降雨量與水位自動監(jiān)測系統(tǒng)方案

1、精選文檔 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)，因此必需對江河、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)、樂觀進行防汛決策供應(yīng)大量牢靠的數(shù)據(jù)及資料，同時還可以為防洪救災(zāi)和愛護人民生命財產(chǎn)發(fā)揮重要作用。目前，國內(nèi)不少水文站監(jiān)測水位及降雨量仍接受人工方式，該方法不但存在測量人員的平安問題，而且還存在測量數(shù)據(jù)不精確準時效性不強的問題。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,依據(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

2、系統(tǒng)接受無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)：GPRS、Internet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傳送到遠程服務(wù)器，協(xié)作后處理軟件可以對采集的數(shù)據(jù)進行分析，可以

3、使監(jiān)測者實時的獲得真實精確的監(jiān)測數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可以依據(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，管理人員依次推斷是否發(fā)布預(yù)警。以下是系統(tǒng)工作原理示意圖：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、Campbell CS47X系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，同時將肯定的降雨量轉(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、

4、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)簡潔、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: 050；存儲溫度：溫度4060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：21 cm；高度：54 cm；重量: 4 kg。4、1、2

5、 Campbell CS47X系列脈沖雷達式水位計CS47X系列是Campbell最新推出的脈沖雷達式水位傳感器，通過向目標放射短微波脈沖，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±5mm；CS476的最大量程為30m，精度為±3mm；CS477的最大量程達到70m，精度為15mm。該雷達式水位傳感器接受標準的數(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、記錄設(shè)備連接，具有良好的兼容性。

6、可以依據(jù)實際需要為該雷達式水位傳感器選配25618型水平調(diào)整器，以保證測量數(shù)據(jù)的精確性。25626型調(diào)試/顯示模塊則能夠掛念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（-40+80），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（CS476）， 400mm70m（CS477）精度：±5mm（CS475），±3mm（CS476）±15mm（CS477）

7、辨別率：1mm輸出：SDI-12雷達單元頻率：26GHz脈沖量：<1mW波束角：10°（CS475），8°（CS476/CS477）供電單元供電：9.616VDC浪涌愛護：1.5KVA能耗（12V時）：4.7mA（睡眠模式），14mA（工作模式）工作溫度：-4080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、NXN GT511及四周設(shè)備組成。u 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，具有極強的把握力量、兼容性和擴展性，極低的電耗和

8、故障率，適合野外環(huán)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，比較機敏牢靠。Combell數(shù)采器特點如下：功能強大機敏，模塊化結(jié)構(gòu)，極強的兼容性和擴展性數(shù)據(jù)采集把握功能標準化配置，數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換模塊機敏、穩(wěn)定和牢靠在全球使用量超過100,000臺牢靠性高，故障率低數(shù)據(jù)記錄、把握和傳輸力量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。可編程掃描

9、采樣速度從1/64秒到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（依據(jù)3年保修修理記錄計算）u 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，通過無線GPRS網(wǎng)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NProbe GT-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三種功能為一體的才智

10、型遠程資料收發(fā)器，獨立運作的GPRS數(shù)據(jù)機功能，供應(yīng)可以選擇TCP Client或TCP Server作業(yè)模式，當連線建立后即可使用設(shè)備序列串口與遠程的電腦或設(shè)備進行雙向資料交換，還可以運用簡潔的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無線網(wǎng)絡(luò)與Internet網(wǎng)絡(luò)相互結(jié)合。便利連接各種遠端設(shè)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(Digital Input)及Relay輸出信號。Ø u RS-232 接口，1組。 Ø u 數(shù)位輸入信號，3組。 Ø u Rela

11、y輸出信號，1組。 Ø u 內(nèi)建Watch dog。 Ø u Real-Time Clock(RTC)。 Ø u 內(nèi)建2MB內(nèi)存。 Ø u 支援GSM/GPRS 900/1800/850/1900MHz 四頻系統(tǒng) 。Ø u 主機供應(yīng)LED燈，可顯示RUN/GPRS/GPS之工作狀態(tài)。 u 四周設(shè)備四周設(shè)備包括供電模塊、浪涌模塊及愛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，供電部分接受充電把握器、太陽能板及免修理蓄電池，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。愛護單元為一只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猛烈噴水，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)