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水文監(jiān)測設施是國民經(jīng)濟基礎設施的重要組成部分，在防洪抗旱減 災、水資源開發(fā)利用、水生態(tài)與環(huán)境保護、水工程規(guī)劃與運行管理等方面具有不可替代的重要作用。特別在防洪減災中，水文監(jiān)測發(fā)揮了耳目和尖兵的作用，準確、及時的雨水情信息和預測預報，為政府部門科學決策和實時調度提供了依據(jù)。

水文監(jiān)測站系統(tǒng)是一種集水文數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸和管理于一體的無人值守的水文采集系統(tǒng)。水文監(jiān)測站系統(tǒng)由水文傳感器、數(shù)據(jù)采集儀和計算機軟件三部分組成。數(shù)據(jù)采集儀具有水文數(shù)據(jù)采集、實時時鐘、水文數(shù)據(jù)定時存儲、參數(shù)設定、友好的人機界面和標準通信功能。

系統(tǒng)內置大容量FLASH存儲芯片；多種通訊接口可以很方便的與計算機建立有線通訊連接，若選配GPRS無線通訊模塊還可實現(xiàn)水文設備與計算機監(jiān)控中心的遠程無線連接。

 

1.2 產(chǎn)品功能

◆實時監(jiān)測水位、流速、流量等要素監(jiān)測參數(shù)；
◆微電腦監(jiān)測數(shù)據(jù)采集儀具有氣象數(shù)據(jù)采集、實時時鐘、定時存儲、參數(shù)設定、參數(shù)和氣象歷史數(shù)據(jù)掉

電保護等功能；
◆漢字液晶鍵盤人機界面，人機界面友好；
◆數(shù)據(jù)瀏覽功能。能提供局域網(wǎng)數(shù)據(jù)瀏覽、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)瀏覽、手機數(shù)據(jù)瀏覽等多種數(shù)據(jù)瀏覽途徑供用

 戶選擇；
◆靈活的系統(tǒng)組網(wǎng)方式。通訊功能支持MODBUS通訊協(xié)議。提供標準有線（485、232/ USB）、無線（GPRS/  

LAN/電臺/WIFI/衛(wèi)星）等多種通訊方式供用戶選擇。靈活與氣象計算機組成氣象監(jiān)測系統(tǒng)；
◆可靠供電系統(tǒng)。提供市電、直流和太陽能系統(tǒng)等多種供電方式供用戶選擇；

◆采用全不銹鋼、金屬噴漆支架和野外防護箱，外形美觀、耐腐蝕、抗干擾；

 

1.3 系統(tǒng)特點

◆電源系統(tǒng):雙電源供電系統(tǒng)、交流220V、直流5V、12V、太陽能等,根據(jù)用戶需要選配。
◆可靠運行于各種惡劣的野外環(huán)境，低功耗、高穩(wěn)定性、高精度、可無人值守。
◆完善的防雷擊、抗干擾等保護措施。
◆硬件和軟件均采用模塊組合式開放性設計，可靈活組合使用。
◆監(jiān)測要素可按實際需求選配。模塊化設計極大的方便了后期設備的調試和升級。
◆通訊方式可根據(jù)傳輸距離來按需要選配，為方案提供*的。

◆氣象WEB發(fā)布系統(tǒng)可以讓用戶在互聯(lián)網(wǎng)上隨時使用瀏覽監(jiān)測站現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)。

◆客戶端瀏覽：可以通過軟件客戶端，實現(xiàn)局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)上查詢、統(tǒng)計監(jiān)測站現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù).

 

2、系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)設計目標

     根據(jù)客戶需求，提供能夠充分體現(xiàn)和滿足客戶個性化需求的解決方案。

 

2.2系統(tǒng)設計依據(jù)

本系統(tǒng)主要以《GBT 15966-2007 水文儀器基本參數(shù)及通用技術條件》、《灌溉試驗規(guī)范SL 13-2004》、《水文自動測報系統(tǒng)技術規(guī)范SL 61-2003》、《GBT 27993-2011 水位測量儀器通用技術條件》、《地下水監(jiān)測規(guī)范SL 183-2005》等文件為依據(jù)，根據(jù)實際需要進行適當修改，并整合若干組件而形成的水文監(jiān)測系統(tǒng)。

 

2.3系統(tǒng)設計原則

1）兼容性原則。

系統(tǒng)提供靈活的設置，可兼容國內外各種傳感設備，進行數(shù)據(jù)采集與處理，在保證功能的前提下，可以*限度降低系統(tǒng)成本。

2）易用性原則。

 系統(tǒng)使用人員范圍廣，使用人員的計算機水平層次不一，很多地方缺少計算機*人員，該系統(tǒng)做到操作簡便，維護簡單，易學易懂。

3）可靠性原則。

硬件設計時具備操作與安全保護機制，*限度減小用戶誤操作導致的錯誤或損失。采用可靠穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采集中心以查詢方式主動調取采集器數(shù)據(jù)，具備心跳機制，斷線重連機制等，保證各項性能可以長時間穩(wěn)定運行。

4）安全性原則。

系統(tǒng)的用戶根據(jù)業(yè)務的需要，具有不同的安全級別及操作權限，系統(tǒng)能充分發(fā)揮操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應用軟件三層安全保證措施，以保證數(shù)據(jù)的安全性。

5）易二次開發(fā)、易維護性原則。

采用封裝技巧，建立穩(wěn)定的底層工具，核心技術文檔隨系統(tǒng)發(fā)布等手段，使具有基本技術水平的系統(tǒng)維護人員可以在一定程度上對系統(tǒng)進行較復雜的維護及一般性擴充。

6）環(huán)保節(jié)能原則。

采用無污染優(yōu)化的電源管理設備，可控的系統(tǒng)功耗。高效節(jié)能，以較小的太陽能電源系統(tǒng)即可實現(xiàn)應有功能。

 

2.4產(chǎn)品配置

根據(jù)客戶需求及項目需要，整體配置如下：

名稱	型號	數(shù)量	參數(shù)
雷達流速水位流量一體傳感器	JZ-HR1	1個	流速：0.05～15m/s（與水流情況有關） 水位：0-10米 流速：±0.05m/s ；±1%FS            水位：±5mm 流速：0.01m/s                       水位：1mm
數(shù)據(jù)采儀集	JZ	1臺	多通道數(shù)據(jù)采集，液晶屏幕顯示，帶232和485接口，LCD背光，進行數(shù)據(jù)采集、存儲、及顯示；供電方式：220V交流/12V直流并存
金屬防護箱	大防護箱	1個	野外防護箱，防濕防潮，內置隔板，外置鎖具，內裝采集儀，蓄電池，太陽能控制器等
3米支架	3ZJ	1套	金屬噴漆式支架結構，鋼質材料設計，牢靠穩(wěn)固，帶防風拉鎖，外觀美觀，承載防護箱、傳感器、太陽能等，功能齊全，安裝方便，抗腐蝕處理，抗風能力強，可安裝十多種輻射傳感器，安裝高度符合*標準要求，可完全適用于野外無人值守觀測站點
防雷裝置		1套	避雷針1根，避雷線及附件、避雷角鋼1套
市電供電		1套	電源穩(wěn)定、牢靠，可持續(xù)給系統(tǒng)供電
串口通訊		1套	RS485通訊線1根，線長20米；RS232通訊線1根，線長10米；232轉485轉接頭1個；USB轉232轉接線1根
4G DTU模塊		1套	采用TCP透明傳輸，數(shù)據(jù)傳至監(jiān)測軟件（自配SIM卡）
單機版監(jiān)測站軟件		1套	可導入導出數(shù)據(jù)，繪制波形圖、報表、數(shù)據(jù)上傳、參數(shù)遠程配置等功能
物聯(lián)網(wǎng)云平臺 （選配）		1套	B/S架構無線系統(tǒng)平臺，可導出數(shù)據(jù)，繪制波形圖、報表、數(shù)據(jù)上傳、參數(shù)遠程配置，支持PC、平板、手機登錄查看，即可使用分配的用名和密碼進入管理平臺。
手機客戶端 （選配）		1	隨時隨地進行數(shù)據(jù)監(jiān)控、查詢及控制，方便高效

 

3、產(chǎn)品簡介

3.1 數(shù)據(jù)采集儀介紹

數(shù)據(jù)采集儀是一種集監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸和管理于一體的無人值守的監(jiān)測采集系統(tǒng)。它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、旅游、城市環(huán)境監(jiān)測和其它*領域都有廣泛的用途。

數(shù)據(jù)采集儀具有監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、實時時鐘、監(jiān)測數(shù)據(jù)定時存儲、參數(shù)設定、友好的人機界面和標準通信功能，可以根據(jù)用戶的需求很方便的與計算機建立有線（RS485、RS232、USB等）、無線通訊（GPRS、WIFI、LAN、Zigbee等）連接。

 

3.2 主要技術參數(shù)

內核： ARM 32位Cortex-M3 CPU

系統(tǒng)時鐘：高可達72MHz

指令執(zhí)行速度： 1.25Dmips/MHz

采樣頻率：0.5s/次

 

存儲功能：

FLASH存儲容量： 4M bits（每1小時存儲一次，可存儲1.6年），同時可擴展至32Mbit.

并可擴展USB存儲接口1個，實現(xiàn)U盤存儲.

功能要求：智能采集、轉發(fā)、存儲，具有自動、人工召測功能。

 

傳感器通道：

    模擬/計數(shù)通道：16路，可再擴展16路數(shù)字I/O通道，用于各種外接擴展功能.

模擬量A/D轉換精度：12位

頻率量采用16位高速計數(shù)器進行采集，輸入信號頻率高達1MHz.

 

供電顯示：

寬電壓輸入：8V~40V

環(huán)境溫度：-30~85℃

顯示形式：192*64全點陣液晶顯示，可以顯示12*4個漢字，整體界面清晰美觀；可擴展LED顯示屏進行豐富顯示；同時支持實時時鐘及時間校準功能

 

功耗：整機功耗不大于 2W

通訊功能：

具有四路RS232/RS485/USB通信接口，可同時進行四路RS232/RS485/USB通信，彼此之間互不干擾；并可擴展 CAN總線通信接口1個； 

 

遠程升級：

支持遠程應用程序更新：采集儀程序更改、升級，無需返廠，通過計算機軟件，即可對采集儀進行遠程程序更新，支持現(xiàn)場和遠程對設備進行各項參數(shù)設置或讀取的編程操作

 

通訊協(xié)議：

支持標準MODBUS協(xié)議，雙協(xié)議切換功能，方便用戶實現(xiàn)上位機軟件二次編程.

 

3.3 產(chǎn)品功能

    1．功能要求：智能采集、轉發(fā)、存儲，具有自動、人工召測功能；

2．存儲容量：每4小時存儲一次數(shù)據(jù)，可存儲6年多氣象數(shù)據(jù)；

3．具有標準USB/RS232/RS485端口，可方便接入PC機或筆記本電腦；

4．可提供標準MODBUS協(xié)議，供用戶實現(xiàn)上位機軟件二次編程；

5．通信方式：具有GPRS/GSM短信通訊方式，支持LAN/WIFI/Zigbee方式的擴展；

6．具有外部接口擴展功能：可實現(xiàn)U盤存儲功能，實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的存儲；

7．可現(xiàn)場和遠程對設備進行各項參數(shù)設置或讀取的編程操作；

8．電路設計合理，抗外界干擾能力強；

9.支持時間校準功能；支持XPH、標準MODBUS雙協(xié)議切換；

10傳感器通道：16路   擴展存儲：U盤存儲2G  通訊波特率：9600bps

 

4、傳感器

 4.1.雷達流速儀

圖片：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

概述：本產(chǎn)品主要應用于灌區(qū)的明渠量水，通常選用在標準的斷面進行測量。測量斷面應滿足以下條件：

1. 河道平順、液態(tài)穩(wěn)定、風浪較小的斷面；

2. 無沖淤變化；

3. 不受回水跌水影響；

4. 經(jīng)率定驗證點流速與斷面平均流速的關系穩(wěn)定。

原理：雷達流量計集成雷達水位計和雷達流速計，采用24G雷達測量水面距離和流速。

雷達水位計天線波束角為11×11°，雷達天線角度為14×32°，水位計照射水面時，照射區(qū)域類似一個圓；雷達流速計照射水面時，照射區(qū)域類似一個橢圓區(qū)域。

雷達照射水面區(qū)域邊界與安裝高度成正比，給出安裝高度為1米時，水位計和流速計波束照射水面時A、B、D參數(shù)值，實際安裝高度（單位：米）乘以下列值即為實際對應參數(shù)

 

雷達流速儀測流速示意圖

 

應用場合：灌區(qū)，明渠，在線流量測量

技術參數(shù)：

供電電壓	9～24V直流
電流（12V供電）	正常工作時280mA左右，休眠小于1mA。
工作溫度	-35℃～70℃
防水等級	IP66
發(fā)射頻率	24.00～24.250GHz
測速范圍	流速：0.05～15m/s（與水流情況有關） 水位：0-10米
測速精度	流速：±0.05m/s ；±1%FS            水位：±5mm
距離分辨力	流速：0.01m/s                       水位：1mm
波束角度	12°
安裝高度	0～35米與流態(tài)有關，建議安裝高度＜5米
垂直角度	30～70°建議55～60°；橫滾角建議＜±2°
尺寸	210 X 110 X 100mm

 

 

 

 

 

5、安裝與調試

5.1安裝示意圖

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.系統(tǒng)組網(wǎng)

現(xiàn)場自動監(jiān)測站與中心監(jiān)測計算機之間的組網(wǎng)方式大致可分為有線和無線兩種組網(wǎng)方式。有線通訊方式有RS232通訊、RS485通訊、RJ45通訊；無線通訊方式有WIFI通訊、Zigbee通訊、GPRS無線通訊；

 

 

 

 

7、水文監(jiān)測軟件功能概述

氣象站軟件基于大數(shù)據(jù)計算技術，能夠為用戶提供終端數(shù)據(jù)查詢和瀏覽功能，同時提供監(jiān)測設備遠程交互、數(shù)據(jù)處理、儲存、統(tǒng)計、分析、報警、信息發(fā)布等服務。

該軟件以集中式分區(qū)化的方式為用戶提供便捷、經(jīng)濟、有效的遠程監(jiān)控整體解決方案。通過這種方式，用戶可以對監(jiān)控目標進行實時監(jiān)控、管理、觀看和接收報警信息。

軟件兼容：可以在2003、xp、win7等系統(tǒng)下穩(wěn)定運行；

同步功能：可以設置數(shù)據(jù)采集設備與計算機系統(tǒng)時間同步，避免軟采集數(shù)據(jù)的時間與與計算機系統(tǒng)時間不一致；

二次開發(fā)：支持Access/SQL Server 2000 、2005 、2008等數(shù)據(jù)庫存儲，方便用戶其它軟件在數(shù)據(jù)庫中調用氣象站數(shù)據(jù)；

實時報警功能：根據(jù)設置的參數(shù)的上、下限，實現(xiàn)軟件提示報警，聲音報警等報警功能；

權限功能：可以設置相關管理權限；

支持數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)備份、恢復，數(shù)據(jù)清理等功能；

數(shù)據(jù)查詢功能：支持任意時間段的各類實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的查詢、導出、打印功能，導出類型支持excel文件；

數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能：支持單要素統(tǒng)計功能：可按年、季、月、日、小時、10分鐘或任意時間段進行單要素*值、*小值、平均值的統(tǒng)計；

數(shù)據(jù)圖表功能：支持全日氣象記錄曲線功能、數(shù)據(jù)波形圖、風玫瑰圖等功能；

支持地圖窗口、U盤數(shù)據(jù)導入、串口調試等功能；

實時數(shù)據(jù)功能：在實時數(shù)據(jù)窗口可以下載查看實時的氣象站數(shù)據(jù)；并且可以將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中；

歷史數(shù)據(jù)功能：在歷史數(shù)據(jù)窗口可以下載查看采集儀存儲的歷史數(shù)據(jù)；并且可以將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中；定時刷新功能：如果需要定時自動下載數(shù)據(jù)，設定定時刷新周期并且選擇定時刷新，則可以按照設定周期自動下載數(shù)據(jù)。

 

 

1. 完善的用戶登錄管理方式，支持用戶名、密碼、驗證碼登錄，即方便又安全；

 

 

 

2.監(jiān)測站站點數(shù)據(jù)覽、分站點設備運行狀態(tài)、記錄時間、詳細數(shù)據(jù)實時顯示.

 

3．可視化數(shù)據(jù)查詢，方便分析及保存，人性化曲線顯示，分析清晰明了.

 

 

4．曲線人性化顯示，符合各種分析查詢需求.

  

5.基于GIS的動態(tài)數(shù)據(jù)查詢，安裝位置清晰明了，數(shù)據(jù)實時可見；

 

 

8、物聯(lián)網(wǎng)云平臺

物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺基于物聯(lián)網(wǎng)及云計算技術，能夠為用戶提供多終端（PC端、web物聯(lián)網(wǎng)瀏覽終端、手機客戶端等）數(shù)據(jù)瀏覽功能，同時提供監(jiān)測設備遠程交互、數(shù)據(jù)處理、儲存、統(tǒng)計、分析、報警、信息發(fā)布等服務。

該平臺以集中式分區(qū)化的方式為用戶提供便捷、經(jīng)濟、有效的遠程監(jiān)控整體解決方案。通過這種方式，用戶可以不受時間、地點限制對監(jiān)控目標進行實時監(jiān)控、管理、觀看和接收報警信息。

1.完善的用戶登錄管理方式，支持用戶名、密碼、驗證碼登錄，即方便又安全；

 

2.監(jiān)測站點數(shù)據(jù)直觀顯示、時間實時顯示、實時顯示*值、*小值；

 

3．可視化數(shù)據(jù)查詢，方便分析及保存，人性化曲線顯示，分析清晰明了；

 

 

4．多種曲線人性化顯示，符合各種分析查詢需求.

 

 

5.可設定相應參數(shù)的上下線，實時顯示報警信息，站點名稱會顯示醒目顏色，右下角會彈出彈框信息，實時報警，直觀醒目；

 

 

6.基于GIS的動態(tài)數(shù)據(jù)顯示，安裝位置清晰明了，數(shù)據(jù)實時可見；

 

 

10、項目施工   

10.1施工簡介

1.工程名稱：水文監(jiān)測站安裝工程

2.工程概況：戶預先澆灌1000*1000*250和350*350*230的水泥地基，具體安裝尺寸見安裝說明書，地基施工完畢后，我公司工程人員負責水文監(jiān)測站安裝調試、培訓等項目.

3.施工部署：甲方代表、乙方工程人員. 人員職責詳見工程條款.

4.施工準備：乙方：技術準備

甲乙雙方協(xié)商：施工設備準備、物資、人員準備等末盡事宜.

5.施工要求：支架安裝固定：按地基施工標準，符合支架安裝工藝標準.

傳感器、儀器、附件安裝,布線：兼顧用電安全和外觀效果，符合XPH支架安裝說明要求.

通訊調試：按照XPH無線通訊調試規(guī)范.

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