(1)集成智能水位采集装置。
在国家实施最严格的水资源管理制度的背景下,我公司积极研发地下水位监测系统相关设备,并成功研发出一体化智能水位采集装置相关性能和技术指标符合水利部《水文自动监测报告系统技术规范》(SL 61-2003)等标准要求,相关数据通信协议通过了水利部《水资源监测数据传输协议》(SZY206-2012)和《水文监测数据通信协议(征求意见稿)》的符合性测试。
2)无线雷达水位计。
它由导波水位计和无线发射装置组成。
3)井口保护装置。
我公司根据地下水监测井现状,研制了一种钢制井口保护装置,安装运输方便,可根据现场情况进行安装更有利于保证地下水监测井和自动监测装置的安全,也保证了通信数据的传输。
二是制度的引入。
地下水位监测系统结合现有监测井网,建立地下水监测井网,充分利用现有通信网络和设施,初步形成集地下水信息采集、传输、接收、处理于一体的信息系统,基本实现对区域地下水集中供水源地和超采区域的有效监测为各级领导、各部门和社会提供及时、准确、全面的地下水动态信息,满足科研和公众对地下水信息的基本需求,为地下水资源的优化配置和科学管理、地质灾害防治、地质环境保护提供优质服务,为水资源可持续利用和重大战略提供基础支撑自治区决定,实现经济社会可持续发展。
系统功能。 1)采集功能:采集地下水井水位数据,监测站点的数据采集周期可根据需要远程设置或现场手动配置。
2)发送功能:集成水位测量装置支持一次发送和五次接收数据,可同时向五个数据中心分中心发送数据。
3)管理功能:具有数据分级管理、监控点管理等功能。
4)查询功能:信息接收系统软件可显示所有地下水井的位置,并可查询各地下水井的实时或历史水位信息。
5)分析功能:水位数据可生成水位高程等数值图表、过程曲线和报表,进行趋势分析。
6)扩展功能:系统软件具有良好的系统扩展功能,可根据实际需要随时增加地下水位监测站。
第四,系统规划。
4.1. 数据流和网络。
地下水监测系统由若干个地下水位监测站和5个中心站组成数据通过移动网络直接发送到中心站。 水位信息在一个站点以多次调度的形式发送到相关中心站。
4.2 系统组成。
地下水监测系统主要由现场数据采集和中央数据接收两部分组成,其中各部分包括以下设备:
1)现场部分:综合水位监测装置、井口保护装置;
2)中央数据接收部分:固定IP短信接收机、数据接收计算机、数据接收软件、数据查询分析软件。
注意:数据传输部分使用移动网络进行数据传输。
3)现场参数设置部分:导波雷达仪表设置。
4.3 数据收集。
一体化地下水自动监测采用无人值守管理模式,实现井水位信息的自动采集和传输。 一体化自动监测站采用自上报、查询-应答相结合的遥测方式和定期自上报、事件上报、招募测量的工作体系。
4.4 数据传输格式。
一体化智能水位采集装置数据传输格式统一采用水利部《水资源监测数据传输协议》。
SZY206-2012)或《水文监测数据通信协议(征求意见稿)》。
5.系统软件。
5.1 软件平台。
操作系统:Windows 7、Windows Vista、Windows XP、Windows Server 2003、Windows Server 2008、Windows NT 等
数据库系统:Microsoft SQL Server 2005以上数据库管理系统。
5.2 数据接收软件。
1)用户管理。
软件系统的功能按角色进行管理,不同的角色具有不同的功能权限。 系统有两个不同的角色,一个是“系统管理角色”,另一个是“普通用户角色”。 操作员或用户按角色分组管理,具有相应角色的功能权限,可以执行相应的操作。
2)操作日志。
记录每个用户操作的轨迹,用于分析用户的操作行为,以便追踪错误的来源。 “系统管理”角色的用户有权删除以前未使用的信息,以节省数据库空间。
3)设备配置。
用户可以在中心站设置监控井各通道的代码、名称、通道号和参数(RTU地址码除外)。 配置监测井参数的命令集包括监测井地址、通信方式、数据采集与通信策略、功率控制方式等的配置修改。
用户还可以通过中心站向各监测井的采集主机发出指令,查询统一编号、水位高程、水位埋深、温度、探头电压、通讯电压、信号质量、采集时间、发送时间、接收时间、气压值、孔口标高、地面标高等信息。
4)数据接收。
接收软件运行在中心站计算机上,可通过GPRS、SMS、CDMA通道接收监测井传输的水位、电源电压等各种实时检测数据和状态信息。
5) 数据处理。
对原始通信数据进行解析,将数据帧信息转换为日期、站号、站名等信息并存储在遥测数据库中,供相关系统软件共享。
6)实时数据监控。
实时接收到的数据按照用户设置的报警阈值进行报警,从而实现对地下水位的实时监测
7)实时数据显示。
实时接收的数据以数据、图表等形式显示监控点的数据。
8)数据存储。
接收软件接收到监测井数据后,将原始通信数据写入日志文件,用于原始数据备份和系统故障验证同时,将处理后的遥测数据存储在原有遥测数据数据库中,为用户建立具有数据库初始化、数据备份和恢复功能的数据库管理和维护应用软件,确保数据库安全性和数据一致性。
9)自动时间校准。
中心站根据系统的配置参数,自动将中心站计算机的日期和时间写入监测井的RTU中,从而保证监测井时钟与中心站时钟的同步。
10) 自动数据库备份。
为了保证数据库的安全性和数据的一致性,防止因用户误操作数据库中的数据或数据库管理系统本身的损坏而造成的损失,接收软件设计了数据库系统的全量备份和增量备份功能,在紧急情况下定期将数据备份到移动硬盘等其他存储介质。
5.3、数据查询分析软件。
1)查询车站信息。
查询统一编号、原编号、地下水类型、面积、地面高程、孔口高程、口径、经度、纬度、钻井日期、井盖备注、通讯设备编号、探头编号、探头埋深、探头安装日期、通讯设备安装日期、探头电压报警值、通信电压报警值、信号质量报警值等信息。
2)监控数据查询。
接收到的数据以数据、图表等形式显示监测点的数据;并根据给定条件进行检索和查询数据,同时可直接导出生成TXT或Excel报表数据文件,同时具有生成水位高程等值线图、工艺线等功能。
a. 地下水实时监测。
地下水实时监测功能利用WebGIS技术,以行政区、灌区、地下水监测区电子地图为背景,动态展示各地下水监测点的空间分布位置,系统实时刷新地下水监测数据,并将最新数据标注到地下水监测点,方便用户浏览。 当地下水监测点数据超过限值时,系统自动将地图上的监测点图标设置为红色并闪烁提示,方便用户直观掌握当前行政区域或灌区地下水监测的最新情况。
相同的实时地下水数据也可以以简报中处理的方式显示**。
b. 地下水报告查询。
地下水报表查询功能利用通用报表中间件,在网络上发布方便简洁的报表查询界面,用户可以选择一个或多个地下水监测点,以及日、月、十、年、任意时间段,系统按行政区、灌区、地下水监测区进行分类, 并自动生成符合用户习惯的各类财务报表,方便用户浏览分析。所有报表都支持导出和打印等常规功能。
c. 地下水深度分布。
地下水空间分布功能采用webGIS技术,以行政区、灌区、地下水监测区电子地图为背景,根据用户设置的时间点和地下水监测点的空间分布位置,动态绘制区域内地下水位深度分布图, 用户可自行设置地下水深度的不同等级和颜色,系统根据设置填充相等的表面颜色,使用户直观掌握区域内地下水深度的分布情况。
3)数据分析显示。
a. 地下水差异分析。
地下水差异分析采用webGIS技术,以行政区、灌区、地下水监测区电子地图为背景,系统根据用户选择,将某地下水监测点的年平均水位与某年历史年份进行对比,将水位变化差绘制成地下水年变化分布图, 并且用户可以设置地下水差的不同等级和颜色,系统根据设置填充等距颜色,使用户直观地掌握地下水变化形式。
地下水差异分析相同的结果也可以以图形和直方图的形式显示。
b. 地下水异常分析。
地下水差异分析采用webGIS技术,以行政区、灌区、地下水监测区电子地图为背景,将地下水监测点的日、月、十年、年平均水位与上年同期平均值进行对比,将水位变化差异绘制成地下水年变化分布图, 并且用户可以设置地下水差的不同等级和颜色,系统根据设置填充等面颜色,使用户直观地掌握地下水变化的形式。
地下水异常分析的结果也可以以图表和直方图的形式显示。
4)系统管理。
各种系统参数设置、用户权限管理、外部数据接口管理。
系统特点: 1)技术先进,集成度高。
一体化智能水位采集装置充分考虑了远程站点的特点,采用一体化低功耗设计,设计简洁明了,集成了数据采集、设备控制、无线通信等多种技术,在国内处于领先水平。
2)运行成本低。
利用现有网络资源作为通信载体;采用公网或专网作为计算机中心的数据传输载体,一体化智能水位采集装置,安装调试简单,运维成本低,维护方便。
3)可靠性高。
系统的软硬件设备具有超强的抗冲击性,突发情况的发生不会造成系统功能的丧失,也不会影响系统的正常运行系统能够从意外情况引起的故障中恢复。 保证了系统的高可靠性。
4)精度高,实用性强。
集成智能水位采集装置,对采集的数据进行严格验证采取多种技术措施,确保数据从采集、传输到存储全过程的高精度和实用性。
5)灵活的组网方式。
该系统具有多种组网接口,GPRS、CDMA、GSM,用户可以根据自己的实际情况选择最实用、最经济的方式,既可以选择一种方式,也可以选择多种方式共存。
6)适用性广。
软件功能可根据用户定制,满足数据监测、数据查询、数据统计等具体需求,系统适用于各种地下水位的实时监测。
7.产品性能。
7.1、集成导波雷达水位计采集装置。
一体化智能水位采集装置是基于GPRS CDMA无线数据传输的新一代远程水位数据采集和传输,可以轻松实现与互联网的无线连接和通信实现水位信号采集、数字化处理和数据存储传输;便于实现远程、无线、网络化的通信和控制具有覆盖面广(移动网络覆盖,移动网络覆盖即可使用)、组网方便快捷(安装即可使用)、运行成本低(按流量计费)、安全性能高(高防水防爆设计)、安装方便等诸多优点。
1)所有器件和电池均采用工业级标准,工作温度范围可达-30--70;
2)导波雷达不受温度、压力等影响;
3)具有远程参数设置、数据读取、实时调用等功能集成16M大容量闪存,可可靠存储水位、气压、探头剩余功率、数据传输设备剩余功率、无线通信信号强度等80000组数据
4)支持GPRS、短信、CDMA等多种通讯方式,能够远距离传输;支持多中心工作模式,最多一发五收(遥测站可同时向5个接收站发送数据);
5)一体化结构,体积小,防水性能好,安装方便;IP68防水等级,可在野外环境中浸泡在水中10天以上而不影响正常运行;
6)具有多参数采集功能,包括水位、水温、现场气压、传感器采集压力、数据传输设备剩余电量、现场无线通信信号质量等
7)可由中心站远程监控参数设置、手持参数设置机设置、计算机现场设置等多种设置方式
8)支持断电、休眠、永久**三种电源管理模式,由电池供电,可连续可靠使用两年以上。
7.1.2 技术指标。
表7-1 一体化智能水位采集装置技术指标一览表