地下水位动态监测与分析系统.

地下水位动态监测与分析系统

1、概述

地下水资源较地表水资源复杂,因此地下水本身质和量的变化以及引起地下水变化的环境条件和地下水的运移规律不能直接观察,同时,地下水的污染以及地下水超采引起的地面沉降是缓变型的,一旦积累到一定程度,就成为不可逆的破坏。因此准确开发保护地下水就必须依靠长期的地下水监测,及时掌握动态变化情况。

2、系统解决方案

2.1系统概述

该系统依托中国移动公司GPRS网络,工作人员可以在监测中心远程查看地下水的水位数据。监测中心的监测管理软件能够实现数据的远程采集、远程监测,监测的所有数据进入数据库,可以生成各种报表和曲线。

2.2系统组成

地下水位动态监测系统由四部分组成:监测中心、通信网络、水位监测终端、水位计。

2.3系统拓扑图

2.4监测中心

2.4.1中心软件系统概述

该软件是地下水监测系统专用软件,采用B/S结构,由系统管理员负责管理,领导者或其它工作人员经授权后可在自己的计算机上通过局域网访问服务器,可进行权利范围内的操作。如果需要,该软件可以在INTERNET公网上发布,被授权者在任何地方的计算机上都可以通过INTERNET公网访问和操作该系统。

该软件采用模块化结构,主要包括两大模块:一个是人机界面、另一个是通讯前置机。每个模块又由若干小模块组成。通讯前置机软件主要负责监控中心与现场设备的通信,它具有强大的兼容性,可支持任何厂家生产的GPRS、CDMA、MODEM、RS485等通信产品,支持多种通信方式共存一个系统。人机界面包括基础数据管理、远程操作、人工录入、数据查询、数据报表、数据分析、地图管理等多项内容,可根据不同客户的不同需求设计组合成个性化的监控与管理系统软件。

2.4.2监测中心配置

硬件:

中心具备宽带网络(类型:光纤、网线、ADSL等,并绑定固定IP。

一台专用计算机,放在机房,作为固定IP服务器,将服务器操作系统、数据库软件和系统监测软件安装在该台计算机上,用于存贮数据,需保证其24小时在线。

软件:

操作系统软件:推荐Windows 2003 Server with sp2

数据库软件:推荐Microsoft SQL Server 2000 SP4,作为系统后台数据库的软件平台。

地下水监测系统软件:完成远程数据的接收、显示、存储和统计分析等功能。

2.4.3、地下水监测管理系统软件功能介绍

◆软件主界面

开机界面显示地图,地图上每个地下水监测点的位置以圆点显示,红色代表故障,绿色代表正常,鼠标放置圆点位置时,显示该测点的水位数据。

◆基础数据

基础信息为用户填写的监测点的信息,包括城市信息,区县信息,单位信息和每一个监测点的信息,可在测点信息里面上传图像,作为对该监测点周围环境的备份。

◆远程监控

点击“远程操作”按钮,可进入到监测点的详细界面查看该测点的详细数据。

◆数据报表

用户可以根据实际情况生成日报表、月报表、年报表以及任意时间段的水位曲线。

2.5通讯网络

中国移动的GPRS网络信号覆盖范围广、数据传输速率高、通信质量可靠、误码率低、运行稳定、数据传输实时性、安全性和可靠性高、安装调试简单方便,按信息流量计费,用户使用成本比较低。

本系统通信网络采用中国移动公司GPRS网络和Internet公网。要求监控中心具备宽带(类型:光纤、网线、ADSL等,并具有一个Internet网络上的固定IP。

监测点测控终端内部配置GPRS无线数据传输模块,模块内安装一张开通GPRS 功能的SIM卡。测控终端通过其内部的GPRS无线数据传输模块与监控中心服务器组成一个通信网络,实现系统的远程数据传输。

网络运行费用:

监测中心:需支付宽带使用费用,具体费用标准请在当地相关部门咨询。

监测点现场:每个监测点的SIM卡的通讯费用(数据通信费,以河北为例,具体收费标准请咨询当地移动公司。

子站:5元/月(30M

子站每月总通信费:5*现场监测点数量

2.6现场监测点水位监测终端

根据地下水监测现场环境多样的特点,水位监测终端设计了三种供电方式,分别为:市电供电(现场有AC220V电源、太阳能供电和锂电池组供电。其中市电供电和太阳能供电

方式能够满足数据上报比较频繁的要求,数据上报要求不频繁时可使用锂电池组供电方式。

2.6.1锂电池组供电方案

适用于没有站房的监测井,内置1组锂电池组作为工作电源,特别适合于没有外部电源供电的现场环境,微功耗设计,锂电池组可以正常工作2-5年。

※注:电池有效寿命为5年,实际使用寿命大于1万次无线通讯。

主机监测终端（电池供电）备注主要配置：微功耗测控终端锂电池组（4 节 3.6V 锂电池）选择条件工作方式及特点现场手机信号必须好（中国移动），可将设备安装到监测井里面 1）微功耗设计，采用定时采集、定时上报工作模式，

可以将多次采集到的数据一次上报。举例：1 小时采集一次，1 天上报 1 次，即：1 小时采集 1 次数据并存储在设备历史记录区，24 小时一次性上报 24 条数据记录。 2）自动与时间服务器进行时间同步，保证了与监测中心服务器时间的一致性。 3）自动检测历史记录上报是否成功，保证历史记录不会丢失。 4）支持 1 万次无线数据传输。施工部分直接安装，外露线缆做好隐线工作。 2.6.2 太阳能电源供电方案使用太阳能供电适用于有站房的监测井，太阳能电源分为三部分，太阳能电池板、太阳能充电控制器、铅酸蓄电池。根据现场用电设备（包含微功耗测控终端与现场采集设备）的功率来选择光电池板的大小与蓄电池的容量。下面为计算方法。太阳能板配制计算方法：电池板配置功率（W）=设备功耗（W）×每天工作时间（小时）×1.2(安全系数÷[5 小时(每天有效工作时间 ×0.6(充电效率] 蓄电池配置计算方法: 蓄电池配置容量（Ah）=设备功耗（W）×每天工作时间（小时）×阴雨天(天数÷[设备供电电压(V ×0.6(供电效率] 当蓄电池电量消耗时，可通过太阳能电池补充电量，达到绿色环保，能量循环使用的效果。电话（免长途费）：400-611-8633

主机监测终端（太阳能供电）备注主要配置： 1）微功耗测控终端 2）

24AH 蓄电池一块（容量根据实际情况选择） 3）20W 太阳能电池板一个，充电器一个（容量根据实际情况选择） 4）防护箱选择条件现场手机信号必须好（中国移动），安装场所最好在室内，保证设备的安全，或者在安全的场所里架一个杆子，将无线通讯部分挂在上面。工作方式及特点 1）微功耗设计。 2））支持监测数据的定时上报和即时上报。施工部分安装方式 1：在站房里安装监测终端，太阳能板安装在房顶上。安装方式 2：树立杆子，将监测终端和太阳能板挂在上面。注：外露线缆做好隐线工作。 2.6.3 市电供电方案现场具备市电供电条件时，可选用市电供电方式，配合开关电源转成 DC12V 给设备供电，客户提供市电接线端口即可。电话（免长途费）：400-611-8633

主机监测终端（市电供电）备注主要配置：微功耗测控终端开关电源隔离变压器空气开关等附件选择条件现场手机信号必须好（中国移动），安装场所最好在室内，保证设备的安全，或者在安全的场所里架一个杆子，将监测终端挂在