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一、系统概述
星创易联水库水位远程监测系统采用先进的物联网技术,实现对水库水位、降雨量等关键参数的自动监测、数据传输、分析预警和信息发布,为水库安全管理提供全面的信息化手段。系统具有如下特点:
参考:key-iot.com.cn
自动化程度高,通过在水库现场布设各类传感器和智能终端,实现水雨情数据的自动采集和无人值守。
数据传输可靠,采用双通道冗余设计,利用移动蜂窝网络和北斗卫星通信,确保数据实时上传。
功能全面,系统不仅能够监测水位雨量数据,还可通过视频图像监控水库现场情况,并具备语音告警、短信通知等预警手段。
平台化管理,水雨情数据可通过云平台进行集中管理和展示,为防汛抗旱决策提供数据支撑。
扩展性强,系统架构合理,支持模块化组合和功能拓展,可灵活接入其他监测设备。
二、系统架构
本系统采用"感知层-网络层-应用层"的三层架构设计:
感知层:包括各类监测设备,如雷达水位计、雨量筒、视频摄像头等,负责感知和采集水库现场的水雨情数据。
网络层:负责将感知层采集的数据进行汇聚和传输,将数据上传至云端服务器,同时接收服务器的控制指令。网络层通信主要采用GPRS/4G蜂窝网络,配以北斗卫星通信作为备份链路。
应用层:包括监控中心平台和移动客户端。监控中心平台部署在云端,提供数据存储、展示、查询、统计分析等功能。移动客户端方便管理人员随时查看水库动态信息。
三、建设内容
(一)监测站点建设在水库坝体、溢洪道等关键位置建设监测站点,每个站点包括:
雷达水位计(或气泡水位计):监测水库水位,精度可达毫米级。
雨量筒:监测降雨量,翻斗式结构,分辨率0.1mm。
视频摄像头:监控坝面、水面情况,具备旋转变焦、红外夜视等功能。
遥测终端(RTU200):采集各传感器数据,通过RS485/IO接口连接水位计、雨量筒等,通过网口连接摄像头。提供数据存储、设备控制、协议转换等功能。
通信模块:包括4G DTU和北斗卫星通信模块,支持多种通信方式,将遥测终端采集的数据上传至监控中心。
供电系统:由太阳能电池板、蓄电池、充放电控制器等组成,为遥测终端、通信模块、摄像头等设备提供稳定可靠的供电保障。
防雷设施:包括避雷针、接地体等,有效防止雷电对设备的损坏。
立杆、机柜等安装支架。
除监测设备外,还需建设水尺、GNSS基准站、渗压计等人工观测设施,为自动化监测提供参照和补充。(二)监控中心平台建设监控中心平台是系统的核心,通过B/S架构实现,主要功能包括:
实时数据展示:通过图表、曲线等形式直观展现各站点的水位、雨量实时数据。
视频图像查看:调取摄像头实时视频或历史录像,并支持云台控制。
历史数据管理:可查询、导出任意时段的监测数据,并提供统计分析功能。
预警模块:设置水位、降雨量预警阈值,超标后自动预警,并联动语音告警、短信通知等。
设备管理:对RTU、摄像头等现场设备进行参数配置、远程升级等。
移动端APP:支持iOS、安卓平台,便于管理人员随时查看水情和预警信息。
(三)通信网络建设
主用4G蜂窝网络通信,联通、移动、电信三网均可,通过SIM卡接入,支持全网通,保障信号覆盖。
备用北斗卫星通信,采用短报文方式传输关键数据,作为蜂窝网络的补充,提高通信可靠性。
通过加密隧道、私有APN等方式,保障通信数据安全。
四、系统部署实施
(一)现场勘查及方案设计
资料收集:收集水库工程资料,了解地理位置、坝型、泄洪建筑物布置等基本情况。
现场踏勘:实地考察地形地貌、交通条件、通信网络覆盖、供电条件等,并初步确定监测站点位置。
方案设计:根据现场情况,制定监测站点布设方案、供电方案、通信方案、施工组织设计等,编制施工图纸。
(二)设备选型采购
核心设备选型:根据方案要求,选择合适的水位计、雨量筒、遥测终端、通信模块、供电设备等。
其他材料采购:采购立杆、机柜、线缆、紧固件等辅助材料。
质量控制:对设备进行检验测试,确保其性能和质量满足要求。
(三)施工安装调试
施工准备:完成现场"三通一平",做好技术交底,落实安全文明施工措施。
基础施工:开挖基坑,浇筑设备基础,打设接地体,敷设线缆。
设备安装:立杆固定,安装水位计、雨量筒、遥测终端、通信天线、供电系统等。
调试联试:对各测点逐一调试,检验数据采集、通信传输、供电、联动等功能,并与监控平台联调。
(四)系统运行维护
试运行:系统安装调试完成后,至少进行1个月的试运行,并根据运行情况优化和完善。
运行维护:建立完善的运维体系,落实日常巡检、定期校验、数据分析等工作,确保系统稳定运行。
应急预案:制定异常情况应急预案,包括通信中断、设备故障、极端天气等,最大限度减小对监测工作的影响。
五、实施效果
通过建设星创易联水库水位远程监测系统,可以实现:
水雨情自动监测,提高监测数据准确性和时效性,减轻人工巡测工作量。
异常情况及时预警,为防汛抗旱决策提供依据,提高水库调度和应急处置能力。
实现水库安全管理信息化,提升管理水平和效率,为水库安全运行提供可靠保障。
积累水雨情数据,为水文研究、水资源优化配置等提供数据支撑。
星创易联水库水位远程监测系统利用物联网、大数据等新技术,构建全面的水库安全监测体系,对提升水库现代化管理水平具有重要意义。系统设计合理、功能完善、适应性强,能够满足不同水库的监测需求,值得大力推广应用。
审核编辑 黄宇
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