地下水监测系统简介方案介绍 2

地下水，是指贮存于地表以下岩土层中水的总称。

地下水具有地域分布广、随时接受降水和地表水体补给、便于开采、水质良好、径流缓慢等特点。因此，具有重要的供水价值，是人类生存必不可少的资源。世界许多国家都把地下水作为人类生活用水和饮用水源。

但地下水同时也是生态系统的组成部分，地下水一旦受到污染，即使彻底消除其污染源，也得十几年，甚至几十年才能使水质复原，所以保护好地下水就是保护人类的生命之源。

伴随着各种网络技术的飞速发展，以及无线网络的逐渐普及，无线监控进入了全数字化的网络时代，即是通常所说的远程无线监控系统。数字化监控以其直观、方便和内容丰富等特点，日益受到人们的重视和关注。

对于监测所涉及的网络监控系统，由于行业特性所决定，数据采集点较多，需要相应配置大量的终端设备，而以往的网络监控系统，基本上都是基于局域网或者专网。因此，在不同点的应用中传输介质受到了一定的影响，如在偏远地区或在原布有各种错综复杂通信线的城区重新布网络线，那造价费用及难度可想而知。在水资源自动化监测领域，在传输网络介质中，基于无线网络的水利RTU成了最理想的选择。

目前厦门四信通信科技有限公司根据水资源的无线监测的需要及2G/3G/4G网络成熟

应用，开发出了数款2G/3G/4G无线采集、通信产品，基于2G/3G/4G无线监控系统实现了采集与监控中心之间通过2G水利RTU进行远程水利数据传输，实现无线监控的目的。监控中心可以随时监测地下水的信息。目前在国内基于GPRS的水利无线监测上，实测已经很成熟，已经有较多行业客户实际采用。

第二部分系统组成本系统主要由以下部分组成：1.监控中心：服务器、监控大屏等；2.传输设备：厦门四信F91遥测终端机；

3.前端采集设备：水质仪、水位计、流量计等各种传感器；具体的实现框架图如下：

系统设计概述：

地下水监测系统主要针对大自然地下水资源进行采集与处理。可采用全数字网络化平台管理，将前端数字采集到的数据利用无线通信终端,通过GPRS/3G网络传回到控制中心及各监控中心，实现分布监控，集中控制和管理的功能。

1、监控中心

中心平台位于整个系统的中心，通常部署在用户的中心机房。中心平台逻辑上包含以下几个业务模块：接入认证、网络管理、业务控制等。

接入认证模块主要提供对系统设备及相关业务用户的合法性认证、授权以及资源管理功能。

网络管理模块负责提供对系统设备的远程管理和集中维护，具体包括配置管理、故障管理、性能管理、安全管理、日志管理等。

业务控制模块实现整个监控系统的核心控制功能，具体包括各类终端设备的鉴权和接入、信令的交换处理。业务控制模块支持多级级联，可实现分布式部署。

2、传输设备

传输设备采用厦门四信的F91遥测终端机，承担现场各传感器的各种信号采集和无线传输工作，是实现无线监控目的的关键设备。

3、前端采集设备

前端采集设备包括各种传感器，负责采集水位、流量、水质等一系列数据，并传输给F91遥测终端机。

系统优点：

1.实现了对地下水资源的实时监测和自动化管理，随时掌握水位、流量、水质等信息，为地下水保护工作提供及时全面的数据支持。

2.兼容性强，F91可以采集任何一家公司生产的各种翻斗式雨量计、4-20mA模拟量输入传感器和各种水位计、水质仪等。

3.扩展性强，F91拥有丰富的接口，可以接多种传感器或仪表。

系统功能：1.2.3.4.5.6.7.

测控终端现场采集地下水参数，水位、流量、水质等数据。主动定时上报现场数据，随时上报状态变化信息和报警信息。可显示、存储、查询历史数据；可修改工作参数。支持远程软件升级和参数设置。

测控终端兼容任何厂家生产的各种水位计、流量计。测控终端兼容任何厂家生产的标准信号输出的测量变送器。使用GPRS-VPN专网，投资少、数据传输可靠、通信设备维护量小。

8.9.10.

使用GPRS网络通信时，支持GPRS和短消息两个通信通道。强大的数据库支持和存储能力。多种数据查询和报表功能。

(一)四信F91水利RTU产品特点1.四信F91水利RTU遵循标准

SLT180-1996水文自动测报系统设备遥测终端机SLT102-1995水文自动测报系统设备基本技术条件SL61-2003水文自动测报系统技术规范SZY203-2012水资源监测设备技术要求SZY205-2012水资源监测设备质量检验》2.四信F91水利RTU符合规约《水文监测数据通信规约》《水资源监测数据传输规约》

3.四信F91水利RTU主要功能◆自报、查询、兼容和调试4种工作模式◆定时采集水位数据◆触发采集雨量数据◆整点上报雨量、水位数据◆预警触发加报雨量、水位数据◆本地存储采集数据◆人工置数

◆远程查询当前雨量、水位数据◆远程查询时段数据◆电池电压上报功能◆图片拍照◆短信数据备份

◆键盘界面、管理工具、串口工具、远程短信配置

◆支持远程管理功能，并可以实现远程参数配置、远程升级

4.四信F91水利RTU特点

一体化设计：集传统水文遥测终端机功能与2.5G/3G/4G传输功能于一体，实现水文/水资源数据的采集、存储、显示、控制、报警及传输等综合功能。

工业级设计：宽温设计，耐高低温，耐强电磁干扰。适用于各种恶劣的现场。采用完备的系统保护机制和防掉线机制，保证终端永远在线。

接口丰富、标准易用：提供1个翻斗式雨量计接口、1个12位格雷码接口、2个RS232接口、2个RS485接口、1个SDI-12接口、8路模拟量输入接口（16位AD、支持4-20mA电流或0-5V电压信号）、4路开关量输入接口、4路开关量输出接口（其中2路为继电器驱动）。

大容量数据存储空间：提供16MB的数据存储空间，可存储10年以上的采集数据。多种通信方式：GPRS/CDMA/3G/4G为主传输通道、短信为备份传输通道；可选北斗、卫星、PSTN、超短波、微波、ZigBee等通信方式。

低功耗设计：支持多种工作模式（包括自报式、查询式、兼容式等），最大限度降低功耗。

本地配置方式：支持液晶/键盘配置方式和串口配置方式。

远程管理功能：支持远程参数配置（同时支持平台配置方式和短信配置方式）、远程程序升级。提供功能强大的中心管理软件，方便设备管理（可选）。

5.四信F91水利RTU无线参数

项目工业级无线模块支持EGSM900/GSM1800MHz双频，可选GSM850/900/1800/1900MHz四频支持GSMphase2/2+支持GPRSclass10，可选class12理论带宽发射功率85.6KbpsGSM850/900：<33dBmGSM1800/1900：<30dBm接收灵敏度<-107dBm内容无线模块标准及频段项目工业级32位通信处理器2MB（可扩展至8MB）512KB（可扩展至1MB）16MB内容CPUFLASHSRAMSPIFlash项目数据位：5、6、7、8位内容2个RS232和2个RS485接口，内置15KVESD保护，串口参数如下：串口停止位：1、1.5、2位校验：无校验、偶校验、奇校验、SPACE及MARK校验串口速率：110~230400bits/s指示灯天线接口SIM/UIM卡接口电源接口电源开关LCD屏键盘具有系统“SYS”指示灯标准SMA阴头天线接口，特性阻抗50欧标准的翻盖式用户卡接口，支持1.8V/3VSIM/UIM卡，内置15KVESD保护工业级端子接口，内置电源反相保护和过流/过压保护标准船形开关192*点阵液晶显示屏标准4*4键盘1个翻斗式雨量计接口1个12位格雷码接口1个SDI-12接口应用接口8路模拟量输入接口（16位AD、支持4-20mA电流或0-5V电压信号）4路开关量输入接口2路开关量输出接口2路继电器输出接口硬件系统

供电项目DC12V/1.5ADC5~35V<250mA(12V)内容标准电源供电范围通信电流功耗工作状态自报模式休眠功耗1.8mA@12V功耗其他参数项目245*145*40mm(不包括天线和安装件)内容外壳外形尺寸重量金属外壳，保护等级IP30。外壳和系统安全隔离，特别适合工控现场应用项目-25~+65ºC（-31~+167℉）-40~+85ºC（-40~+185℉）95%(无凝结)内容工作温度储存温度相对湿度(二)中心监控室

中心监控室具有宽带网络、和各种服务器、PC、监控软件及显示屏等，实现数据的接受，处理，存储和发布。

第三部分组网实施

此组网方案涉及到四信F91水利RTU及多个地下水传感器。

采集通讯设备F91接好各种传感器，并配置好数据中心地址，通过无线网络接入Internet连接到监控中心服务器主机，建立数据通道，这样F91采集到的数据就能发送到数据中心服务器主机。服务器主机收到终端上传上来的各项数据后对数据进行综合分析和各种判断，并发出各种采集或控制指令，服务器主机发出的指令通过数据通道传输到F91后，F91将对指令进行响应，执行采集或控制操作，并将相应的指令发送回中心，以实现中心的远程无线实时监控。

第四部分总结

基于GPRS的无线地下水监测，是充分依托2G/3G网络的广覆盖、高带宽、可移动性的特点，提供数据传输、报警等多功能为一体的综合应用系统。它可以根据各个行业无线监控的现场环境，分布特性，运用特点及需求，选择不同的传感器和网络传输设备进行灵活的组网。厦门四信的F91水利RTU工业网络传输设备，应用在各种水利行业的无线监控系统，在稳定性，安全性，传输流畅性，已经受到可客户的认可和青睐，并已经在国内外的很多行业得到了应用。