安岩物联水库防洪预警预报系统(水雨情自动测报系统)

1 设计背景

我国是一个水旱灾害十分频繁的国家，除水害、兴水利历来是治国安邦的大事，关系国民经济和社会发展的大局,关系人民生命财产安全。国家对水资源及水环境问题高度重视，现已将“水资源可持续利用是我国经济社会发展的战略问题”予以高度重视。水资源的可持续利用，是经济和社会可持续发展极为重要的保证。水文信息是水利的重要基础工作，是防汛抗旱的耳目和参谋。

基于以上背景，我公司按照《水文自动测报系统技术规范》标准，结合本公司现有监测产品设备，设计制定了水情系统解决方案。

2 系统构架

水雨情自动测报系统由无线遥测水位站、无线遥测雨量站、无线遥测风速风向站、无线传输模块以及数据通讯、采集、管理软件所组成。其中无线遥测雨量站除了具有监测降雨量还新增加了环境的监测(环境温度、大气压力、空气湿度)。整体结构如下图(图一)所示，图中通讯方式已GPRS/CDMA 无线传输为例，具体情况依实际需求而定。该系统集水雨情数据自动采集、数据通讯、数据处理、水雨情编报、信息管理、系统运行管理为一体的行业信息化业务应用系统。为实施水文水情雨情信息自动化建设提供科学、经济实用的解决方案。

水雨情自动测报系统示意图(图一)

3 系统主要特点

3.1 统一的通讯体系，既可完成水文数据的自动收集，又能完成水情、雨情、环境监测的实时测报任务，实现信息共享。

3.2 具有查询上报和自动报汛模式，自动报汛策略丰富，快速获取数据。支持定时自报、变幅自报、招测工作制式。可设定多个通讯链路，组合设定多种自报策略，自动选择通讯链路完成数据通讯任务。

3.3 支持多种通讯设备和多种通讯方式并用，组网灵活，支持多种通讯设备组成数字通讯网络。可向多个中心自动报送数据。支持多种通讯方式并用。可连接的数字通信设备包括：便携式计算机、调制解调器（Modem）、超短波数字通信设备、GSM/GPRS 数字通信设备、卫星数字通信设备。其中，以GSM 的数字通道（WAP）、GPRS 无线数字通讯公网为通讯平台。优点是组网简单快捷，通讯快速可靠，性能稳定。无须用户对通讯网络进行维护。能快速、高质量地完成自动测报的数据通讯任务。建网性价比远优于用其它无线数字通讯设备建网的通讯系统，系统运行费用低廉。

3.4 具有越线报警、存储空间不足告警、数据通讯失败告警、设备连接故障告警等多种告警功能。可按设定的水位(警戒水位、变幅自报)、雨量(雨强、时段降雨量、报警降雨量)越线报警值，当其中任何一个超出设定值时，发出警告信号和统计信息。当监测仪存储空间不足时，发出告警信息、提示下载数据。当监测站向中心自动报汛通讯连接不成功时，发出数据通讯失败告警信息。当传感器与监测仪连接异常时，发出设备连接故障告警信息。

3.5 远程监测、控制和管理

可远程设置和修改监测站的工作参数、控制参数、报汛策略。便于用户根据工作需求改变报汛策略、工作参数和控制参数。能远程实时监测各站点的工作参数、控制参数、报汛策略(如时间、报汛策略、详细数据、通讯方式、通讯日志、设备连接、报警信息等)，随时掌握工作状态。同时对系统中各个监测站的工作参数、控制参数、通讯策略和报汛策略进入数据库，进行全过程管理。

3.6 系统设备管理和运行管理

实现整个系统的所有设备的自动管理，包括监测中心管理，监测站管理，设备管理，通讯管理、参数管理、监测站时钟管理、数据管理、数据库管理、服务器管理等。

3.7 数据统计处理

可对雨量数据(总雨量、当前雨量、单位时间最大雨量)、实时水位数据、实时风速风向数据、环境气温数据、环境气压数据、空气湿度数据统计处理。

3.8 性价比高，功能完善，大幅度降低水情监测的建设和运行成本，提高工作效率，提高信息化水平。

无须专人值守、车马劳顿，即可在监测中心(水情分中心、环境监测站)通过有线或无线数字通讯远程获取实时、准确的监测数据，进行汇总，生成实时水情数据库，自动完成报文生成和整编数据生成等业务处理，自动完成系统信息的管理和系统运行的管理，通过采集数据，提供辅助决策支持。

4 主要设备

4.1 无线遥测风速风向站

无线遥测风速风向站是一种通用型的风速风向测量数据采集设备系统，可用于水电﹑铁路﹑公路﹑矿山﹑国防及建筑工程等领域，满足测量水平风参量的需要。

无线遥测风速风向站安装方便、连接便捷，即连即用。具有测量数据自动采集、无线传输、测量数据存贮、测量数据管理、测量成果输出、测量数据越上限报警等功能。仪器测量精度高，稳定可靠，无线遥测风速风向站采用蓄电池供电，太阳能自控充电，适用于野外作业。

无线遥测风速风向站配置风速风向仪1 台、太阳能板1 块、电器防雨保护箱1 只(内置蓄电池1 块、太阳能充电控制器1 个、 GPRS 或CDMA 无线传输终端1部、采集器及485 模块1 个)、不锈钢安装支架1 套。无线遥测风速风向站结构简单，安装方便，传感器不需要进行任何设置，即连即用。如下图(图二)所示：

无线遥测风速风向站示意图(图二)

4.2 无线遥测水位站

无线遥测水位站适用于在无电源无线传输工况下测量水库、河流、湖泊、坝体测压管等的水位，是监测水位变化的有效监测设备。水位站采用太阳能供电，磁光编码原理进行测量，其测量精度高、稳定性好、没有温漂和时漂的影响，测量信号可自报或实时采集。

无线遥测水位站由水位计、GPRS 无线终端、蓄电池、太阳能板、太阳能充电控制器、不锈钢防雨保护箱等组成。如图三所示：

无线遥测水位站结构图(图三)

4.3 无线遥测雨量站

无线遥测雨量站是一种通用型的雨量测量数据采集设备系统，可用于水电﹑铁路﹑公路﹑矿山﹑国防及建筑工程等领域，满足测量雨量参量的需要。

无线遥测雨量站配置雨量计1 台、太阳能板1 块、电器防雨保护箱1 只(内置蓄电池1 块、太阳能充电控制器1 个、GPRS 无线终端1 部、采集器及485 模块1 个)、不锈钢安装支架1 套。如图四所示无线遥测雨量站结构简单，安装方便，传感器不需要进行任何设置，即连即用。主要功能有雨量传感器的测量数据自动采集和无线传输、测量数据存贮、计算机通信、测量数据管理、测量成果输出。

无线遥测雨量站结构图(图四)

4.4 雨量采集器及485 模块

雨量采集器及485 模块结构图(图五)

信号环境监测的气温、气压转化为RS485 信号，通过GPRS 终端将数据发出，计算机存储测量数据并进行管理，所有存贮结果均采用文本方式输出。

采集器结构简单，安装方便、连接便捷，即连即用，有自动采集、存贮、查询等功能。可监测雨量、雨强等物理量，测量精度高，稳定可靠。可设置单位雨量、自报周期、可查询一周数据、可显示当前雨强、当日雨量，可手动清零或系统自动清零，清零前自动发送和保存一周数据。

5 数据通讯、数据采集、数据管理软件

5.1 软件安装文件

双击“GprsHms.exe”启动，如下图：

5.2 软件启动后界面如下：(各测点分布图)