)備此單元由Campbell數(shù)據(jù)采集器、NXNGT511及周圍設(shè)備組成。數(shù)據(jù)采集模塊Combell數(shù)采器是生態(tài)監(jiān)測浮標的大腦，調(diào)度系統(tǒng)協(xié)同運行，具有極強的控制能力、兼容性和擴展性，極低的電耗和故障率，適合野外環(huán)

8、境的長期使用。本浮標標配數(shù)采器有數(shù)字量和模擬量多端口，可同時接入多臺水質(zhì)儀器（數(shù)字量）、多種氣象儀器（模擬量）和水文動力學(xué)參數(shù)（高頻數(shù)字量），內(nèi)存容量大，斷電不丟失數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)接收可以通過CDMA、GPRS衛(wèi)星、無線電波、光纖、電纜直接連接等通訊方式，比較靈活可靠。Combell數(shù)采器特點如下：功能強大靈活，模塊化結(jié)構(gòu)，極強的兼容性和擴展性數(shù)據(jù)采集控制功能標準化配置，數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換模塊靈活、穩(wěn)定和可靠在全球使用量超過100,000臺可靠性高，故障率低數(shù)據(jù)記錄、控制和傳輸能力強使用快閃存儲器作內(nèi)存，容量為256KB,可存儲約120,000個讀數(shù)；斷電時數(shù)據(jù)不會丟失?？删幊虙呙璨蓸铀俣葟?/64秒

9、到2.5小時可以使用電池供電，工作不受斷電影響。耗電量特低，一個7安時的蓄電池可以維持CR10X數(shù)周到一年正常工作（視外圍設(shè)備及采樣頻率而定）MTBF（故障平均時間）為160年（根據(jù)3年保修維修記錄計算）數(shù)據(jù)傳輸模塊數(shù)據(jù)的傳輸方式使用了GPRS絡(luò)與Internet網(wǎng)絡(luò)并用的方式：首先，通過無線GPRS絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商（移動）機房建立連接，然后網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商機房與服務(wù)器通過Internet網(wǎng)絡(luò)建立連接，從而完成整個數(shù)據(jù)傳輸過程。保密性強，實時性好，費用低廉。臺灣奈峰科技NProbeGT-511是一款整合了GPRS制解調(diào)器、資料摘取器和資料記錄器等三種功能為一體的智慧型遠程資料收發(fā)器，獨立運作的GPR數(shù)

10、據(jù)機功能，提供可以選擇TCPClient或TCPServer作業(yè)模式，常連線建立后即可使用設(shè)備序列用口與遠程的電腦或設(shè)備進行雙向資料交換，還可以運用簡單的I/O界面及特定的序列通訊協(xié)定，讓各種遠端機器設(shè)備能快速有效地透過廣域GSM/GPRS線網(wǎng)絡(luò)與Internet網(wǎng)絡(luò)相互結(jié)合。方便連接各種遠端段備如流量計、水位計等，達到資料即時監(jiān)測。GT-511配備了RS-232/485接口、數(shù)位輸入信號(DigitalInput)及Relay輸出信號。RS-232接口，1組。數(shù)位輸入信號，3組。Relay輸出信號，1組。內(nèi)建Watchdog。Real-TimeClock(RTC)。內(nèi)建2M的存。支援GSM/

11、GPRS900/1800/850/1900MH郵頻系統(tǒng)。主機提供LEDT,可顯示RUN/GPRS/GPSt作狀態(tài)。周圍設(shè)備周圍設(shè)備包括供電模塊、浪涌模塊及保護單元供電模塊保障生態(tài)監(jiān)測浮標在海洋環(huán)境長期監(jiān)測的電力自供應(yīng)，滿足各種儀器設(shè)備對電力的要求，長時間陰雨天有足夠冗余的電量儲備，供電部分采用充電控制器、太陽能板及免維修蓄電池，整套供電系統(tǒng)滿足在太陽能無法正常工作時一個月的電量儲備。浪涌模塊能屏蔽外來的尖峰電流，保證整套系統(tǒng)的正常工作。保護單元為一只IP66的戶外防水箱以及IP68的航空插頭，防水箱能杜絕外部粉塵及能承受強烈噴水，保證箱內(nèi)部部件正常工作。五、系統(tǒng)安裝此系統(tǒng)安裝全部在陸地上進行，不涉及水下作業(yè)。安裝方式一般為單條鍍鋅管固定在河邊，測量儀器、前端監(jiān)測設(shè)備及供