一、客戶需求
每年4-8月份,我國很多區域進入雨季,防汛是各級政府的頭等大事,在第一時間掌握所轄地區的降雨量,在第一時間掌握各河流、水庫水位信息,就掌握了防汛工作的主動權。由于要安裝的監測點的位置比較偏遠,使用有線通信及電臺通信的成本比較高。監測部門需要一種新型的無線通信方式實現對水位、雨量、流量的遠程監測。
二、解決方案
1、系統組成 本系統由監測中心、通信網絡、現場監測設備、現場測量設備四部分組成。
監測中心:由中心服務器、GPRS數據傳輸模塊(如中心分配固定IP無需此設備)、監測系統軟件組成。
通信網絡:中國移動GPRS網絡或公網寬帶(固定IP)+ 中國移動GPRS網絡。
現場監測設備:220V供電監測終端、太陽能供電監測終端、高能鋰電池供電監測終端 測量設備:水位計、雨量計、流量計。(輸出信號為485串口輸出或模擬量)。
監測中心由數據服務器和GPRS無線數據傳輸器(如中心分配固定IP無需此設備),服務器上安裝操作系統軟件、數據庫軟件、監測系統軟件。
3、通信網絡(以下組網根據實際情況選擇)
情況1、監測中心具備寬帶(類型:光纖、網線、ADSL等),并綁定固定IP。現場監測終端設備中使用B型GPRS,接入點名稱(APN)為cmnet。中心數據服務器可以與多個B型GPRS模塊進行數據通信。1個B型GPRS模塊可以與多個數據中心進行數據通信。
情況2、中國移動公司提供GPRS網絡平臺,建立一個VPN專網,提供一個APN接入點,監測中心使用1臺GPRS,每個現場監測終端設備使用1臺GPRS,并為GPRS使用的每張SIM數據卡綁定一個固定的IP地址。網絡的保密性、可靠性高。平升公司生產的GPRS數據傳輸模塊可以登陸中國移動公司的GPRS-VPN專網,在網絡上傳輸數據。
4、現場監測終端設備
4.1、市電供電監測終端 有220VAC供電條件的監測點使用該設備,要求安裝地點有GPRS信號。
(1)、設備特點:
◆采集水位計、雨量計、流量計的數據,采集間隔可設置。
◆主動上報采集的數據信息,上報時間間隔可設置。
◆變化上報水位、雨量、流量信息,可設置水位、雨量、流量上報的上下限,采集的數據超過上報的上下限時,終端即刻上報信息。
◆水位計、雨量計、流量計等測量設備與終端之間連線中斷時、現場停電時、打開終端箱門時,終端主動上報故障信息。
◆終端內配置蓄電池,現場停電后,終端設備和水位計、雨量計、流量計等測量設備可以繼續工作一段時間。
◆終端支持監測中心隨時問詢。
◆終端內存儲歷史數據,供監測中心查詢。
◆終端可以擴展,增加配置后,可采集溫度、水質等信息。
◆監測中心可以遠程維護、修改終端的工作參數。
◆為測量設備供電。
◆終端配置室外型機箱,可安裝在室外環境。
◆工作溫度:-20~+70℃
◆數據采集精度:0.5%
◆數據傳輸誤碼率:10-4
(2)、終端配置示意圖
◆ DATA-6211無線抄表器: 低功耗設計,為終端核心設備,負責數據采集和GPRS遠程通信。
◆ 空開:終端設備的電源總開關。
◆ 隔離變壓器:穩定供電,降低電源線上雷電信號對終端的損壞。
◆ 開關電源:把220VAC轉換為12VDC,為蓄電池供電,斷電檢測及切換。
◆ 蓄電池:停電時為終端供電。
(4)、配置清單:
(1)、設備特點:
◆采集水位計或雨量計的數據,采集間隔可設置。
◆主動上報采集的數據信息,上報時間間隔可設置。
◆變化上報水位、雨量、流量信息,可設置水位、雨量、流量上報的上下限,采集的數據超過上報的上下限時,終端即刻上報信息。
◆水位計、雨量計、流量計等測量設備與終端之間連線中斷時、現場停電時、打開終端箱門時,終端主動上報故障信息。
◆終端內配置蓄電池,夜晚或雨雪天氣無日照條件時,終端設備和水位計、雨量計等測量設備可以繼續工作一段時間。
◆終端支持監測中心隨時問詢。
◆終端內存儲歷史數據,供監測中心查詢。
◆終端可以擴展,增加配置后,可采集溫度、水質等信息。
◆監測中心可以遠程維護、修改終端的工作參數。
◆太陽能為監測終端和測量設備供電。
◆終端配置室外型機箱,可安裝在室外環境。
◆工作溫度:-20~+70℃
◆數據采集精度:0.5%
◆數據傳輸誤碼率:10-4
(2)、終端配置示意圖
◆ DATA-6211無線抄表器: 低功耗設計,為終端核心設備,負責數據采集和GPRS遠程通信。
◆ 充電器:為蓄電池供電,為設備提供12VDC供電。
◆ 蓄電池:夜晚或陰雨天氣無日照條件時為終端和測量設備供電。
(4)配置清單
沒有220V市電供電條件、又不具備太陽能安裝條件的監測點,使用該終端設備. (1)、設備特點:
◆ 采集水位計或雨量計、流量計的數據,采集間隔可設置。
◆ 主動上報采集的數據信息,考慮到電池壽命,建議每次采集的數據集中打包后上報給監測中心。電池壽命取決于數據上報的頻率,不大于1萬次數據發送。
◆變化上報水位、雨量、流量信息,可設置水位、雨量、流量上報的上下限,采集的數據超過上報的上下限時,終端即刻上報信息。
◆測量設備與終端之間連線中斷時,電池電壓過低時,終端主動上報信息,。
◆終端內置4節高能鋰電池,每節13.5Ah。
◆終端內存儲歷史數據,供監測中心查詢。
◆終端可以擴展,增加配置后,可采集溫度、水質等信息。
◆監測中心可以遠程維護、修改終端的工作參數。
◆為低功耗測量設備供電。
◆終端配置室外型機箱,可安裝在室外環境。
◆工作溫度:-20~+70℃
◆數據采集精度:0.5%
◆ 數據傳輸誤碼率:10-4
(2)、終端配置示意圖
3)、配置說明:
◆ DATA-6211無線抄表器:為終端核心設備,負責數據采集和GPRS遠程通信。
5、現場測量設備
5.1 浮子式水位計 選用光電式或接觸式系列編碼器,配以精密的變速機構、線輪、不繡鋼鋼絲繩、重錘、防浪錘和浮子等構成。該傳感器安裝在測井口或者測管上方,當液位變化時,浮子隨之上升或下降,測繩便帶動線輪做旋轉運動,與線輪同軸連接的編碼器就輸出與液位對應的數字信號送至智能測控儀。從而達到了對液位的實時顯示及控制的目的。廣泛用于地表水、地下水及大壩測壓管水位測量。
本型儀器適用于口徑內徑不小于70~150mm、埋深為10~500m范圍的場所使用,并且井管的中軸線必須是直線,井管內壁必須平滑、無凹凸障礙。主要技術參數
水位變幅:0—10m:0-20m;0-30m;0-40m;0-80m;
水位編碼器分辨力:1㎝
測量準確度:≤0.2% 浮子直徑:Φ40mm;Φ50mm;Φ100mm可選
輸出信號:格雷碼10~13bit(RS485或4-20mA接口選配)
環境溫度:-10℃~85℃
相對濕度;<90%(40℃).
5.2雨量記錄儀
主要功能:
1、具有實時存儲功能。可連接一臺分辨率為0.5mm的翻斗式遙測雨量計,降雨時雨量計的翻斗每翻轉一次(0.5mm),雨量記錄儀就實時存儲一次數據。存儲記錄的具體內容為:站號、時間和雨量的翻斗數累計值。數據存儲時LED2發光二極管點亮,數據存儲完畢LED2自動熄滅。
2、具有定時存儲功能。雨量記錄儀按照設定的定時存儲間隔(每日上午8:00),自動上電存儲一次數據。
3、具有參數顯示和設置功能。按相應的功能鍵,可漢字顯示出該站的站號,雨量的累計值,當前時間;今天降雨,昨天降雨,前天降雨;最近一次的存儲數據。若進入設置菜單,可顯示和修改以下參數:站號、設置雨量、雨量分辨率、時間。若進一步進入二級設置萊單,還可修改存儲單元的起始地址。
5.3電磁流量計 電磁流量計是一種根據法拉第電磁感應定律來測量管內導電介質體積流量的感應式儀表,采用單片機嵌入式技術實現數字勵磁。電磁流量計在滿足現場顯示的同時,還可以輸出4-20mA電流信號和RS485以供記錄、調節和控制使用。電磁流量計除可測量一般導電液體的流體外,還可測量液固兩相流,高粘度液流及鹽類、強酸、強堿液體的體積流量。