水情自動監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)培訓(xùn)講學(xué)

水情自動監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)精品資料精品資料僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝PAGE僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝PAGE9精品資料僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝PAGE水情自動監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)設(shè)計方案Ver1.0修訂記錄日期修訂版本描述作者備注目錄概述山洪災(zāi)害是山丘區(qū)在一定強度或持續(xù)的降雨下，因特殊的地形地質(zhì)條件而發(fā)生的自然災(zāi)害，它具有突發(fā)、破壞性大、防治困難的鮮明特點，山洪及其誘發(fā)的泥石流和滑坡，往往對局部地區(qū)造成毀滅性災(zāi)害，對國民經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)造成重大損失。近年來，我國山洪災(zāi)害問題日益突出，每年都造成大量人員傷亡，嚴重影響社會經(jīng)濟發(fā)展。水情監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)主要包括水情遙測站網(wǎng)布設(shè)、信息采集、信息傳輸通信組網(wǎng)、設(shè)備設(shè)施配置等。適用于水文部門對江、河、湖泊、水庫、渠道和地下水等水文參數(shù)進行實時監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容包括：水位、流量、降雨（雪）、風(fēng)速等。水情自動監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)采用多種無線通訊方式實時傳送監(jiān)測數(shù)據(jù)，各通信數(shù)據(jù)互為補充保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時性和準確性，可以大大提高水文部門的工作效率。系統(tǒng)功能管理功能：具有數(shù)據(jù)分級管理功能，監(jiān)測點管理等功能。采集功能：采集監(jiān)測點水位、降雨量等水文數(shù)據(jù)。通信功能：監(jiān)測中心可分別與被授權(quán)管理的監(jiān)測點進行通訊。告警功能：水位、降雨量等數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)的告警上限時，監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)軟件主動告警。查詢功能：監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)軟件可以查詢各種歷史記錄。存儲功能：前端監(jiān)測設(shè)備具備大容量數(shù)據(jù)存數(shù)功能；監(jiān)測中心數(shù)據(jù)庫可以記錄所有歷史數(shù)據(jù)。分析功能：水位、降雨量等數(shù)據(jù)可以生成曲線及報表，供趨勢分析。系統(tǒng)設(shè)備組成

水情自動監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)由前端遙測站、測量設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)（超短波中繼站）、監(jiān)測中心站等使部分組成。主要組成設(shè)備為：前端遙測站：自動遙測終端機。測量設(shè)備：翻斗式雨量計、水位計等。中繼站：中繼站終端設(shè)備——中繼機。中心站設(shè)備：前置接收機、中心計算機等。其他設(shè)備：太陽能電池板及充電控制器、避雷針等。設(shè)備功能自動遙測終端機設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖：設(shè)備功能包括：當雨量每產(chǎn)生一個計量單位（1mm）或水位每變化一個計量單位時，自動采集、存貯并向中心發(fā)送數(shù)據(jù)。達到設(shè)定的時間間隔時，即自動采集、存貯和發(fā)送數(shù)據(jù)。雨量發(fā)送累計值，水位發(fā)送實時值。支持超短波、GPRS、北斗衛(wèi)星等多種無線通訊方式?？涩F(xiàn)場和遠程（通過GPRS）設(shè)定站號和各項遙測數(shù)據(jù)的上、下限報警值等工作參數(shù)，數(shù)據(jù)越限時立刻上報告警信息。支持現(xiàn)場或遠程升級設(shè)備程序。支持遙測，和歷史數(shù)據(jù)遠程查詢功能。具有自檢功能，低壓報警功能。具有信道機超時發(fā)送強迫掉電功能?？蓴U展連接其他水文傳感器、采集器接口。中繼機 設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖： 設(shè)備功能包括：有較強的抗干擾能力，可靠性高?？稍O(shè)定中繼站站號、工作信道。接收到下屬遙測站數(shù)據(jù)，經(jīng)譯碼、糾錯后加上中繼站信息再編碼發(fā)送。中心站 設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖： 設(shè)備功能包括：全天候值守、實時接收遙測終端站點的數(shù)據(jù)，并對其進行處理、管理和存儲。對所接收的信息進行解碼、合理性檢查、糾錯，并按要素分類進行存儲。對遙測終端站進行遠程工作設(shè)定和工作參數(shù)修改、校時。監(jiān)視遙測終端站點的工作狀態(tài)功能。自動對采集得到的數(shù)據(jù)，按照水利、水文的數(shù)據(jù)規(guī)則和客戶配置的數(shù)據(jù)檢查邏輯，判斷數(shù)據(jù)的合理性。數(shù)據(jù)庫滿足分中心數(shù)據(jù)查詢、洪水預(yù)報、報表輸出及其它水文業(yè)務(wù)應(yīng)用的要求；數(shù)據(jù)庫具有良好的維護功能，。設(shè)備主要技術(shù)要求翻斗式雨量計主要技術(shù)要求：分辨力：0.2mm 承雨器內(nèi)徑：200+0.6mm。刃口角4050； 測量精度：≤4%； 雨強范圍：0.01～4mm/min（允許通過最大雨強8mm/min）； 平均無故障工作時間：MTBF≥40000小時； 誤碼率：<10-4； 信號輸出標準：磁鋼干簧管式接點通斷信號(單信號或雙信號)，接點允許承受的最大電壓不小于15V，允許通過電流不小于150mA，輸出端絕緣電阻不小于1MΩ，導(dǎo)通電阻不大于10Ω，接點工作壽命在50000次以上； 供電和防雷：無功耗傳感器，傳感器及輸出信號傳輸具有防雷措施； 防堵塞：傳感器具有防堵、防蟲、防塵措施； 支持有線傳輸，通過外接無線短傳終端支持無線遠距離傳輸。 工作溫度：-10℃～+50℃； 相對濕度：不限。浮子式水位計主要技術(shù)要求：量測范圍：根據(jù)監(jiān)測河段水位變化范圍確定；分辨率1.0cm；測量精度：≤±2cm（≤10m），≤±2～3cm（10～15m），≤±3cm（≥15m）；工作環(huán)境:溫度-10～＋50℃，濕度<95%(40℃)。遙測終端機主要技術(shù)要求：①供電方式：蓄電池或鋰電池向設(shè)備供電，太陽能電池板浮充供電；②值守功耗：小于等于2mA（電池電壓12V時）；③設(shè)備平均無故障工作時間：MTBF＞25，000小時；④工作溫度：－30℃～＋60℃，濕度：0～90％。GPRS/GSM模塊①工作頻率：支持雙頻GSM/GPRS，符合ETSIGSMPhase2+標準；②協(xié)議：支持TCP/IP，標準的AT命令集；③發(fā)射功率：2W（900MHz）/1W（1800MHz）；④功耗(mA@12V)：≤150mA（工作），≤10mA（空閑）；⑤電源：＋5V～＋35V；⑥頻率誤差：≤0.1ppm；⑦數(shù)據(jù)接口：RS232/RS485；⑧工作溫度：-25℃～＋60℃。北斗衛(wèi)星終端①天線波束寬度：俯仰方向25°～90°,水平0°～360°；②頻率：接收S波段，發(fā)射L波段；③接收靈敏度：C≤-157.6dBW；④接收信號誤碼率：≤1×10-7；⑤發(fā)射EIRP值：≥13dBW；⑥MTBF（平均故障間隔時間）：25000小時；⑦功耗：平均功耗≤6W，發(fā)射最大功耗≤120W；⑧工作環(huán)境：溫度-20℃～+55℃，濕度5％～98％（45℃）；⑨電源：9～32VDC；⑩接口標準：RS232C。超短波通信終端作頻段：220～240MHz；②數(shù)據(jù)速率：1200bps；③運行模式：半雙工；④信道帶寬：12.5/25KHz；⑤功率：1～25W。無線超短波通信超短波（223MHz~235MHz）網(wǎng)絡(luò)介紹。無線GPRS網(wǎng)絡(luò)GPRS(GeneralPacketRadioService，通用無線分組業(yè)務(wù))作為第二代移動通信技術(shù)GSM向第三代移動通信(3G)的過渡技術(shù)，是由英國BTCellnet公司早在1993年提出的，是GSMPhase2+(1997年)規(guī)范實現(xiàn)的內(nèi)容之一，是一種基于GSM的移動分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，面向用戶提供移動分組的IP或者X.25連接。

GPRS是在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上疊加的一個新的網(wǎng)絡(luò)，同時在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上增加一些硬件設(shè)備，并對原軟件升級，形成了一個新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實體。GPRS能給用戶提供端到端的、廣域的無線IP連接。通俗地講，GPRS是一項無線高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，它以分組交換技術(shù)為基礎(chǔ)，用戶通過GPRS可以在移動狀態(tài)下使用各種高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，包括收發(fā)E-mail、進行Internet瀏覽、即時聊天等。

GPRS系統(tǒng)使用現(xiàn)有的GSM無線網(wǎng)絡(luò)。GPRS和GSM共用相同的基站和頻譜資源，只是在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上增加了一些硬件設(shè)備和軟件升級。因此，實現(xiàn)GSM升級至GPRS非常容易，且中國移動借助原GSM網(wǎng)絡(luò)，所以GPRS覆蓋非常廣。目前中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)已覆蓋全國所有省、直轄市、自治區(qū)，網(wǎng)絡(luò)遍及240多個城市。北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)是我國自主知識產(chǎn)權(quán)的“北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航通信系統(tǒng)的民用用戶服務(wù)平臺。系統(tǒng)工作過程描述水情自動檢測預(yù)報系統(tǒng)以數(shù)據(jù)采集、傳輸通道和數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)組成，具體工作過程：遙測站自動監(jiān)測雨水情數(shù)據(jù)，當雨水情數(shù)據(jù)改變達到設(shè)定的限值時或達到設(shè)定間隔時間時，自動上報雨水情數(shù)據(jù)信息。遙測站數(shù)據(jù)通過VHF電臺、GPRS模塊和北斗衛(wèi)星無線終端設(shè)備向三個不同的通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送遙測數(shù)據(jù)；VHF超短波通信數(shù)據(jù)經(jīng)中繼站轉(zhuǎn)發(fā)送達中心站，GPRS通信數(shù)據(jù)經(jīng)過移動運營商設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)可以由GPRS無線傳送到中心站或可以由互聯(lián)網(wǎng)送達中心站，北斗衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)經(jīng)北斗衛(wèi)星民用網(wǎng)管中心轉(zhuǎn)發(fā)通過互聯(lián)網(wǎng)送達中心站。中心站設(shè)備接收各個站點雨水情數(shù)據(jù)，中心測報軟件對數(shù)據(jù)進行儲存、分析，形成數(shù)據(jù)庫，三個傳輸通道數(shù)據(jù)互為補充，以提高數(shù)據(jù)的實時性和準確性。測報軟件依據(jù)數(shù)據(jù)實時反應(yīng)遙測站雨水情信息，可圖文顯示或打印報表，同時判斷是否超過設(shè)定的報警限制并發(fā)出聲光報警。分中心站數(shù)據(jù)庫與中心站數(shù)據(jù)庫進行交互、互為補充，分中心測報軟件可從中心站數(shù)據(jù)庫獲取其權(quán)限范圍內(nèi)的遙測站雨水情信息，可圖文顯示或打印報表，同時判斷是否超過設(shè)定的報警限制并發(fā)出聲光報警。測報軟件可通過GPRS通信通道對遙測站和中繼站遠程查詢歷史雨水情信息，也可遠程設(shè)置遙測站或中繼站參數(shù)。 軟件功能1、通信和采集功能

1.1支持GPRS、CDMA、GSM、數(shù)傳電臺、TCP/IP及專線等多種通信方式

1.2接收各個遙測站，歷史數(shù)據(jù)自動存盤。

1.3可查詢各個遙測站。2、時鐘同步功能

服務(wù)器、工作站可以通過網(wǎng)絡(luò)進行時鐘的同步，數(shù)據(jù)通信前臺機對各個監(jiān)測站進行廣播校時，實現(xiàn)整個

水文自動測報系統(tǒng)時間同步，校時每15分鐘自動進行一次，也可以手動發(fā)送。3、數(shù)據(jù)補調(diào)功能

采取數(shù)據(jù)暫存技術(shù)，在數(shù)據(jù)未能送達指定服務(wù)器時，數(shù)據(jù)存放在當?shù)?，待系統(tǒng)正常后實現(xiàn)自動調(diào)補，把缺失的數(shù)據(jù)從本站補調(diào)回水文自動測報系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

3.1自動補調(diào)：計算機具有動態(tài)數(shù)據(jù)補調(diào)功能，不須人工干預(yù)，軟件會定時搜索歷史數(shù)據(jù)庫，把丟失的數(shù)據(jù)自動補調(diào)回來，數(shù)據(jù)完整性好。

3.2人工補調(diào)：調(diào)度人員可隨機補調(diào)某個測站或所有測站在某一時刻丟失的數(shù)據(jù)，時刻保持數(shù)據(jù)的完整性。

3.3自動補調(diào)的時間和次數(shù)可人工設(shè)置。4、具有基于優(yōu)先級別的任務(wù)調(diào)度功能，事故、越限優(yōu)先報警，報警記錄可查詢、打印。

4.1主要參數(shù)超限以聲、光方式報警。

4.2故障、超限報警定位準確。

4.3能人工中斷聲、光報警。

4.4支持手機短信報警。5、數(shù)據(jù)庫管理功能

5.1自動形成歷史數(shù)據(jù)文件。

5.2可對歷史數(shù)據(jù)按多種條件進行查詢、修改。

5.3對不可測得的參數(shù)可人工輸入。

5.4可對歷史數(shù)據(jù)進行各種統(tǒng)計、處理。6、圖形顯示功能

6.1可顯示各種水文監(jiān)測點分布圖、地圖等。

6.2數(shù)據(jù)可實時地在畫面上動態(tài)顯示。

6.3圖上的參數(shù)及其顯示位置可在線修改。7、多種形式的曲線

7.1可繪制時變曲線、直方圖、餅圖、機泵運行圖等多種形式的曲線。

7.2可繪制多種形式的單軸、多軸對比曲線。

7.3曲線可輸出到繪圖儀上。8、報表功能

8.1可打印各種日志表、日、月、年統(tǒng)計報表。

8.2報表格式可在屏幕上預(yù)覽。

8.3報表的數(shù)據(jù)來源可靈活定義。9、美觀的圖形用戶界面

9.1具有圖符、對話框、滾動條等資源。

9.2支持鼠標、觸摸屏操作。設(shè)備外觀設(shè)計及安裝要求系統(tǒng)組網(wǎng)工作原理如下圖所示，系統(tǒng)可以搭建多傳送通道兼容通信系統(tǒng)，