地下水自動監測系統

目前，國內外地下水自動監測系統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缺點，本系統采用gprs通訊方式為主通道、gsm短信通訊為輔助信道的組網方式。

監測站采用自報、自報－確認工作體制采集水位數據。通常監測站的數據采集終端處于微功耗職守狀態，gprs通信終端、水位傳感器處于掉電工作狀態，每當設定的時間（1小時）到時，監測站的數據采集終端自動進入工作狀態，并打開gprs通信終端、水位傳感器的電源，監測站等待水位傳感器穩定工作后，采集水位數據并將該數據和時標寫入自記內存，如果滿足發送數據條件，監測站主動啟動gprs撥號，建立ppp連接，監測站注冊，然后發送采集到的水位數據。

系統功能

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

1）系統工作制式：自報、自報－確認、應答方式工作體制組網。

2）系統通訊使用gprs雙發方式向中心發送數據。

4）所有監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/應答式監測站內單日或多日的自記數據。

6）系統中心能及時了解各監測站的設備工作狀態（如電壓、自記內存狀況等）。

7）系統實時數據能自動寫入地下水自動監測系統信息數據庫，可以將監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）監測站的發送數據可設置為自報、自報－確認工作模式，實現數據重發。

9）系統中心具有數據存儲、統計、報表顯示及打印和過程分析功能，如動態水位/埋深顯示、等。

10）要求數據采集設備具有微功耗和數據采集/發送控制功能，降低設備和運行費用。系統具有采集數據密度動態控制機制，以在滿足數據密度和精度要求情況下最大限度節約通信費用和電源消耗。

11）監測站的工作參數可在現場用便攜機配置。

14）系統具有可擴展性，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，實現系統數據庫管理功能。

監測站特點

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測站以不同通信模式工作，可使監測系統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

提供監測數據的備份，使監測系統可滿足地下水資源監測和地下水資源資料整編的不同的需求，進一步提高了監測數據的可靠性。

系統技術指標

ø        系統能在5分鐘內完成一次全系統實時數據的收集、處理和轉發。

ø        系統低功耗運行，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‰。

系統組成

監測站組成

自動監測站是地下水資源監測系統重要組成部分，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送。測站一般均由水位傳感器、數據采集器、通訊系統設備及供電單元所組成。

自報/應答式監測站組成

   本系統中改擴建的40個監測站中全部是自報/應答式監測站，自報/應答式監測站由監測終端機（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：
    專門為工業無線遠程數據傳輸應用開發的一款基于移動gprs網絡通信終端、主要針對氣象、環保、水利、交通等行業部門的工業應用。
    支持雙頻gsm/gprs，支持短信息、gprs通信
    內嵌tcp/ip協議棧，通過移動g網進入公共互聯網，終端無需主機即可通信，更加方便地集成到您的系統中。
    同時支持靜態固定ip和域名解析，支持動態域名，任何地點的任何一臺接入公共互聯網的具有固定ip或者動態域名的計算機經過授權，均可接收本設備發送的數據。
    可以同時向1～5個靜態固定ip或動態域名發送數據
    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境使用。
    采用先進電源技術，供電電源適應范圍寬，設備穩定可靠，可用于室內或室外環境。
    rtu帶有一路可控電源輸出，可為傳感設備提供工作電源。
    優化電磁兼容設計，適合電磁環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  發射功率：33/30dbm ±2db
2.4  調制方式：gmsk
2.5  發訊方式：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  工作環境：環境溫度 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、波涌嚴重的環境下，具有良好的測量精度和工作穩定性，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連接，共同組成計算機綜合顯示、控制系統（如船閘、水電站、抽水蓄能電站、農業灌溉系統，給排水系統等）；配置rs485通信接口的水位儀，可直接與通信機、計算機聯網使用組成水文自動測報系統、水情衛星遙測系統；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

   · 使用環境：環境溫度：-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連接，共同組成計算機綜合顯示、控制系統（如船閘、水電站、抽水蓄能電站、農業灌溉系統，給排水系統等）；配置rs485通信接口的水位儀，可直接與通信機、計算機聯網使用組成水文自動測報系統、水情衛星遙測系統；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

   · 使用環境：環境溫度：-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。