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物聯網傳感控制平臺


    整合信息采集資源,充分利用物聯網和移動終端技術提升信息感知能力,通過水、雨、旱情信息采集點、視頻監視點和工情監控點建設,提高覆蓋率和采集要素,增強水利系統水文、水資源、水環境、水生態、水土保持、重要水利工程等信息采集與工程監控能力,建成水利物聯網智能感知平臺 。

平臺架構:



    該平臺主要實現數據從采集、傳輸、處理、整編、分析,到數據推送的一系列規范化數據服務。從縱橫向開展水雨工情等數據的自動化傳感或人工方式的采集、視頻資源等共享和信息化網絡基礎設施與安全體系建設。

硬件集成:

(1)水雨情采集
    充分利用物聯網和移動終端技術提升信息感知能力,整合信息采集系統,提高移動和自動采集的數量及占比,建成覆蓋全面、布局合理、功能齊全、高度共享的多元化智能采集體系,提高水利信息的完備性、真實性和時效性,滿足精細化業務管理及水利智能應用的要求。
◆ 水位采集
1)浮子式水位計

    浮子式水位計用于觀測江河、湖泊、水庫、水渠、地下水等水體水位的變化,并將這種變化通過機械編碼的方式轉換為開關數字量輸出,可供水文站網、防汛、水資源水環境監測以及相關科研部門進行水位數據的采集、傳輸、處理、顯示、記錄和存儲等。
    浮子式水位計適用于具有垂直水位測井的水位觀測站,執行并符合GB/T11828.1-2002《水位測量儀器 浮子式水位計》標準。
2)壓力式水位計
    壓力式水位計用于江、河、湖、海、地下水的水位測量。既可以通過自身液晶屏顯示當前水位獨立使用,也可以通過其數字輸出將數據發送到其它終端設備。
    前端傳感器采用美國進口高端陶瓷電容傳感器,克服了傳統壓阻式傳感器易損壞、漂移大和使用壽命短的弱點,10倍量程的過載能力更是保證了使用過程中絕不會因為超量程而損壞。其輸出信號與外界水位壓力成線性關系,比傳統的投入式壓力水位計使用更方便,測量更準確。去掉了傳統的通氣管,采用外部氣壓計測量大氣壓,實現大氣壓力的電子補償,同時對水位換算進行溫度補償和溫度率定,確保全溫度范圍內水位測量誤差不超標。


3)雷達式水位計

    雷達式水位計采用雷達波測量到水面的距離,實際上是一臺雷達測距儀。雷達波測量不受溫度、濕度、風速、降雨等環境因素影響,同時由于以非接觸方式測量水位,亦不受水體影響,是水位測量最理想的設備。
    雷達水位計都有一個發射雷達波的天線,俗稱“探頭”。從外觀上看,探頭的形狀有喇叭型、錐形、平面型。發射波束的形狀都為喇叭型。雷達水位計電路部分位于探頭上部,與探頭封裝為一個整體,總長度約 20-50 厘米不等,有電源線和數據線引出,信號傳輸支持RS-232、RS-485、4-20mA模式輸出。適用于河流、明渠、水庫、調壓塔(井)水位、潮位、城市供水、排污水位等多方面監測。
4)聲波式水位計



    聲波式水位計是反射式水位計的一種,應用聲波遇不同介面反射的原理來測定水位。分為氣介式和水介式兩類。氣介式以空氣為聲波的傳播介質,換能器置于水面上方,由水面反射聲波,根據回波時間可計算并顯示出水位。儀器不接觸水體,完全擺脫水中泥沙,流速沖擊和水草等不利因素的影響。水介式是將換能器安裝在河底,向水面發射聲波。聲波在水介質中傳播速度高,距離大,也不需要建測井。兩種水位計均可用電纜傳輸至室內顯示或儲存記錄。
    聲波式水位計適用于江河、湖泊、水庫、河口、渠道、船閘及各種水工建筑物處水位測量。
    聲波式水位計信號傳輸支持:RS-232、RS-485、TTL電平、4-20mA模式輸出、并行口輸出、電流環輸出等多種方式。
◆ 流速采集



1)旋槳式流速儀

    旋槳式流速儀是一種在水文測驗中進行流速測量的常規通用型儀器,用于江河、湖泊、水庫、水渠等過水斷面中預定測點的時段平均流速的測量,亦可用于壓力管道以及某些科學實驗中進行流速測量。
    旋槳式流速儀廣泛適用于水文測驗、水利調查、農田灌溉、徑流實驗等,亦可適用于水電、環保、礦山、交通、地質、科研院所、市政等行業或部門進行相關流速或流量的監測。符合GB/T 11826-2002《轉子式流速儀》等相關國家標準。


2)雷達流速儀

    雷達流速儀采用多普勒效應,通過對準被測水面發射雷達波波束,當雷達波束接觸到水面時,一部分波束能量會返回到雷達天線。返回的波束包含著目標移動時產生的頻率移動信息,并且頻率移動的數值正比于目標的運動速度。雷達流速儀可以通過測量頻率的變化,來得到對應的目標的速度。
    雷達流速儀不受溫度、濕度、降雨、水深、渾水、水面漂浮物影響,非常適合高水和特殊水情下的流量測驗;同時傳感器不與水流接觸,可懸掛安裝,在野外可以置于高處進行比較好的防盜防破壞保護?蓮V泛應用于野外河道、渠道、排水管道等領域,適合于各種水質。


◆ 雨量采集
1)翻斗式雨量計

    翻斗式雨量計是一種水文、氣象觀測儀器,用于觀測自然界降雨量,并將一定的降雨量轉換為開關信息量輸出,以滿足信息傳輸、處理、記錄和顯示的需要。
    通常,雨量分辨力0.5mm以上系列適用于多年平均降雨量大于800mm地區的雨量站;雨量分辨力0.2mm以下系列適用于多年平均降雨量小于800mm地區的雨量站。翻斗式雨量計符合以下標準及規范:SL21-2006《降水量觀測規范》、GB/T11831-2002《水文測報裝置遙測雨量計》、GB/T11832-2002《翻斗式雨量計》、SL61-2003《水文自動測報系統技術規范》。


◆ 積淹監測
1)積淹監測系統

    道路積淹預警預報系統主要針對下穿橋、隧道、道路進行實時的水位監測,同時積水下穿橋現場能夠起到警示作用。系統一般由中心監控系統,各個監測站組成。
    監測站主要監測道路、隧道、下穿橋實時的水深數據,當水深達到警戒水位時,攝像頭自動抓拍積水現場照片,通過無線方式上傳至中心站。在隧道外部,通過聯動預警顯示屏實時顯示隧道內部積水深度,通過號角喇叭播報積水深度,同時達到警戒水位,警示燈閃爍提示行人和過往車輛。
    中心監測系統通過平臺軟件,接收并處理由監測站發來的數據,根據需要給決策者提供相應的技術信息。同時,系統通過WEB發布實時信息,通過網絡瀏覽器就能夠看到積水的實時深度,能夠看到隧道積水現場照片。通過平臺軟件,可以在地圖上看到各個監測點所在隧道位置,可以為人員和車輛導航最佳行駛路徑,同時通過平臺可以自由的設定聯動預警顯示屏顯示內容、語音播報內容和警戒水位。符合水文監測數據通信規約SL651-2014和GB/T 11828.5-2011《水位測量儀器標準》


◆ 水質采集
1)浮標水質監測系統

    浮標水質在線監測系統可支持各種各樣的儀器,包括多參數水質監測儀、水文動力學儀、在線營養鹽分析儀、氣象儀、光輻射傳感器和雨量計等,是一套采用先進的材料技術、太陽能供電技術、野外監測技術、數據采集和通訊技術,結合豐富的野外運行和維護經驗而制造的監測系統和現代化的水體監測手段。
    該系統采用浮標監測技術,可全天候、連續、定點地觀測水質、氣象、水文等內容,并實時將數據傳輸到中心站。
    可配置水質參數:水溫、PH、溶解氧、電導率、濁度、COD、BOD、TOC、DOC、硝酸鹽、亞硝酸鹽、TSS、UV254、NO2-N、色度、指紋圖和光譜報警、壓力、氨氮、葉綠素a、藍綠藻、磷酸鹽、鹽度、氯化物、氟化物等。
    可配置氣象參數:風速、風向、氣溫、氣壓、濕度等。
    可配置浮標參數:艙內溫度、艙內濕度、工作電壓、系統電量、經度、緯度、艙蓋狀態、密封艙漏水狀態等。


2)微型水質自動監測箱

    微型水質自動監測箱,用于河道、濕地、景觀水體水質自動監測,設備具備完善的太陽能供電、市電供電、蓄電池供電、防雷、防低溫、接地、密封、保暖、有線(無線)網絡通訊以及氣象五參數監測功能,適用于用占地面積有限、地理情況復雜、供電難度大的項目,設備生產施工建設周期較短、投資小、可廣泛布點的水站建設。


3)小型水質自動監測站

    小型水質自動監測站是由水質分析單元、采水單元、配水單元、數據采集控制傳輸單元、輔助單元和小型站房等組成。小型水質自動監測站可以根據不同需求組成網絡化的水質自動監測系統,可按設定采樣周期對水質進行自動監測。小型水質自動監測站采用定制的可移動式檢測倉,無需建設固定站房,建設周期短,可實現便捷搬遷;小型水站占地少、易征地,體積小、能耗低,外型美觀、與環境協調,建設投資少,適合高密度推廣應用。

◆ 閘泵控制
1)閘門開度儀
    閘門開度儀用于觀測各種平板閘門開啟高度的變化,并將這種變化通過機械編碼的方式轉換為開關數字量輸出,可滿足相關部門對閘位數據進行采集、傳輸、處理、記錄和顯示等的需要。也可適用于弧形閘門、人字閘門等,但其所反映的不是閘門實際開度,需通過軟件對采集到的數據進行處理后使用。


2)閘泵自動測控

    中小型閘泵自動控制系統是集信息采集、自動控制、通訊與網絡,視頻監視等功能為一體的設備(含嵌入式程序),可廣泛應用于小型泵站、水閘等中小型自動監控系統。
    系統以中小型閘泵自動控制器為核心,由電源模塊、信息模塊、輸入輸出模塊、總線接口模塊、觸摸屏模塊、前端執行機構、保護部件、嵌入式程序等組成。系統能夠適應閘泵現場惡劣的運行環境,功能完善、操作簡便,可擴充性強,具有友好的人機界面,對運行管理人員要求低,可靠性高,安裝和維修方便,經濟實用,并可根據用戶不同需求實現閘泵控制的個性化定制功能。滿足水資源監控與調度的要求。


◆ 墑情監測

    土壤墑情監測是采用頻域反射原理研發出品的一種操作簡便,可快速測量土壤水分含量(土壤容積含水量)的專業儀器。
    對于淺表層土壤只需將探頭插入土壤,將信號輸出電纜接至數據采集器的模擬通道或監測儀表,僅需數秒鐘便可讀取土壤含水量。對于深層土壤的測量,將探頭埋入預定位置即可進行定位監測。 也可選用儀器的專用延長工具,測量1米或更深深度的土壤含水量。


◆ 安全監測
1)滲壓監測

    振弦式孔隙水壓力計(滲壓計)適用于長期埋設在水工建筑物、基巖內或安裝在測壓管、鉆孔和壓力容器內,測量滲透水壓力或液體液位,并同時內置熱敏電阻測量埋設點的溫度。


2)位移監測

    電阻式(也稱電位器式)位移計可直接埋設在水工建筑物及其它結構的混凝土內,也可安裝在建筑物表面,可在惡劣環境下長期監測結構裂縫和接縫的開合度。用于混凝土面板壩、堆石壩的脫空位移監測及周邊縫、基巖軟弱夾層兩側巖體的錯動等雙向及三向裂縫監測。


3)土壓監測

    振弦式介質土壓力計適用于長期測量土石壩、土堤、邊坡、路基等結構物內部土體的壓應力,是了解被測結構物內部土壓力變化量的有效監測設備,并可同步測量埋設點的溫度。


4)應變監測

    振弦式鋼板應變計,適用于長期布設在水工建筑物或其它建筑物的鋼結構上,測量鋼結構的應力,內置溫度傳感器可同時監測安裝位置的溫度。


(3)視頻監視
    隨著數字水利、智慧水利時代的到來,視頻通信技術也在水利行業得到了廣泛地應用。通過在閘門、重要水工建筑物以及河道、控制室、配電室等重要工程區域位置布設的圖像監控點,可形象反映水流情況、重要水工設施的運行狀態、水環境等情況,也可及時對可能或正在發生的汛情、旱情、險情、災情進行動態監視,隨時了解現場情況,以便采取相應的預防和補救措施確保水利設施安全運行,是保證運行安全、提高工作效率的重要工具,對領導科學決策和減少洪水災害,緩解城市的防洪壓力,保障人民生命財產的安全提供了強有力的支撐。
◆ 筒型網絡攝像機

    適用于河道、水庫、水工戶外、湖泊等要求高清畫質且夜晚光線較暗或無光照的場所。


◆ 球形網絡攝像機

    紅外網絡高清智能球的種種特性使之可廣泛應用于需要大范圍高清畫質監控的場所,如:河湖、水庫、港口、水工、泵房、景區、外圍場所等。

◆ 紅外水尺讀取球機
    水尺讀取智能球可用于水利部門的洪水預警、內澇積水預警、航運、農業灌溉等需要監測水位的場合。
    內置水尺讀取智能算法,自動讀取標準水位尺,獲得水位數據
    可外接雨量計,組成水雨情遙測站

(4)無人機巡視
    無人機巡視系統主要由無人機、遙控站、指揮與管制鏈路以及搭載的傳感部件組成的系統。無人機搭載傳感器不同,得到的數據成果也不同?纱钶d攝像機、相機、激光雷達等一種或幾種不同傳感器設備,可同時得到影像、照片和激光雷達點云等不同數據,結合GPS、慣導系統可快速進行數據拼接和轉換。無人機巡視具備云下作業、高現勢性、小范圍、高清晰、大比例尺、小型輕便、高效機動的特點?蓱糜谒b感測繪、防洪減災、河道監管、水環境監測、水土保持等領域。


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