雨水情自动监测系统的组成及应用
水库水情自动测报系统实施方案
水库水情自动测报系统
实施方案
目录
第1章系统简介 (4)
1.1 系统介绍 (4)
1.2 系统构架 (4)
1.2.1 现场部分 (5)
1.2.2 中心工作站 (6)
1. 3 预报系统模型及分析方法选择 (6)
第2章系统功能和性能 (8)
2.1系统功能 (8)
2.1.1采集功能 (8)
2.1.2存储功能 (8)
2.1.3数据通讯功能 (9)
2.1.4管理功能 (9)
2.1.5自检功能 (9)
2.1.6防雷抗干扰功能 (9)
2.2系统性能 (10)
2.2.1先进性 (10)
2.2.2可靠性 (11)
2.2.3兼容性 (12)
2.2.4可扩充性 (12)
2.2.5易维修性 (12)
2.2.6经济性 (12)
第3章系统设计依据和原则 (14)
3.1 系统设计 (14)
3.2 系统设计依据 (14)
3.3 系统设计原则 (15)
第4章监测项目和测点布置 (16)
第5章设备选型及安装方案 (17)
5.1 监测设备选型 (17)
5.1.1 水位传感器 (17)
5.1.2雨量传感器 (17)
5.1.3电源部分 (18)
5.1.4 遥测终端RTU (20)
5.1.5 避雷器 (21)
5.2 监测设备安装方案 (22)
5.2.1 电台的安装及调试 (22)
5.2.2 雨量传感器的安装 (23)
5.2.3 水位计的安装及调试 (23)
5.3.4水情遥测终端的安装 (24)
5.3 避雷系统 (30)
第6章水情自动预报软件设计 (31)
6.1 项目总体方案及实现目标 (31)
6.2 总体构成及子系统 (33)
6.2.1 系统总体构成 (33)
水库水雨情自动测报系统方案 (4)
水库水雨情自动测报系统方案
简介
水库水雨情自动测报系统是一种用于定期自动监测水库水位和降雨情况的系统。通过安装在水库周边的传感器和自动化设备，系统能够实时收集水库水位和降雨数据，并通过网络将数据传输到中央服务器，以便进行数据分析和监控。这种系统能够提供准确的水库水雨情数据，方便水库管理人员和相关部门进行决策和应对突发事件。
系统组成
水库水雨情自动测报系统主要包括传感器、数据采集装置、通信设备、中央服
务器和数据分析软件等组成部分。
1. 传感器
传感器是用于测量水库水位和降雨量的装置。常用的水位传感器包括压力传感
器和浮子传感器，能够准确测量水位高度。降雨传感器则可以测量雨水的降落量。
2. 数据采集装置
数据采集装置是用于接收传感器采集的数据，并进行处理和存储的设备。它可
以通过串口、以太网等方式与传感器以及其他设备进行连接，采集数据并进行实时处理。数据采集装置还可以具备报警功能，当水位或降雨量超过预设阈值时，可以发送报警消息到中央服务器或相关人员。
3. 通信设备
通信设备是实现数据传输的关键组件，它可以将采集到的数据通过无线网络或
有线网络传输到中央服务器。常用的通信设备包括无线传输模块、以太网模块等。
4. 中央服务器
中央服务器是用于接收、存储和分析数据的设备。它可以通过网络与数据采集
装置进行通信，接收实时数据并存储在数据库中。中央服务器还可以提供数据查询、报表生成、远程监控等功能。
5. 数据分析软件
数据分析软件是用于对采集的数据进行分析和处理的工具。通过对水库水位和
降雨数据的分析，可以提供给水库管理人员重要的决策依据。数据分析软件还可以生成各种报表和图表，用于数据展示和数据可视化。
水文雨情自动测报系统的维护
Development and Innovation | 发展与创新 |
·231·
2019年第12期
水文雨情自动测报系统的维护
陈 涛
（株洲水文水资源勘测局攸县水文局，湖南 株洲 412300）
摘 要：水雨情自动测报系统为我国的防汛抗旱工作发挥了巨大作用，系统主要功能是通过对水情信息进行收集、传送、接收、存储、分发和上报等环节，在系统中综合利用的计算机技术、遥感技术、水文特点和地理因素相关内容，对我国的江河流域及各类水库水文雨情进行实时监控，并且实现相关资讯自动传送、自动生成表格，管理人员可以通过对图形和图像进行分析，直观了解到观测的水文情况。本文将针对水文雨情自动测报系统维护相关内容进行分析。关键词：水文雨情；自动测报系统；维护措施中图分类号：P338 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2019）12-0231-02
作者简介：陈涛（1971—），男，工程师，研究方向：水文资源，自动测报系统管理与维护。
1 水文雨情自动测报系统正常运行的前提
1.1 档案建立及资料汇总工作
对整合后的系统资料进行收集，对系统情况进行全面了解，并且建立技术档案，是水文雨情自动测报系统管理中的一项基础工作内容。切实做好这项工作，不但有利于收集重要的水文雨情信息，为防洪抗涝作好准备，同时也有利于水文雨情自动测报系统的维护。工作内容主要包括图纸收集、仪器设备说明书收集、系统的设计报告书收集、系统安装与调试信息收集、系统试运行阶段资料收集、系统验收报告收集、系统日常运行情况日志收集、系统的日运行与年运行报告收集、系统维护和检修记录收集、遥控站档案收集等。
水库雨水情监测系统解决方案
水库雨水情监测系统解决方案
水库雨水情测报和安全监测
水库雨水情测报和大切安全监测工作依托感知技术、无线通信技术，实现水库雨量、水位、雨情、大切渗压、位移、水环境、视频监控等数据无线网络自动传输、数据分析外理、趋势分析、预、设置、告警通知、报告推送等远程实时智能监控，进一步加强水库监测预警，保障水库防汛减灾、供水保障和农业灌溉等工作。
水库雨水情测报和安全监测组成，水库雨水情测报和安全监测系统主要由监测点感知设备(雨量计、水位计、渗压计、量水堰、视频)，遥测终端RTU、管理云平台等几部分。
雨量计、水位计、渗压计、量水堰、视频等以及其它传感器设备，对监测目标因子测量获取;遥测终端RTU，对接上述感知设备及服务器，进行数据采集、无线传输、自动上报、异常告警、控制命令执行等操作;水库雨水情测报和安全监测管理云平台，远程实时监控，目标数据在线监测，设备远程监控，数据评估、预警广播等。
水库水雨情部分的组成：
1、水库水雨情系统
利用雷达水位计监测水库渠道水位、利用压力式水位计监测地下水、利用翻斗式雨量筒监测水库降雨量、工业摄像头定时拍照拍摄现场图片。这些传感器可以直接通过远传数据模块自动采集水位、雨量、图像等信息。遥测终端机将采集到的数据通过无线网络传送到中心系统上。
2、水量计量
利用多普勒超声波流量计测量渠道的水流量、通过遥测终端机将流量信息发送至服务器。
多普勒超声波流量计的测量原理是以物理学中的多普勒效应为基础的。根据声学多普勒效应，当声源和观察者之间有相对运动时，观察者所感受到的声频率将不同于声源所发出的频率。这个因相对运动而产生的频率变化与两物体的相对速度成正比.在超声波多普勒流量测量方法中，超声波发射器为一固定声源，随流体一起运动的固体颗粒起了与声源有相对运动的“观察者”的作用，当然它仅仅是把入射到固体颗粒上的超声波反射回接收器上。发射声波与接收声波之间的频率差，就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移，由于这个频率差正比于流体流速，所以测量频差可以求得流速.进而可以得到流体的流量.
浅析水文自动化在雨水情监测中的应用
D01：10.19392/j.c n k i.1671-7341.201825078
浅析水文自动化在雨水情监测中的应用
吴洋
安徽省响洪甸水库管理处安徽六安237300
摘要：自动化技术广泛应用于多个领域，其中应用最显著的领域就是雨水情监测领域。在进行雨水情监测的过程中，设置 多个监测点，监测装备能够自动获取监测数据，并将监测数据传递到接收器一端，便于检测人员进行数据整理与分析。本文就针 对水文自动化技术进行了探讨，对水文自动化的应用、优势等进行了分析。
关键词！水文自动化；雨水情监测；应用
电子信息________________________________________________________________________________科技风2〇lS年9月
伴随科学的进步与技术的完善自动化技术得到了广泛的 运用其中一项重要的应用领域就是雨水情监测在雨水情监 测过程中需要设置大量的监控点将这些监控点的监测数据 获取后传递给数据中心传统的水文监测选取电话线传递数 据而现今采用数据网络进行数据传输这种方式不仅在成本 上大大少于传统模式同时也确保了数据传输的稳定性增加 了数据的精准性提高了水文管理工作的高效性
1水文自动化应用的目标与任务
在工程中引进水文自动化技术应用自动化系统主要是 为了实现几个目标:对监测点的水位情况流速大小流量多 少雨水含量水质指标等进行不同时间不同地点的监测水 位高低与雨量多少能够直接判断出雨水情的真实状况根据自 动化技术提供的信息与数据对水资源进行有效的配置进而 充分发挥水电设备的防洪防涝蓄水备用等功效确保施工过 程的安全性并且能够对易产生洪涝灾害地区的人民的人身安 全予以保障
关于信息化技术在水库水情自动测报系统中的应用
关于信息化技术在水库水情自动测报系统中的应用
发布时间：2022-09-12T08:21:53.908Z 来源：《科技新时代》2022年2月第4期作者：王少彬
[导读] 我国水库体量大分布广，灾害事件时有发生，给人民群众的生命安全以及生产与生活带来了不可估量的灾难王少彬
南京河海科技有限公司江苏南京210000
摘要：
我国水库体量大分布广，灾害事件时有发生，给人民群众的生命安全以及生产与生活带来了不可估量的灾难与损失。伴随着科研技术的大力发展与不断进步，设计出一套综合信息化处理、通讯、光电、远程测量等技术于一体的自动雨水情远程测报系统，对于大力提高水文预报精度以及做好抗涝防旱防汛工作有着非凡的意义。
关键词：信息化雨水情水库远程自动测报
水库不仅作为人类活动提供保障用水的重要水源地之一，同时也是通过调整水资源的时空分布的方式来实现应对极端气候灾害以及改善人类自然生态环境的重要水利手段，更是抗旱防汛体系的重要组成部分。我国水库数量不仅位居世界前列，而且大小水库分布星罗棋布、区域较广。虽然自新中国成立以来，国家及地方政府一直致力于水库水利工程的建设，但水库水情自动测报方面的技术与能力一直跟不上生产生活及现代化技术管理的需要，且水情测报方式较为原始，根本无法准确反映水库实时水情的真实情况。因此建设基于现代先进的信息化技术的水库水雨情测报系统具有迫切而重要的意义。
一、总体架构：
水雨情远程自动测报系统一般由中心站（分布式/集中式）以及多个远程自动测量站（远程雨量测报站、远程水文测报站），分布方式呈星型，各个测报站均采用电信运营商提供的专用信道（偏远山区或者运营商网络无法提供服务的区域可以通过自建的载波链路传输通道进行通信传输）与中心站进行数据传输交互。
水情自动测报系统-技术方案
1技术方案-软件
1.1项目概况
1.2系统需求
。
1.2.1信息接收处理系统
信息接收处理系统应基于各测站的水情信息自动采集系统，通过计算机网络和软件实现的自动化处理进入为本系统运行配置的数据库，实现对水情相关资料进行实时测报的功能，应满足不同数据源的接收方式维护，建立实时水情数据库、历史水情数据库、模型库、预报库等其它专用库，按照满足水情预报成果的制作与发布要求。
信息接收处理系统主要功能包括：数据接收处理、数据库管理、标准数据库创建。
1.2.2水文预报系统
水文预报系统的开发，需采用先进的网络通信、计算机技术以及信息处理和洪水预报模式，坚持实用性、可靠性、先进性、前瞻性的原则。建立满足水利枢纽工程运行服务的交互式洪水预报系统。
1.2.2.1系统功能
水文预报作业系统应采用多种预报方法和预报模型的平行运行，并可进行多方案成果的交互式分析、比较，为水库的预报调度运用决策提供技术支持。运行模式可采用自动定时预报和交互式预报两种模式并举。
水文预报系统主要功能包括:水情数据预处理、水雨情信息查询、预报模型（方法库）指定、作业预报计算、考虑预见期降雨的预报计算、水文预报成果交互式分析和预报精度评定。
1.2.2.2预报项目
预报项目为入库流量、坝址区重要站水位；预见期包括6h、12h、24 h、48h定时过程预报和洪峰预报。
1.2.2.3运行功能要求
短期作业预报运行程序，采用交互方式指定本次使用的模型程序，以方便加入新的预报方法库和在不同的预报站上进行不同的预报模型的组合。
系统具有实时校正的交互修正等综合分析功能；具有利用降雨综合分析信息，对预见期不同降雨量级水文情势变化的模拟功能。具有较为完善的信息检索功能。
水库水雨情测报系统
水库水雨情测报系统 GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-
一、概况
1.1 工程简介
1.1.1 自然概况及洪水情况
1.1.2 水库工程建设情况
1.2工程建设必要性
1.3 工程建设的可行性
水库水雨情自动化检测系统是一种先进的水文气象参数实时采集和传输、处理系统。它应用通信、遥测和计算机等技术手段来完成雨量、水位、流量等各种参数的实时处理，并以其来实现防洪、供水、发电等优化调度，提高水资源的合理开发利用，其经济效益和社会效益是十分显著的。
水库自建库以来，水库的管理人员具备了丰富的水库管理、运行经验，通过各种手段积累了大量水库流域内的水情资料，这些水情资料为建设系统提供最基本的数据依据。
我国从七十年代末开始建设水情自动测报系统和闸门监控系统，目前技术已经成熟。特别是进十年来，我国大中型的洪水调度系统的建设已逐步普及，使得水库洪水预报、实时预报及水库洪水调度自动化技术得到了迅速发展，并日成熟。流域雨水情信息采集及传输系统、数据处理及中心控制系统的硬件设备、传感器等的生产步入规范化和定型化阶段，设备故障率极低。
综上所述，为了确保XX水库防汛的安全运行，提高管理质量，充分发掘水资源的潜力，进—步提高流域内水库的经济效益和社会效益，建设XX水库水雨情自动化监测系统是可行的。
二、总体设计
2.1目标任务
2.1.1目标
遵照国家防汛抗旱总指挥部印发的《水库洪水调度系统设计与开发规则》及《水情自动测报系统规范》，根据全国防汛指挥系统和水利信息化建设要求，水库水雨情自动画监测系统的设计
水库水雨情监测系统
可根据监测现场情况选择投
系统构成及功能
测量范围：最大可达70m； 精度：±3mm； 过程温度：-40～100℃； 频率：26GHz； 过程压力：常压； 输出信号：RS485、4～20mA可选。
入式水位计
雷达水位计是利用电磁波来探测水位的电子设备，水位 计发射出的电磁波经水面发射后，再次被水位计接收，通 过计算电磁波的传播距离即可精确确定水位值。雷达水位 计采用非接触式的测量方式，具有测量精度高、抗干扰能 力强、不受温度、湿度、不受风浪影响、不需建造测井，
支持SQL数据 库
可存储不少于三年的各种历史数据，数据存储间 隔可设置。
系统软件具有良好扩展性、兼容性和开放性，可为系统扩展升级、与其他平台系统数据共享提供规范性接口 。
水库水雨情监测系统软件界面示例
系统构成及功能
系统构成及功能
三、监测现场设备及传感器
根据水库水雨情监测特点和需求，监测现场需配备的主要设备有：水库测控终端（RTU）， 用以采集传感器数据，并远程发送到监控中心；雨量传感器、水位传感器及工业照相机；太阳 能电池板及蓄电池，为测控终端和传感器供电。
水库水雨情监测系统
唐山平升电子技术开发有限公司
www.data86.net
项目背景
水库的安全关系到水库下游人民群众生命财 产安全，关系到当地经济社会稳定和发展。建立 水库水雨情自动监测系统，实现信息采集的时效 性、建立统一的数据标准体系、建立动态监管体 系，规范业务管理、建立数据共享和交换机制， 提高信息利用率，大幅提高应急管理水平。
水文监测系统简介
水文监测系统技术建议方案
一、概述
水文站是观测及搜集河流、湖泊、水库等水体的水文、气象资料的基层水文机构。水文站观测的水文要素包括水位、流速、流向、波浪、含沙量、水温、冰情、地下水、水质等；气象要素包括降水量、蒸发量、气温、湿度、气压和风等。水文站的建设问题，一直是水文管理部门所关心的重要问题。水文站建设后，可对辖区水文信息进行实时监测，收集实测资料，探索基本水文规律，对水资源评价、水文计算、水文情报、水文预报和水文科学研究，提供准确、及时的数据信息。
系统建设目标如下：
1）实现对各类监测信息（含现场视频、图像）进行实时性采集，以及数据超限的报警通知，保障系统信息的高效性、及时性、准确性、充分性。
2）所有观测点数据通过无线网络直接传输至监控中心“水文自动监测系统”，在电子地图可视化界面中直观显示各测站雨水情信息、水位、流速等情况及警戒状态；在发生报警时，系统可自动发出报警信号,如：系统弹出信息、发出声音提示、数据颜色变化，向相关部门指定人员发出报警短息通知。
3）实现系统加密通讯，尤其对边疆地区数据通讯进行加密处理，防止水文数据泄露。
4）系统开发要坚持先进实用、稳定可靠、安全的原则，并具备良好扩展性、兼容性和开放性，为系统后期扩展升级、向其他相关平台系统提供数据共享服务提供规范性接口。
二、系统总体设计
2.1系统组成结构
“水文自动监测系统”的建设，包括现场站点各传感器、信息采集设备以及监控中心信息接收及显示、应用系统的建设。现场测点信息采集与传输设备完成传感器信息的实时采集、基本分析处理（如警戒状态）与显示，并负责将数据以无线/有线方式传输到监控中心，通过软件进行接收、显示以及数据的存储、分析、处理与预警。
小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设应用技术探讨
小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设应用技术
探讨
小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设应用技术探讨
在当前的工业化进程和城市化趋势背景下，水资源的合理利用和管理成为一个重要的课题。小型水库的建设为水资源的有效利用提供了一种可行的途径。然而，小型水库的雨水情况和大坝的安全监测是保障水库安全运行的重要环节。本文将探讨小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设的应用技术。
首先，针对小型水库的雨水情测报，我们可以借鉴现代无线传感器网络技术。传感器网络可以实时感知水库的降雨情况，并将数据通过互联网传输到数据中心进行分析和处理。这样的应用技术可以实现对小型水库雨量、水位等重要参数的自动监测和报告，大大提高了雨情的准确性和实时性。
其次，对于大坝的安全监测设施建设，我们可以利用物联网技术和无人机技术进行监测和巡检。物联网技术可以将大坝各个部位的传感器连接到一个网络上，实时监测大坝的温度、位移、应力等参数，并通过数据分析提前发现潜在的安全隐患。而无人机技术可以实现对大坝的空中巡检，可以高清晰度摄像和航拍，为大坝的安全监测提供更加全面和详细的信息。
然而，小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设的应用技术也面临一些挑战和问题。首先，传感器网络和物联网技术的应用需要大量的传感器和设备，以及复杂的数据处理系统，成本较高。其次，传感器网络和物联网技术的稳定性和可靠性依赖于电力和网络的稳定供应，存在断电和网络故障的风险。此外，无人机技术需要专业人员进行操作和维护，人力成本较
高。
为了解决这些问题，我们需要进一步研究和发展相关的技术和方法。例如，可以探索低功耗、长寿命的传感器和设备，以降低成本并提高可靠性。可以利用可再生能源，如太阳能和风能，为传感器网络和物联网设备提供持续的电力供应。同时，应加强对无人机操作员的培训和管理，确保无人机技术的安全和可靠性。
水情自动监测预报系统
水情自动监测预报系统设计方案Verl.O
修订记录
1. 概述
山洪灾害是山丘区在一定强度或持续的降雨下，因特殊的地形地质条件而发生的自然灾害，它具有突发、破坏性大、防治困难的鲜明特点，山洪及其诱发的泥石流和滑坡，往往对局部地区造成毁灭性灾害，对国民经济和人民生命财产造成重大损失。近年来，我国山洪灾害问题日益突出，每年都造成大量人员伤亡，严重影响社会经济发展。
水情监测预报系统主要包括水情遥测站网布设、信息采集、信息传输通信组网、设备设施配置等。适用于水文部门对江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数进行实时监测，监测内容包括：水位、流量、降雨（雪）、风速等。水情自动监测预报系统采用多种无线通讯方式实时传送监测数据，各通信数据互为补充保证监测数据的实时性和准确性，可以大大提高水文部门的工作效率。
1）
2. 系统功能
1）管理功能：具有数据分级管理功能，监测点管理等功能。
2）采集功能：采集监测点水位、降雨量等水文数据。
3）通信功能：监测中心可分别与被授权管理的监测点进行通讯。
4）告警功能：水位、降雨量等数据超过预设的告警上限时，监测预报系统软件主动告警。
5）查询功能：监测预报系统软件可以查询各种历史记录。
6）存储功能：前端监测设备具备大容量数据存数功能；监测中心数据库可以记录所有历史数据。
7）分析功能：水位、降雨量等数据可以生成曲线及报表，供趋势分析。
、监测中
3. 系统设备组成
水情自动监测预报系统由前端遥测站、测量设备、通信网络（超短波中继站）成。主要组成设备为:
1）前端遥测站：自动遥测终端机。
雨量监测实施方案
雨量监测实施方案
雨量监测是指对雨水的降落情况进行监测和记录的工作，用于预测水文气象变化和确保水资源的合理利用。为了有效进行雨量监测，需要制定一套系统的实施方案。
一、监测设备的选取
1. 雨量计：选择准确可靠的雨量计作为监测设备，包括普通雨量计和自动雨量计。普通雨量计可由工作人员进行人工观测，而自动雨量计可通过自动采集数据，并实时上传到监测中心。
2. 数据传输设备：选择可靠的数据传输设备，包括气象卫星、无线传输设备、电话传输设备等，以保证监测数据的准确传输和及时接收。
二、监测点的设置
1. 选取合适的监测点：根据地理位置、气候条件和需求确定监测点的位置，通常选择海拔较高、降水较多、代表性强的地区进行监测。
2. 设置合理的布点密度：根据地形地貌和降水分布特点，设置合理的监测点布点密度，以确保监测数据的全面性和准确性。
3. 安装监测设备：将选定的雨量计和数据传输设备安装在监测点上，保证设备的稳固性和准确性。
三、监测数据的收集和记录
1. 人工观测：对于使用普通雨量计的监测点，需要由工作人员进行定期的人工观测和记录，包括每日的雨量和降雨时间等相关信息。
2. 自动采集：对于使用自动雨量计的监测点，通过设置采集时
间间隔，自动采集雨量数据，并上传到监测中心，实现实时数据的接收和整理。
四、监测数据的分析和利用
1. 数据分析：通过对收集到的雨量监测数据进行统计和分析，得出降雨量的变化趋势和时空分布特点，为水文气象预测和水资源管理提供依据。
2. 数据利用：将分析结果应用于农业灌溉、水库调度、防汛抢险等水资源管理工作中，提高水资源利用效率和防灾减灾能力。
水情自动测报系统的研究与应用
水利是农业的命脉，水文是水利的侦查兵，水情测报工作在日常的水文工作中发挥着重要的作用。水情工作是水文工作服务于社会的窗户和耳目，是防汛抗旱工作的重要依据，同时水情测报工作还是防灾减灾的重要措施，为防汛抗旱、水利工程运行管理、水资源保护工作做出了巨大的贡献。
最初报汛工作还停留在电报发报阶段，水情数据收集回来时已无多大意义；后来发展为电台、电话报汛，虽然水情信息可以及时传回，但汛期水情信息站点多面广，只靠人工报汛、记录整理分析很难达到防汛工作的要求。因此，需要建设水情信息自动测报系统，以满足不断发展的防汛工作的需求。
5水情自动测报系统的通信方式选择
水情自动测报系统大多建于交通不便、地理气候环境较为恶劣的地方，且站点很多，为了提高信息传输的质量，大多采用无线通信传输。早期采用的是较低无线电频段（30~100MzH）的模拟信号通信，后来采用较高频段（100~400MHz）数据通信方式，属于VHF/UHF超短波段范围。目前，我国的水情自动测报系统绝大部分采用超短波无线数据传播的，并且通过合理的建设中继站，组成一定的超短波通信网进行传输，提高遥测信息的收集、传输速度和质量。国外有些国家公用电话网络发达，常采用有线通信，美国是唯一一个利用流星余迹进行水情数据传输的国家。我国的某些行政单位已经能实现利用地面微波通信，水情通信在这方面正在抓紧研究。
水情Fra Baidu bibliotek动测报系统的研究与应用
什么是雨水情测报系统
我国是一个水灾害频繁的国家，水库安全度汛一直是我国防汛抗洪的难点和重点，但由于大部分中小型水库缺少必要的水雨情测报及大坝安全监测等设施，且存在观测设施陈旧、可靠性差、维护困难等问题，隐患很大，因此水库水雨情自动监测的问题敢需解决。
什么是水库水雨情监测系统？
水库雨水情自动监测系统一种重要的山洪灾害防治工程措施，集信息采集、传输、分析和预警等多功能于一体，实现了预警信息及时、准确地上传下达，从而使可能受灾区域能够及时采取措施、最大限度地减少人员和财产损失，广泛应用于水库、河流水雨情监测项目。
系统功能
水雨情自动测报系统功能
远程监测水库分布位置、现场设备运行状态、水位、降雨量、设备电池电压等实时数据。
自动报警水位/降雨量超限时，自动报警。
自动向责任人手机发送报警信息（选配）
统计分析自动统计水位、降雨量的时、日、月、年数据报表
数据储存服务器和现场终端双向存储历史数据按需配置视频实时监控功能（光纤/ADSL/4G通信时）
支持版本市电版本、太阳能版本
水库雨水情自动监测系统基于GIS和BIM，最终可实现防汛整体一张图，将水情分析、预警管理、数据维护、今日水情、天气预报、策展信息、数据维护等水雨情信息统一展示；在满足基本监测需求的基础上，新增数据分析模块，实现对各雨量站历史数据的分析、监测数据与各类特征值的对比、当前降雨过程与历史相似过程的比较，更全面地对水雨情进行分析，为水库防汛工作提供决策支持。
水库三要素水雨情监测系统应用领域
广泛适用于水库、大坝、边坡、桥梁、河流、湖泊、地下水等行业。
水情监测系统施工方案
水情监测系统施工方案
1. 引言
水情监测系统是一种利用现代信息技术手段实时监测水情信息的系统。通过采集、传输和处理水情数据，该系统可以准确地监测水位、水质、流量等水情指标，并及时报警、分析和预测水情变化，以便采取相应的防洪、排涝和供水措施。本文将介绍水情监测系统的施工方案，包括系统的组成、施工流程和技术要点等内容。
2. 系统组成
水情监测系统由以下几个主要组成部分构成：
2.1 传感器设备
传感器设备是水情监测系统的核心，用于感知水文信息。常用的传感器设备包括水位传感器、水质传感器和流量传感器等。水位传感器用于测量水位高度，水质传感器用于监测水质指标，流量传感器则用于测量水流速度和流量大小等参数。
2.2 数据采集和传输设备
数据采集和传输设备负责将传感器设备采集到的数据进行采集、压缩和传输等操作。常用的数据采集和传输设备包括数据采集器、通信模块和网络传输设备等。
2.3 数据处理和存储设备
数据处理和存储设备用于接收、处理、存储和管理从传感器设备和数据采集传输设备传来的水情数据。常用的数据处理和存储设备包括数据处理服务器、数据库管理系统和数据存储设备等。
2.4 系统控制和管理设备
系统控制和管理设备用于对水情监测系统进行控制和管理，包括报警、分析和预测等功能。常用的系统控制和管理设备包括控制终端、监控软件和报警系统等。
3. 施工流程
水情监测系统的施工流程主要包括如下几个步骤：
3.1 选择合适的传感器设备
根据实际需求和监测要求，选择合适的传感器设备，包括水位传感器、水质传感器和流量传感器等。考虑到水情监测的精度和稳定性，应选择质量可靠、性能优良的传感器设备。
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雨水情自动监测系统的组成及应用
介绍了广泛应用于水利信息自动化采集中的雨量、水位传感器等参数为主的数据监测系统的设计构成，以及在实际中应用。
标签：传感器；单片机数据采集；远程通讯RTU
1 雨水情监测系统的应用背景
在水利信息自动化应用中，雨量、水位的监测正由自动化取代传统的人工采集，RTU也即远程遥测终端，其主要完成两个功能，第一个功能是采集前端传感器的数据，第二个功能是将采集的数据传送给运行监测分析软件的工控机，远程遥测终端广泛应用于各种各样的的自动测报系统中，是整监测个系统的重要组成部分。目前环保、水情、气象、石油、煤矿、电力、交通、农业以及科研领域的数据采集系统广泛应用RTU。要做好水情预报工作，就必须实时监测诸如雨量、温度、水位、闸门开启情况、湿度以及流量等参数，这些参数如果不借助RTU监测，而是通过人工监测，其困难是不可想象的。目前很多RTU监测点都配备为无人值守的监测点，这些监测点一旦建成，就不需要排专人看守，极大降低人力成本。无人值守RTU具有高效、稳定以及成本低等特点，因此在水情监测中被广泛应用，无人值守RTU主要通过两种方式向中心站发送数据，一种是通过无线电台，这种方式属于自建网络，不需要额外的费用，但传输距离有限；另一种方式是借助公共的GSM网络，这种方式基本不受距离的限制，但由于需要借助外部的传输网络，需要交纳一定的费用。远程遥测终端RTU主要应用于需要遥测数据的地方，除了气象和水利行业外，在油田自动化、变电站的远程监测点、供气供水管网以及输油管道的监控点都被广泛使用，具有良好的社会和经济效益。
2 远程遥测终端组成
本系统面向水情监测，因此与大部分远程监测系统具有很多的共性又有很多的独特性，在设计之初就充分考虑了系统的可扩展性，稍加改造就完全可以应用到机房监测以及气象监测等领域。水情监测主要监测水库以及河流的水情，主要包括水流流量、水库以及河流的水位、水温、各进出水口的闸门开启情况以及大坝安全等参数。这些参数根据位置远近以及现有条件分别选择不同的传输方式传送到中心站。对于那些要求实时性高的水情数据，尽量选择稳定的传输方式，在很多情况下也可以选择多种方式传送一组数据，确保数据及时传输到中心站。本系统目前可以采集雨量、水位、以及风速、风向、气压、气温以及湿度等数据，系统主要由远程采集数据的监测站以及负责数据处理的中心站组成。
数据监测站：数据监测站全部为无人值守的遥测站，减少人力成本，监测站一经安装调试完成就不再需要专人值班看守，监测站主要采取两种方式采集数据，一种是定时的采集，另一种是触发方式的采集。定时采集根据用户提前设置的时间间隔采集数据，而触发采集则根据由外界触发采集，例如蒸发量以及雨量
的采集常采取触发采集，当蒸发量以及雨量发生了一定量的变化，例1mm/0.5mm 变化时（具体数值可以提前设置）就触发一次额采集，并将数据发送到中心站，监测站处理简单的采集以及传输外，也会对数据进行一定处理，例如过滤一些干扰数据，对数据集进行压缩，减少数据传输量。
中心站：中心站是系统操作平台，负责收集、分析、统计和查询各测站的实时数据、历史数据、报警信息等，并生成各种统计报表，将数据存档并发出各种预报。
3 实际应用
3.1 硬件设计
为了使系统具有灵活性和可靠性，遥测数据采集系统采用模块化结构，具有各种功能模块，如采集，传输等等，各模块自带CPU，具备一定数据处理和故障检测能力。从元件级别，系统级别同时考虑低功耗的问题。所有总控模块统一遍址，为大规模组网提供条件。内部采用统一协议，搭配极为灵活，针对不同的行业和各类传感器，无须对传输和总控模块做任何改动，只需搭配不同的采集模块，就可以适应不同行业的需求。在面对新型接口的传感器时，只要针对性的开发出采集模块，就可以很快在系统中应用，大大缩短了开发周期。
由于采用模块化结构，各模块都具有一定数据处理能力，并且功能大大细化。主要的模块有MAIN主模块，其功能是数据处理、流程控制、远程通信、雨量计输入、RS485传感器接入；VS振弦模块，其功能是振弦式传感器和电阻式传感器接入；另外还有一些辅助功能模块如I/U模块-4～20mA传感器输入、PSTN 模块、RF调制解调模块、信号输入防雷模块等。本系统具备故障自检能力，能在非人工干预的情况下检测故障点，确定故障能力，为快速检修提供基础。在主模块MAIN的设计中采用具备ISP和IAP能力的大容量FLASHROM单片机，可以远程修改升级片上程序，无须技术人员到测站所在地就可以修改片上软件，在交通条件恶劣的地方应用将非常方便，大大减低维护工作量。
雨水情自动监测系统的原理图见图1。从原理图中可以看出，系统的整个核心就是MAIN主模块，它可以直接接入485接口的传感器，也可以通过I/U模块接如4～20mA接口传感器，或者通过VS弦式模块接入弦式传感器。由于整个系统采用低功耗技术设计，MAIN主模块的工作电流仅为50mA，而其待机电流更是低至50uA，所以完全可以采用太阳能电池和蓄电池组合的供电方式进行供电，充电控制工作过程是：充电控制电路要求当蓄电池电压低于10.8V时，停止向MAIN主模块供电，为蓄电池冲电，当蓄电池电压低于13.8V高于10.8V时，边充电边工作，蓄电池电压高于13.8V，则停止向蓄电池充电。当测站的MAIN 主模块有数据需要中心站发送时，可以采取多种方式进行通信，如通过RF调制解调模块连接的电台，或者通过短信模块或卫星设备，从空中把数据传递到中心站。当然数据也可以用PSTN模块通过有线方式传递到中心站。中心站的功能主要就是将接收到的数据保存到数据库，为其它应用软件提供最基本、最原始的数据。中心站也可以对测站进行远程通信，如对测站进行招测等。
在实际应用中，具体的水位雨量遥测站组成结构见图2，它包含了20W太阳能电池板、12V38AH蓄电池、太阳能充电保护器、GPRS/GSM通信终端、雨量、水位传感器。在图2中，防雷模块还连接了太阳能电池、数字式水位计，它们的地线实际上是雨水情自动测报系统的数字地，所以它们可以共用同一个防雷模块，共占用6路防雷通道，每个防雷模块共有9路通道，MAIN主模块和防雷模块构成了最基本的RTU。RTU是由MAIN模块和防雷模块构成。
水位测量采用浮子式水位计，输出信号线采用RS485串行通信接口标准，通过防雷模块后接入到MAIN主模块的RS485口的对应连接端，浮子水位计在使用前需要分别对水位计和RTU的MAIN模块进行配置，指定使用地址，水位传感器的分变率不低于1cm，量程根据实际需要选定。
雨量测量采用翻斗式雨量计，承雨口内径为200mm，分别率为0.5mm，同样使用前需要对RTU的MAIN模块进行雨量计使用地址进行配置。翻斗式雨量计为双干簧管雨量计共有3根输出信号线：一根为信号线A而另一根为信号线B，这两根线在雨量计中并未定义，可以定义任意一根为信号线A，另一根定义为信号线B，再加上数字地线，雨量计信号线缆通常有屏蔽层，进入机箱后该屏蔽层需与机箱地连接。同样信号线进入机箱后，先进入RTU中的防雷模块，然后连接到MAIN模块中，起到防雷的作用。
雨水情自动监测系统采用太阳能浮冲蓄电池方式供电，配置满足1个月连续阴雨天气正常供电，具体配置为，太阳能电池板采用单晶硅太阳能组件，最大工作电压17V，开路电压21V，标称功率20W；太阳能充电控制器电压12V，最终充电电压13.8V，憩息电压14.5V，工作环境温度-25℃～50℃；蓄电池采用铅酸免维护可充电蓄电池或锂电池，对于高寒地区，应选用耐低温的充电电池，配置的容量是38AH/12V。
通信方式采用GSM短消息模式或者是GPRS流量方式，GSM/GPRS手机短消息模块采用现成的产品，还需要一块SIM卡，将其串行通信口的信号线接入MAIN主摸块的串行通信口DB9即可，GSM短信方式简单，点对点发送和接收，但是使用费较高，按短信条数收费；GPRS方式需要有固定IP，使用方便便宜可靠，按需要包流量使用就可以了。
3.2 软件设计
雨水情自动监测系统的工作状态有三种状态：
（1）自报状态：常态下MAIN主模块处于休眠状态，待下列事件之一发生时，自动唤醒，采集数据：a.强制采集时间到，b.敏感量触发（如雨量）。
（2）中继状态：常态下长上电，接收远端站点数据，转发到下一中继站点或中心站点。