地下水監(jiān)測解決方案

-概述-

地下水資源比地表水資源更復雜，地下水本身的質和量的變化、引起地下水變化的環(huán)境條件以及地下水的運移規(guī)律都無法直接觀測到。同時，地下水的污染和地下水超采導致的地面沉降也在慢慢改變，一旦積累到一定程度，就會變成不可逆的損害。因此，地下水的準確開發(fā)和保護必須依靠長期的地下水監(jiān)測，及時掌握動態(tài)變化。

-系統(tǒng)解決方案-

2.1系統(tǒng)概述
地下水監(jiān)測系統(tǒng)依托中國移動的GPRS網絡，工作人員可以在監(jiān)測中心查看地下水位、溫度、電導率等數(shù)據(jù)。監(jiān)控中心的監(jiān)控管理軟件可以實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集和遠程監(jiān)控。所有監(jiān)測到的數(shù)據(jù)都可以進入數(shù)據(jù)庫，生成各種報表和曲線。
2.2系統(tǒng)組成
地下水監(jiān)測系統(tǒng)由監(jiān)測中心、通信網絡、微功耗測控終端和水位監(jiān)測記錄儀四部分組成。
2.3系統(tǒng)拓撲圖

2.4監(jiān)測中心
2.4.1中心軟件系統(tǒng)概述
該軟件是地下水監(jiān)測系統(tǒng)的專用軟件，采用B/S結構，由系統(tǒng)管理員管理。授權后，領導或其他工作人員可以通過局域網在自己的電腦上訪問服務器，可以在權限范圍內進行操作。如果需要，軟件可以發(fā)布在互聯(lián)網公共網絡上，授權人可以在任何地方的任何計算機上通過互聯(lián)網公共網絡訪問和操作系統(tǒng)。
軟件采用模塊結構，主要包括兩個模塊:一個是人機界面，一個是通信前端。每個模塊由幾個小模塊組成。通信前端軟件主要負責監(jiān)控中心與現(xiàn)場設備之間的通信。兼容性強，可支持任何廠商生產的GPRS、CDMA、MODEM、RS485等通信產品，支持多種通信方式在一個系統(tǒng)中共存。人機界面包括基礎數(shù)據(jù)管理、遠程操作、手工錄入、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)報表、數(shù)據(jù)分析、地圖管理等諸多內容，可根據(jù)不同客戶的不同需求設計組合成個性化的監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件。
2.4.2監(jiān)控中心配置
硬件:
中心有寬帶網絡(類型:光纖、網線、ADSL等。)并與固定IP綁定?！?br/】一臺專用電腦，放置在機房內，作為固定的IP服務器，里面安裝了服務器操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫軟件和系統(tǒng)監(jiān)控軟件，存儲數(shù)據(jù)，保證24小時在線。
軟件:
操作系統(tǒng)軟件:推薦Windows 2003 Server SP2
數(shù)據(jù)庫軟件:推薦微軟SQL Server 2000 SP4作為系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫的軟件平臺。
地下水監(jiān)測系統(tǒng)軟件:能夠接收、顯示、存儲和分析遠程數(shù)據(jù)。
2 .地下水監(jiān)測管理系統(tǒng)軟件功能介紹
◆軟件主界面
開機界面顯示地圖，地圖上每個地下水監(jiān)測點的位置用圓點顯示，紅色為故障，綠色為正常。當鼠標放在圓點位置時，會顯示測量點的水位、水溫等數(shù)據(jù)。

◆基礎數(shù)據(jù)
基礎信息是指用戶填寫的監(jiān)測點信息，包括城市信息、縣區(qū)信息、公司信息以及到各個監(jiān)測點的信息?？梢栽诒O(jiān)控點的信息中上傳圖像，作為監(jiān)控點周邊環(huán)境的備份。
◆遠程監(jiān)控
點擊“遠程操作”按鈕，進入監(jiān)控點詳細界面，查看測點的詳細數(shù)據(jù)。

◆數(shù)據(jù)報表
用戶可以根據(jù)實際情況隨時生成日報表、月報、年報以及水位、溫度曲線。

2.5通信網絡
中國移動的GPRS網絡具有信號覆蓋廣、數(shù)據(jù)傳輸速率高、通信質量可靠、誤碼率低、運行穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸實時、安全可靠、安裝調試簡單方便、按信息流計費、用戶成本低等優(yōu)點。
本系統(tǒng)的通信網絡采用中國移動公司的GPRS網絡和公共互聯(lián)網。監(jiān)控中心要求有寬帶(類型:光纖、網線、ADSL等。)和Internet網絡上的固定IP。
監(jiān)測點測控終端內部配置GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，模塊內安裝具有GPRS功能的SIM卡。測控終端通過其內置的GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模塊與監(jiān)控中心服務器形成通信網絡，實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程數(shù)據(jù)傳輸。
網絡運營費:
監(jiān)控中心:需要寬帶使用費。具體收費標準請咨詢當?shù)叵嚓P部門。
監(jiān)測點站點:各監(jiān)測點SIM卡通信費(數(shù)據(jù)通信費，以河北為例，具體收費標準請咨詢當?shù)匾苿庸?。
子站:5元/月(30M)
子站每月總通信費:5*現(xiàn)場監(jiān)測點個數(shù)
2.6現(xiàn)場監(jiān)測點的監(jiān)測終端
由于監(jiān)測點大多在野外，現(xiàn)場沒有供電。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測點的數(shù)據(jù)上報頻率，供電有兩種選擇:太陽能供電和鋰電池供電。數(shù)據(jù)上報頻繁時用太陽能供電，數(shù)據(jù)上報不頻繁時用鋰電池供電。
2.6.1鋰電池供電方案
適用于無站房的監(jiān)控井，內置鋰電池組作為工作電源，特別適用于無外接電源的野外環(huán)境，低功耗設計，鋰電池組可正常工作2-5年?！?br>

2.6.2太陽能供電方案
太陽能供電適用于有站監(jiān)測井，太陽能供電分為三部分，分別是太陽能光伏板、太陽能充電控制器和鉛酸電池。根據(jù)現(xiàn)場用電設備(包括微功率測控終端和現(xiàn)場采集設備)的功率，選擇光伏板的尺寸和蓄電池的容量。
以下是計算方法。
太陽能電池板配置的計算方法:電池板配置的功率(W)=設備耗電量(W)×每日工作時間(小時)× 1.2(安全系數(shù))÷[5小時(每日有效工作時間)× 0.6(充電效率)]
電池配置的計算方法:

當電池耗電時，可以由太陽能電池補充，從而達到環(huán)保和能源循環(huán)利用的效果。

2.7水位計
LEVEL是自動測量和記錄地下水位和溫度的儀器。只有手掌大小，長154 mm，直徑22 mm，非常輕便，幾乎可以在任何監(jiān)測井中使用。該機內部集成了溫度和壓力傳感器、內存和電池，外部采用密封不銹鋼(RVS 316L)，使其完全不受濕度或外部電流的影響。同時還鍍了一層氮化鎬材料，耐腐蝕，適用于海水和淡水環(huán)境。
水準儀通過鋼索懸掛在監(jiān)測井中，可定時讀取數(shù)據(jù)，也可安裝GPRS在線監(jiān)測系統(tǒng)，在室內動態(tài)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)。該儀器自動測量地下水的溫度和水位，并將其存儲在內存中。存儲器可記錄存儲2×40000個數(shù)據(jù)，電池壽命8-10年。
LEVEL以厘米水柱為單位測量絕對壓力(水壓+大氣壓)。為了得到準確的水位變化，必須進行氣壓補償。理想的方法是配置一個額外的氣壓補償裝置，即氣壓記錄器。軟件會自動補償氣壓，在辦公室或野外快速準確地讀取和記錄數(shù)據(jù)。氣壓記錄器的規(guī)格和操作方法和LEVEL一樣，但是價格很低，刻度范圍是1.5米，用來測量大氣壓。與傳統(tǒng)的通風電纜法相比，測量空氣補償更準確、更容易，而且沒有時間滯后。

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