降雨量與水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案

1、降雨量與水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案一、設(shè)計(jì)目的由于我國(guó)的水災(zāi)頻發(fā)，因此必須對(duì)江河、水庫(kù)與湖泊的水位計(jì)降雨量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這種監(jiān)測(cè)不但可為預(yù)防水災(zāi)、積極進(jìn)行防汛決策提供大量可靠的數(shù)據(jù)及資料，同時(shí)還可以為防洪救災(zāi)和保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)發(fā)揮重要作用。目前，國(guó)內(nèi)不少水文站監(jiān)測(cè)水位及降雨量仍采用人工方式，該方法不但存在測(cè)量人員的安全問(wèn)題，而且還存在測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確及時(shí)效性不強(qiáng)的問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，我司開(kāi)發(fā)了一套水位與降雨量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，此系統(tǒng)適用于水文部門對(duì)江、河、湖泊、水庫(kù)、渠道等水文參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：水位、降雨量，根據(jù)客戶要求可以擴(kuò)展到對(duì)流速、流量，水質(zhì)及含沙量等參數(shù)的監(jiān)測(cè)。水位與降雨量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用無(wú)

2、線通訊方式實(shí)時(shí)傳送監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)中心、通信網(wǎng)絡(luò)、測(cè)量設(shè)備四部分組成。1、監(jiān)測(cè)中心：由服務(wù)器、公網(wǎng)專線（或移動(dòng)專線）、數(shù)據(jù)采集軟件組成2、通信網(wǎng)絡(luò)：GPRS、Internet公網(wǎng)/移動(dòng)專線。3、前端監(jiān)測(cè)設(shè)備：雨量水位監(jiān)測(cè)RTU4、測(cè)量設(shè)備：雨量傳感器、雷達(dá)水位計(jì)三、系統(tǒng)工作原理雨量水位監(jiān)測(cè)RTU向環(huán)境檢測(cè)/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(wú)線傳輸模塊GT511，數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS傳送到遠(yuǎn)程服務(wù)器，配合后處理軟件可以對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以使監(jiān)測(cè)者實(shí)時(shí)的獲得真實(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。系

3、統(tǒng)可以根據(jù)測(cè)量環(huán)境自動(dòng)或者人工修改采樣頻率，并對(duì)用戶預(yù)設(shè)的閾值設(shè)置報(bào)警信息，報(bào)警信息以短信方式發(fā)送到管理人員的手機(jī)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：雨童水位監(jiān)測(cè)燈USS'控制、采隼雨量筒雷達(dá)水橙計(jì)供電模塊數(shù)據(jù)接收眾務(wù)器GPRS或者電纜傳輸四、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、CampbellCS47X系列脈沖雷達(dá)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(cè)自然界降雨量，同時(shí)將一定的降雨量轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)信息量輸出，以滿足信息傳輸、處理、記錄和顯示的需要OJDZ系列雨量傳感器符合以下

4、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范：SL21-2006降水量觀測(cè)規(guī)范GB/T11831-2002水文測(cè)報(bào)裝置遙測(cè)雨量計(jì)GB/T11832-2002翻斗式雨量計(jì)、SL61-2003。特點(diǎn)：成本低結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低維護(hù)主要技術(shù)參數(shù)：降雨強(qiáng)度測(cè)量范圍：（0.014）mm/min；翻斗計(jì)量誤差：W±4%；工作溫度范圍：050°C；存儲(chǔ)溫度：溫度一40C+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(kāi)關(guān)量；承雨口：內(nèi)徑200mm外刃口角度4045°外徑：21cm；咼度：54

5、cm；重量:4kg。4、1、2CampbellCS47X系列脈沖雷達(dá)式水位計(jì)CS47X系列是Campbell最新推出的脈沖雷達(dá)式水位傳感器，通過(guò)向目標(biāo)發(fā)射短微波脈沖，并測(cè)量該脈沖的返回時(shí)間，從而計(jì)算出水位，可廣泛應(yīng)用于江河、湖波、海洋潮汐和水庫(kù)等地的水位監(jiān)測(cè)。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(hào)。CS475的最大量程為20m，精度為±5mm；CS476的最大量程為30m，精度為±3mm；CS477的最大量程達(dá)到70m，精度為15mm。該雷達(dá)式水位傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)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、記錄設(shè)

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

7、S476)±15mm(CS477)分辨率：1mm輸出：SDI-12雷達(dá)單元頻率：26GHz脈沖量：1mW波束角：10°(CS475),8°(CS476/CS477)供電單元供電：9.616VDC浪涌保護(hù)：1.5KVA14mA(工作模式)能耗(12V時(shí))：4.7mA(睡眠模式),工作溫度：-4080C外殼材質(zhì)：鋁、不銹鋼喇叭口長(zhǎng)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(cè)浮標(biāo)的大腦，調(diào)度系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行，具有極強(qiáng)的控制能力

8、、兼容性和擴(kuò)展性，極低的電耗和故障率，適合野外環(huán)境的長(zhǎng)期使用。本浮標(biāo)標(biāo)配數(shù)采器有數(shù)字量和模擬量多端口，可同時(shí)接入多臺(tái)水質(zhì)儀器（數(shù)字量）、多種氣象儀器（模擬量）和水文動(dòng)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(guò)CDMA、GPRS、衛(wèi)星、無(wú)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(diǎn)如下：功能強(qiáng)大靈活，模塊化結(jié)構(gòu)，極強(qiáng)的兼容性和擴(kuò)展性數(shù)據(jù)采集控制功能標(biāo)準(zhǔn)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(guò)100,000臺(tái)可靠性高，故障率低數(shù)據(jù)記錄、控制和傳輸能力強(qiáng)使用快閃存儲(chǔ)器作內(nèi)存，容量為256KB，可存儲(chǔ)約120,000個(gè)讀數(shù)；

9、斷電時(shí)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失?？删幊虙呙璨蓸铀俣葟?/64秒到2.5小時(shí)可以使用電池供電，工作不受斷電影響。耗電量特低，一個(gè)7安時(shí)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(shí)間）為160年（根據(jù)3年保修維修記錄計(jì)算）數(shù)據(jù)傳輸模塊數(shù)據(jù)的傳輸方式使用了GPRS網(wǎng)絡(luò)與Internet網(wǎng)絡(luò)并用的方式：首先，通過(guò)無(wú)線GPRS網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商（移動(dòng)）機(jī)房建立連接，然后網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商機(jī)房與服務(wù)器通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)建立連接，從而完成整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程。保密性強(qiáng)，實(shí)時(shí)性好，費(fèi)用低廉。臺(tái)灣奈峰科技NProbeGT-511是一款整合了GPRS調(diào)制解調(diào)器、資料摘取器和資料記錄器等

10、三種功能為一體的智慧型遠(yuǎn)程資料收發(fā)器，獨(dú)立運(yùn)作的GPRS數(shù)據(jù)機(jī)功能，提供可以選擇TCPClient或TCPServer作業(yè)模式，當(dāng)連線建立后即可使用設(shè)備序列串口與遠(yuǎn)程的電腦或設(shè)備進(jìn)行雙向資料交換，還可以運(yùn)用簡(jiǎn)單的I/O界面及特定的序列通訊協(xié)定，讓各種遠(yuǎn)端機(jī)器設(shè)備能快速有效地透過(guò)廣域GSM/GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與Internet網(wǎng)絡(luò)相互結(jié)合。方便連接各種遠(yuǎn)端設(shè)備如流量計(jì)、水位計(jì)等，達(dá)到資料即時(shí)監(jiān)測(cè)oGT-511配備了RS-232/485接口、數(shù)位輸入信號(hào)(DigitalInput)及Relay輸出信號(hào)。> RS-232接口，1組。> 數(shù)位輸入信號(hào)，3組。> Relay輸出信號(hào)，1組

11、。> 內(nèi)建Watchdog。> Real-TimeClock(RTC)。> 內(nèi)建2MB內(nèi)存。> 支援GSM/GPRS900/1800/850/1900MHz四頻系統(tǒng)。> 主機(jī)提供LED燈，可顯示RUN/GPRS/GPS之工作狀態(tài)。周圍設(shè)備周圍設(shè)備包括供電模塊、浪涌模塊及保護(hù)單元供電模塊保障生態(tài)監(jiān)測(cè)浮標(biāo)在海洋環(huán)境長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的電力自供應(yīng)，滿足各種儀器設(shè)備對(duì)電力的要求，長(zhǎng)時(shí)間陰雨天有足夠冗余的電量?jī)?chǔ)備，供電部分采用充電控制器、太陽(yáng)能板及免維修蓄電池，整套供電系統(tǒng)滿足在太陽(yáng)能無(wú)法正常工作時(shí)一個(gè)月的電量?jī)?chǔ)備。浪涌模塊能屏蔽外來(lái)的尖峰電流，保證整套系統(tǒng)的正常工作。保護(hù)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(qiáng)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(jìn)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(cè)量?jī)x器、前端監(jiān)測(cè)設(shè)備及供