地下水自動監(jiān)測系統(tǒng)

目前，國內外地下水自動監(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無線數據傳輸方式。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方式。

監(jiān)測站采用自報、自報－確認工作體制采集水位數據。通常監(jiān)測站的數據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)，每當設定的時間（1小時）到時，監(jiān)測站的數據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，采集水位數據并將該數據和時標寫入自記內存，如果滿足發(fā)送數據條件，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)送采集到的水位數據。

系統(tǒng)功能

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

1）系統(tǒng)工作制式：自報、自報－確認、應答方式工作體制組網。

2）系統(tǒng)通訊使用gprs雙發(fā)方式向中心發(fā)送數據。

4）所有監(jiān)測站自記內存均大于256k并掉電數據自動保護功能。可在現場通過筆記本或pda等便攜式設備讀取監(jiān)測站內單日或多日的自記數據。中心可通過gprs網絡遠程讀取自報/應答式監(jiān)測站內單日或多日的自記數據。

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

7）系統(tǒng)實時數據能自動寫入地下水自動監(jiān)測系統(tǒng)信息數據庫，可以將監(jiān)測數據通過計算機廣域網讓相關部門進行web瀏覽，實現數據共享；

8）監(jiān)測站的發(fā)送數據可設置為自報、自報－確認工作模式，實現數據重發(fā)。

9）系統(tǒng)中心具有數據存儲、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）要求數據采集設備具有微功耗和數據采集/發(fā)送控制功能，降低設備和運行費用。系統(tǒng)具有采集數據密度動態(tài)控制機制，以在滿足數據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)測站的工作參數可在現場用便攜機配置。

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

監(jiān)測站特點

1）數據采集及通信策略控制

可通過設置制定每個傳感器的數據采集策略，如采集周期、加密周期、閾值控制等，控制數據通信的密度等。

2）監(jiān)測站功耗控制機制

采用特有的軟、硬掉電技術，極大地降低的監(jiān)測站的功耗，并可延長傳感器、通信設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

可通過設置參數選擇監(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）數據自記

提供監(jiān)測數據的備份，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)測數據的可靠性。

系統(tǒng)技術指標

ø        系統(tǒng)能在5分鐘內完成一次全系統(tǒng)實時數據的收集、處理和轉發(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        數據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        數據精度：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/埋深數據，通過通訊網絡向兩級中心發(fā)送。測站一般均由水位傳感器、數據采集器、通訊系統(tǒng)設備及供電單元所組成。

自報/應答式監(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/應答式監(jiān)測站，自報/應答式監(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）等設備組成。

自報/應答式監(jiān)測站組成表

設備選型

遙測終端

yd型遙測終端機（簡稱rtu）主要特點：
    專門為工業(yè)無線遠程數據傳輸應用開發(fā)的一款基于移動gprs網絡通信終端、主要針對氣象、環(huán)保、水利、交通等行業(yè)部門的工業(yè)應用。
    支持雙頻gsm/gprs，支持短信息、gprs通信
    內嵌tcp/ip協(xié)議棧，通過移動g網進入公共互聯(lián)網，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)網的具有固定ip或者動態(tài)域名的計算機經過授權，均可接收本設備發(fā)送的數據。
    可以同時向1～5個靜態(tài)固定ip或動態(tài)域名發(fā)送數據
    支持主備數據傳輸通道，gprs通信為主數據通道，短信息為輔助備用數據通道。
    支持遠程短信及撥號喚醒
    支持在線設置參數，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備的綜合檢測gprs模塊等等。rtu也可以連接具有開關量輸出、串行通訊接口（ttl或485）輸出等傳感設備。檢測模塊可以根據設置定時、定量采集，定時自動上報數據，并且可以通過電話或短信實現實時召測。
    rtu配合降水量、水位等測量傳感組成水文信息觀測站，采集的水文數據通過移動gprs通信網實現信息傳輸。其性能符合國家無線電管理規(guī)定和技術標準，以及國家水文測報遙測裝置相關標準要求。
    rtu自帶數據記錄功能，通過設置或者編程可以實現定時、定量記錄存儲。記錄數據掉電不丟失。記錄數據可以現場或遠程讀取。
    設備采用移動g網時鐘或服務器時鐘作定時，不需要定期校準。如果傳感設備具有實時時鐘（如jfz-01型數字雨量計），也可使用傳感設備時鐘作定時，并且可以自動對傳感設備時鐘校準（需傳感設備支持）。
    rtu采用定時連接發(fā)送數據模式，不需要實時在線，每月累計流量小，費用低。
    設備按照低功耗設計，鋰電池供電，小型太陽能板充電，適合野外無電源供應的環(huán)境使用。
    采用先進電源技術，供電電源適應范圍寬，設備穩(wěn)定可靠，可用于室內或室外環(huán)境。
    rtu帶有一路可控電源輸出，可為傳感設備提供工作電源。
    優(yōu)化電磁兼容設計，適合電磁環(huán)境惡劣和要求較高的應用需求。
    采用鋁合金外殼，體積小，重量輕，美觀堅固，適合嵌入式應用。
2   主要技術參數
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徑為25厘米至30厘米的細井和一般測井使用。

三、技術參數

   · 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

   · 現場顯示器：十進制機械計數器

   · 數據輸出接口（選件）：內置式串行rs485接口；

內置式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、產品用途

本系列儀器按照國家標準gb/t11828.1-2002要求設計、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、技術參數

   · 測量范圍：10m、20m、40m

   · 分辨力：1cm

   · 測量準確度：≤±2cm或0.2％f·s

   · 輸出碼：格雷碼10～13bit

   · 現場顯示器：十進制機械計數器

   · 數據輸出接口（選件）：內置式串行rs485接口；

內置式4-20ma模擬量輸出

   · 電源電壓：12～24v dc

   · 浮子直徑：φ45mm、φ100mm

   · 測量纜：φ0.5mm多芯不銹鋼索

   · 使用環(huán)境：環(huán)境溫度：-30℃～85℃；

                相對濕度：<90％ (40℃)

本系列儀器適合于內徑為15厘米至5厘米的細井和一般測井使用。