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水利信息综合测报系统 ——水利信息综合测报系统在水位、降雨和土壤墒情实施监测

lei40251  发表于 2008/1/14 17:41:24      756 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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1、概述


水利信息综合测报系统是我公司结合多年来水利行业的从业经验,专门为水利行业量身打造的一套水利信息化基础数据采集、整理、分析系统。系统采用高精度传感技术、通信技术、数据库存储和处理等技术,实现在无人监守情况下,可以采集各种类型的水利数据(水位、降雨、土壤墒情等),并完成数据的整理、汇总、存储和传输上报等功能,通信采用GPRS方式。


2、常用的通信方式分析


水利数据的监测在中国水利行业的应用已有多年的历史,但随着计算机和通信技术的飞速发展,水利数据监测的传输方式也随着变化。水利数据监测中通信组网方案是多种多样的,但不外乎两种类型,即单一通信方式和混合通信方式。常见的通信方式有:超短波、有线电话、卫星、GSMGPRS等几种,它们都可以单独组成水利数据监测网络。混合通信方式由以上通信方式不同组合而成,可以衍生出很多种组网方案。


2.1 PSTN 公用电话网


有线组网方式是利用公用电话线路,在每个监测点分配一条电话用户线,数据接收中心利用电话拨号的方法采集各监测点的数据信息。


有线信道组网的优点


Ø  无需土建,建设成本低、建设周期短。


Ø  通信平台有保障,不同站点的传输信号间不易产生相互干扰;


Ø  通信距离不受地形地域的限制。


有线信道组网的缺点


Ø  野外电话线缆易遭受雷电干扰,易受人为破坏;


Ø  数据采集速度受电话线路质量和线路忙闲的影响,畅通率有时不高;


Ø  系统只宜采用召测工作方式,不宜采用自报方式,由于每一个站的应答查询均必须通过拨号、接通、传输、挂机等阶段,数据收集周期长。


2.2 移动通信信道


当前移动通信业务发展迅猛,我国的手机拥有量目前已跃居世界第一位。根据前景预测,GSM业务覆盖范围将遍及世界每个角落,利用GSM手机的短信息功能传送水利数据或其它短数据不失为一种理想的手段。


GSM移动通信信道组网的优点


Ø  利用公网,不需自建和维护通讯网;


Ø  通信平台有保障,且不同站点的传输信号之间不易产生相互干扰;


Ø  通信速率较高;


Ø  通信线路和设备不易遭受雷电袭击和人为破坏;


Ø  组网灵活,站点的变动和扩充容易;


Ø  设备耗电省,费用低。


GSM移动通信信道组网的缺点


Ø  受当前GMS网络覆盖的限制,可能有些偏远的站点无法通信组网;


Ø  短信息接收会出现时延现象,设计时要根据系统规模考虑解决瓶颈问题。


2.3 GPRS通用无线分组业务


GPRS是通用无线分组业务(General Packet Radio Service)的英文简称,是在GSM基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传输网络,特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输,也适用于偶尔的大数据量传输,而且GPRS是根据流量计费的,所以运营费用比GSM方式要低得多。另外,由于GPRS是基于IP,因此在传统的远程监控应用上,不仅可以提供GSM可以提供的数据拨号SMS通讯方式,而且可以让用户开发基于INTERNET的应用系统,从而彻底根除了数据拨号价格高,SMS延时长的缺点,从而使用户开发的系统整体性能和可靠性得到了很大提高,系统运行成本也大幅下降。


GPRS通用无线分组业务优点


Ø  永远在线


只要激活GPRS应用后,将永远保持在线,类似于一种无线专线网络。


Ø  按流量计费


只有产生通信流量时才计费,是一种面向使用的计费,计费方式更加科学合理。


Ø  快速登录


全新的分组服务,无需长时间的拨号建立连接过程。


Ø  利用公网通信质量好,技术成熟、稳定,组网灵活,移植性强。


Ø  不易被雷击,建设周期短。


GPRS通用无线分组业务缺点


Ø  因为是永远在线,对监测站的供电要求较高。建议配备市电和太阳能双路供电及后备蓄电池。


Ø  网络能否组网由站点信号强度决定。


通信方式各有特点,本身并没有优劣之分,选择时应根据各地不同的环境条件、网络条件和经济条件,从技术可靠性、运行费用、建设成本进行综合考虑,因地制宜的选择适合的组网方式。


3、水利信息综合测报系统组成


本系统主要由监测中心、采集传输设备(GPRS智能测控器)和高精度智能传感器组成。


4、水利信息综合测报系统特点


Ø  自动采集,采集时间间隔可设定;


Ø  自动上报,上报时间间隔可设定;


Ø  操作简单,使用方便;


Ø  远程监控系统运行情况;


Ø  报警信息实时传送;


Ø  可存储日记录、时记录、分钟记录;


Ø  GPRS智能测控器具备数据存储功能;


Ø  监测中心可随时召测终端历史数据;


Ø  监测中心可对所采集数据进行存储、分析、生成必要的报表和曲线。


5、水利信息综合测报系统工作原理


GPRS智能测控器通过对所使用的不同类型的智能传感器的数据定时采集、分类、汇总和存储,然后将有效数据通过GPRS网络上报到监测中心,监测中心根据收到的数据进行分析,为用户提供不同类型数据的报表、图表、曲线等数据,为用户的决策提供可靠的基础数据。


6、水利信息综合测报系统功能简介


水位、降雨的远程实时监测,是及时准确采集地表水、地下水水位信息和降雨信息的有效工具。它能够在第一时间准确采集相关信息并自动上报,也可定时或随时主动召测相关数据。为地下水资源的合理利用和防汛预警提供可靠保障。


土壤墒情远程实时监测,是一套从土壤含水率、水质、气象等数据的采集、传输、存储到采集数据的集中管理、统计分析、预测以及显示的完整解决方案,系统由墒情数据采集系统获得土壤实时含水量,并自动进入数据库,系统根据实时墒情以及其地下水位、雨情、水情等数据对旱情进行查询、分析和统计,自动生成业务报表。


  


6.1 监测中心功能


6.1.1 基础信息子系统


Ø  监测点信息


管理监测点基础信息(地理位置、监测点类型等)。


Ø  传感器信息


传感器类型、功能、测量范围等信息。


Ø  信息查询


查询监测点、传感器的相关信息。


6.1.2 权限子系统


Ø  系统管理


管理角色、用户帐号、用户帐号信息及修改登陆密码。


6.1.3 报警子系统


Ø  报警类型设定


用来设定报警的类型,如水位下限报警、设备故障报警等。


Ø  报警限值设定


对采集传输设备所采集数据类型的限值进行设定。


Ø  报警处理


对采集传输设备发送的报警信息进行处理,并反馈给管理人员。


Ø  报警查询


查询以往的报警记录。


6.1.4 远程监控子系统


Ø  远程操作


查看在线采集传输设备并对其进行远程控制。


Ø  远程召测


对采集传输设备所存储的历史数据进行远程调用。


Ø  查询统计


查询设备的实时、历史的数据信息。


6.1.5 报表子系统


Ø  静态报表


根据不同条件统计统计监测点、监测设备等的信息。


Ø  动态报表


统计所采集数据自动生成日报、月报和年报等。




6.2 数据采集传输设备功能


Ø  显示功能


动态液晶态显示,可以同时显示4行,每行12个汉字或者24个字符,128X96点阵


Ø  主动上报功能


GPRS智能测控器根据预先设定的时间间隔将所采集的数据分类、汇总自动发送到监测中心。


Ø  远程召测功能


具有单测点和多测点实时、定时召测功能。电脑召测的水量数据和现场数据完全一致,且准确稳定。因故障原因,无法及时召测数据的,提示可能出现的故障原因。正常召测后,水资源测控器以往的自记数据应立即召回显示储存。


Ø  动态分析功能


根据监测的实时数据,分析监测点的数据变化,对于异常情况产生报警信息。


Ø  数据存储功能


GPRS智能测控器具有大容量Flash存储器,可以本次存储大量数据,供巡检人员现场查看。


Ø  故障自动报警功能


监测点的GPRS智能测控器自动将故障信息上报到监测中心。


Ø  系统安全权限设置功能


权限设置提供完善的安全认证,保障数据的安全。


Ø  避雷保护


所有输入输出引线(如电源线、传感器引线、通信线等)都采取了多级隔离、吸收措施,最大限度地避免了雷击等过电压过电流对终端的破坏。


7水利信息综合测报系统供电设计


本系统中,由于许多监测站点地处野外,得不到连续供电的保证,因此不宜使用交流供电方式。为了保证监测设备供电正常,所有监测站点推荐采用太阳能电池板浮充免维护蓄电池供电的方式,足够保证监测站点设备正常工作。综合考虑监测站点平均日照、功耗、太阳能电池充电电流、负载相关系数以及电池充电安全系数,监测系统供电设备将系统监测站太阳能电池板功率配置不低于20W,蓄电池容量配置不低于24AH,通过太阳能充电保护器的控制,无论是哪种综合监测站,需保证5天内将蓄电池充满,亦需保证阴雨30-50天情况下,监测站设备运行正常。

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