地下水自動監(jiān)測系統(tǒng)

目前，國內(nèi)外地下水自動監(jiān)測系統(tǒng)中的通信方式主要有超短波、短信、PSTN固定電話及GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸方式。各種通信方式均有其優(yōu)缺點，本系統(tǒng)采用GPRS通訊方式為主通道、GSM短信通訊為輔助信道的組網(wǎng)方式。

監(jiān)測站采用自報、自報－確認工作體制采集水位數(shù)據(jù)。通常監(jiān)測站的數(shù)據(jù)采集終端處于微功耗職守狀態(tài)，GPRS通信終端、水位傳感器處于掉電工作狀態(tài)，每當設(shè)定的時間（1小時）到時，監(jiān)測站的數(shù)據(jù)采集終端自動進入工作狀態(tài)，并打開GPRS通信終端、水位傳感器的電源，監(jiān)測站等待水位傳感器穩(wěn)定工作后，采集水位數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)和時標寫入自記內(nèi)存，如果滿足發(fā)送數(shù)據(jù)條件，監(jiān)測站主動啟動GPRS撥號，建立PPP連接，監(jiān)測站注冊，然后發(fā)送采集到的水位數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)是一個水位/埋深數(shù)據(jù)自動采集、存儲、傳輸、處理，并具有數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、分析、以圖表對結(jié)果進行表示的實時作業(yè)系統(tǒng)，系統(tǒng)建成后可實現(xiàn)以下功能：

1）系統(tǒng)工作制式：自報、自報－確認、應(yīng)答方式工作體制組網(wǎng)。

2）系統(tǒng)通訊使用GPRS雙發(fā)方式向中心發(fā)送數(shù)據(jù)。

4）所有監(jiān)測站自記內(nèi)存均大于256K并掉電數(shù)據(jù)自動保護功能。可在現(xiàn)場通過筆記本或PDA等便攜式設(shè)備讀取監(jiān)測站內(nèi)單日或多日的自記數(shù)據(jù)。中心可通過GPRS網(wǎng)絡(luò)遠程讀取自報/應(yīng)答式監(jiān)測站內(nèi)單日或多日的自記數(shù)據(jù)。

6）系統(tǒng)中心能及時了解各監(jiān)測站的設(shè)備工作狀態(tài)（如電壓、自記內(nèi)存狀況等）。

7）系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)能自動寫入地下水自動監(jiān)測系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫，可以將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過計算機廣域網(wǎng)讓相關(guān)部門進行WEB瀏覽，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；

8）監(jiān)測站的發(fā)送數(shù)據(jù)可設(shè)置為自報、自報－確認工作模式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)重發(fā)。

9）系統(tǒng)中心具有數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計、報表顯示及打印和過程分析功能，如動態(tài)水位/埋深顯示、等。

10）要求數(shù)據(jù)采集設(shè)備具有微功耗和數(shù)據(jù)采集/發(fā)送控制功能，降低設(shè)備和運行費用。系統(tǒng)具有采集數(shù)據(jù)密度動態(tài)控制機制，以在滿足數(shù)據(jù)密度和精度要求情況下最大限度節(jié)約通信費用和電源消耗。

11）監(jiān)測站的工作參數(shù)可在現(xiàn)場用便攜機配置。

14）系統(tǒng)具有可擴展性，可以方便地增減測站數(shù)量和傳感器的數(shù)量。修改工作將通過密碼控制由有關(guān)管理人員進行操作，實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理功能。

監(jiān)測站特點

1）數(shù)據(jù)采集及通信策略控制

可通過設(shè)置制定每個傳感器的數(shù)據(jù)采集策略，如采集周期、加密周期、閾值控制等，控制數(shù)據(jù)通信的密度等。

2）監(jiān)測站功耗控制機制

采用特有的軟、硬掉電技術(shù)，極大地降低的監(jiān)測站的功耗，并可延長傳感器、通信設(shè)備及蓄電池的使用壽命。

3）蓄電池充放電保護機制

集成的蓄電池充放電功能可避免蓄電池損壞，大大降低將來的運行維護費用。

4）自報、自報－確認式、中心召測式通信機制

可通過設(shè)置參數(shù)選擇監(jiān)測站以不同通信模式工作，可使監(jiān)測系統(tǒng)在通信效率和通信可靠性之間達到很好的平衡。

5）數(shù)據(jù)自記

提供監(jiān)測數(shù)據(jù)的備份，使監(jiān)測系統(tǒng)可滿足地下水資源監(jiān)測和地下水資源資料整編的不同的需求，進一步提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性。

系統(tǒng)技術(shù)指標

Ø 系統(tǒng)能在5分鐘內(nèi)完成一次全系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)的收集、處理和轉(zhuǎn)發(fā)。

Ø 系統(tǒng)低功耗運行，太陽能電池配置抗連陰雨能力大于20天。

Ø 數(shù)據(jù)傳輸信道誤碼率小于1×10－5。

Ø 系統(tǒng)平均通暢率大于等于99％。

Ø 數(shù)據(jù)精度：水位計分辨率滿足全量程±2.5‰。

系統(tǒng)組成

監(jiān)測站組成

自動監(jiān)測站是地下水資源監(jiān)測系統(tǒng)重要組成部分，測站要求能夠自動實時采集、存儲水位/埋深數(shù)據(jù)，通過通訊網(wǎng)絡(luò)向兩級中心發(fā)送。測站一般均由水位傳感器、數(shù)據(jù)采集器、通訊系統(tǒng)設(shè)備及供電單元所組成。

自報/應(yīng)答式監(jiān)測站組成

本系統(tǒng)中改擴建的40個監(jiān)測站中全部是自報/應(yīng)答式監(jiān)測站，自報/應(yīng)答式監(jiān)測站由監(jiān)測終端機（RTU含GPRS通訊模塊，10AH鋰蓄電池）、5W太陽能電池板及支架、浮子式水位計、電纜、保護箱或（觀測井房）等設(shè)備組成。

自報/應(yīng)答式監(jiān)測站組成表

序號	測站設(shè)備	數(shù)量	單位
1	YD型遙測終端機含GPRS模塊10AH鋰蓄電池	1	套
2	自收纜水位計	1	臺
3	5W太陽能板	1	塊
4	電纜及連接器	1	套
5	保護箱（或觀測井房）	1	套

設(shè)備選型

遙測終端

YD型遙測終端機（簡稱RTU）主要特點：
    專門為工業(yè)無線遠程數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用開發(fā)的一款基于移動GPRS網(wǎng)絡(luò)通信終端、主要針對氣象、環(huán)保、水利、交通等行業(yè)部門的工業(yè)應(yīng)用。
    支持雙頻GSM/GPRS，支持短信息、GPRS通信
    內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧，通過移動G網(wǎng)進入公共互聯(lián)網(wǎng)，終端無需主機即可通信，更加方便地集成到您的系統(tǒng)中。
    同時支持靜態(tài)固定IP和域名解析，支持動態(tài)域名，任何地點的任何一臺接入公共互聯(lián)網(wǎng)的具有固定IP或者動態(tài)域名的計算機經(jīng)過授權(quán)，均可接收本設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)。
    可以同時向1～5個靜態(tài)固定IP或動態(tài)域名發(fā)送數(shù)據(jù)
    支持主備數(shù)據(jù)傳輸通道，GPRS通信為主數(shù)據(jù)通道，短信息為輔助備用數(shù)據(jù)通道。
    支持遠程短信及撥號喚醒
    支持在線設(shè)置參數(shù)，方便遠程維護
    偉思YD型遙測終端機（簡稱RTU）有雨量檢測GPRS模塊、水面蒸發(fā)量檢測GPRS模塊、水位檢測GPRS模塊以及綜合兩種以上設(shè)備的綜合檢測GPRS模塊等等。RTU也可以連接具有開關(guān)量輸出、串行通訊接口（TTL或485）輸出等傳感設(shè)備。檢測模塊可以根據(jù)設(shè)置定時、定量采集，定時自動上報數(shù)據(jù)，并且可以通過電話或短信實現(xiàn)實時召測。
    RTU配合降水量、水位等測量傳感組成水文信息觀測站，采集的水文數(shù)據(jù)通過移動GPRS通信網(wǎng)實現(xiàn)信息傳輸。其性能符合國家無線電管理規(guī)定和技術(shù)標準，以及國家水文測報遙測裝置相關(guān)標準要求。
    RTU自帶數(shù)據(jù)記錄功能，通過設(shè)置或者編程可以實現(xiàn)定時、定量記錄存儲。記錄數(shù)據(jù)掉電不丟失。記錄數(shù)據(jù)可以現(xiàn)場或遠程讀取。
    設(shè)備采用移動G網(wǎng)時鐘或服務(wù)器時鐘作定時，不需要定期校準。如果傳感設(shè)備具有實時時鐘（如JFZ-01型數(shù)字雨量計），也可使用傳感設(shè)備時鐘作定時，并且可以自動對傳感設(shè)備時鐘校準（需傳感設(shè)備支持）。
    RTU采用定時連接發(fā)送數(shù)據(jù)模式，不需要實時在線，每月累計流量小，費用低。
    設(shè)備按照低功耗設(shè)計，鋰電池供電，小型太陽能板充電，適合野外無電源供應(yīng)的環(huán)境使用。
    采用先進電源技術(shù)，供電電源適應(yīng)范圍寬，設(shè)備穩(wěn)定可靠，可用于室內(nèi)或室外環(huán)境。
    RTU帶有一路可控電源輸出，可為傳感設(shè)備提供工作電源。
    優(yōu)化電磁兼容設(shè)計，適合電磁環(huán)境惡劣和要求較高的應(yīng)用需求。
    采用鋁合金外殼，體積小，重量輕，美觀堅固，適合嵌入式應(yīng)用。
2   主要技術(shù)參數(shù)
2.1 頻率范圍：885～915Mhz 1710～1755Mhz
2.2 占用帶寬：＜200Khz
2.3 發(fā)射功率：33/30dbm ±2db
2.4 調(diào)制方式：GMSK
2.5 發(fā)訊方式：定時/定量，喚醒召測
2.6 采集接口：并行I/O（TTL），RS-485通訊，雙工串行通訊（TTL），無源觸點等
2.7 供電電源：12V～24V直流
2.8 工作電流：＜0.5mA @6V（休眠），＜12mA @12V（空閑），
＜100mA @12V（通信），＜1.5A @12V（峰值）
2.9 電源輸出：輸出電壓等于供電電源電壓-0.5V，輸出電流＜1A。
2.10 工作環(huán)境：環(huán)境溫度 0～50℃，相對濕度＜95%(40℃)。
2.11 尺寸重量：外形尺寸（長×寬×高）：220×90×41(mm)，重量：＜250g（不含天線）。

WFX-40系列機械編碼式水位傳感器

一、特點用途

· 特有的防測纜打滑壓輪機械，可在任何風浪環(huán)境下使用。

本系列儀器按照國家標準GB/T11828.1-2002要求設(shè)計、制造。儀器在水位變率大、波涌嚴重的環(huán)境下，具有良好的測量精度和工作穩(wěn)定性，特別適合于水文站、水庫站、閘壩站、遙測站、水電站使用。

本系列儀器由絕對值編碼型水位傳感器、浮子、懸索、平衡錘等部分組成，是獨立的水位觀測測量儀器，又可以與電顯示器、閘門開度儀、閘門啟閉機控制系統(tǒng)連接，共同組成計算機綜合顯示、控制系統(tǒng)（如船閘、水電站、抽水蓄能電站、農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，給排水系統(tǒng)等）；配置RS485通信接口的水位儀，可直接與通信機、計算機聯(lián)網(wǎng)使用組成水文自動測報系統(tǒng)、水情衛(wèi)星遙測系統(tǒng)；配置存貯記錄單元的儀器可廣泛用于水文站。

本系列儀器適合于內(nèi)徑為25厘米至30厘米的細井和一般測井使用。

三、技術(shù)參數(shù)

· 測量范圍：10m、20m、40m、80m

· 分辨力：1cm

· 測量準確度：≤±2cm或0.2%F·S

· 輸出碼：格雷碼10～13bit

· 現(xiàn)場顯示器：十進制機械計數(shù)器

· 數(shù)據(jù)輸出接口（選件）：內(nèi)置式串行RS485接口；

內(nèi)置式4-20mA模擬量輸出

· 電源電壓：12～24V DC

· 浮子直徑：Φ150mm、Φ100mm

· 測量纜：Φ1mm多芯不銹鋼索

· 使用環(huán)境：環(huán)境溫度：-25℃～85℃；

相對濕度：<90% (40℃)

· 外形尺寸：132×132×115mm

WFX-40Z系列自收纜機械編碼式水位傳感器

一、產(chǎn)品用途

本系列儀器按照國家標準GB/T11828.1-2002要求設(shè)計、制造，具有良好的測量精度和工作穩(wěn)定性，特別適合于水文站、水庫站、閘壩站、遙測站、水電站使用。

本系列儀器由絕對值編碼型水位傳感器、浮子、懸索、內(nèi)置平衡錘等部分組成，是獨立的水位觀測測量儀器，又可以與電顯示器、閘門開度儀、閘門啟閉機控制系統(tǒng)連接，共同組成計算機綜合顯示、控制系統(tǒng)（如船閘、水電站、抽水蓄能電站、農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，給排水系統(tǒng)等）；配置RS485通信接口的水位儀，可直接與通信機、計算機聯(lián)網(wǎng)使用組成水文自動測報系統(tǒng)、水情衛(wèi)星遙測系統(tǒng)；配置存貯記錄單元的儀器可廣泛用于水文站。

三、技術(shù)參數(shù)

· 測量范圍：10m、20m、40m