地下水監(jiān)測系統(tǒng)(gprs水位水溫動態(tài)監(jiān)測方案)
-概述-
地下水資源比地表水資源更為復(fù)雜，因此地下水本身的質(zhì)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動規(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(dǎo)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，并及時掌握其動態(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)依托中國移動公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，工作人員可在監(jiān)測中心查看地下水位、溫度、電導(dǎo)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(wǎng)絡(luò)、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)控中心
2.4.1中心軟件系統(tǒng)概述
地下水監(jiān)測系統(tǒng)軟件是地下水監(jiān)測系統(tǒng)的專用軟件，采用B/S結(jié)構(gòu)，由系統(tǒng)管理員管理。領(lǐng)導(dǎo)或其他工作人員經(jīng)過授權(quán)后可以通過局域網(wǎng)訪問自己電腦上的服務(wù)器，可以在權(quán)限范圍內(nèi)進行操作。如果需要，軟件可以發(fā)布在互聯(lián)網(wǎng)公共網(wǎng)絡(luò)上，授權(quán)人可以在任何地方的任何計算機上通過互聯(lián)網(wǎng)公共網(wǎng)絡(luò)訪問和操作系統(tǒng)。
地下水監(jiān)測系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要包括兩個模塊:一是人機界面，二是通信前端。每個模塊由幾個小模塊組成。通信前端軟件主要負責(zé)監(jiān)控中心與現(xiàn)場設(shè)備之間的通信。兼容性強，可支持任何廠商生產(chǎn)的GPRS、CDMA、MODEM、RS485等通信產(chǎn)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(chǔ)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(nèi)容，可根據(jù)不同客戶的不同需求設(shè)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(wǎng)絡(luò)(類型:光纖、網(wǎng)線、ADSL等。)并與固定IP綁定?！?br/】一臺專用電腦，放置在機房內(nèi)，作為固定的IP服務(wù)器，里面安裝了服務(wù)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)。
。地下水監(jiān)測管理系統(tǒng)軟件功能介紹
◆軟件主界面
啟動界面顯示地圖，地圖上每個地下水監(jiān)測點的位置用圓點顯示，紅色表示故障，綠色表示正常。當(dāng)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(chǔ)數(shù)據(jù)
基礎(chǔ)信息是指用戶填寫的監(jiān)測點信息，包括市信息、縣信息、單位信息和到各監(jiān)測點的信息。可以在監(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(wǎng)絡(luò)
中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)具有信號覆蓋廣、數(shù)據(jù)傳輸速率高、通信質(zhì)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(diào)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(wǎng)絡(luò)采用中國移動公司的GPRS網(wǎng)絡(luò)和公共互聯(lián)網(wǎng)。監(jiān)控中心要求有寬帶(類型:光纖、網(wǎng)線、ADSL等。)和Internet網(wǎng)絡(luò)上的固定IP。
監(jiān)測點測控終端內(nèi)部配置GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，模塊內(nèi)安裝具有GPRS功能的SIM卡。測控終端通過其內(nèi)置的GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模塊與監(jiān)控中心服務(wù)器形成通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程數(shù)據(jù)傳輸。
網(wǎng)絡(luò)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(dāng)?shù)叵嚓P(guān)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(dāng)?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)測點水位監(jiān)測終端
由于水位監(jiān)測點大多在野外，現(xiàn)場無電源。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測點的數(shù)據(jù)上報頻率，有太陽能供電和鋰電池供電兩種供電方案。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
適用于無站監(jiān)控井，內(nèi)置一組鋰電池作為工作電源，特別適用于無外接電源的野外環(huán)境，低功耗設(shè)計，鋰電池可正常工作2-5年?！?br>
主機
量
備注監(jiān)控終端(電池供電)
主要配置:
微功率無線數(shù)據(jù)終端
替代條件
現(xiàn)場手機信號必須好 (中國移動),可將設(shè)備安裝到監(jiān)測井里面工作模式和特點
1)微功耗設(shè)計，采用定時采集定時上報的工作模式，可以一次上報多次采集的數(shù)據(jù)。
例如，每小時采集一次數(shù)據(jù)，每天報告一次，即每小時采集一次數(shù)據(jù)并存儲在設(shè)備歷史記錄區(qū)，每24小時報告一次24條數(shù)據(jù)記錄。
自動與時間服務(wù)器同步時間，確保與監(jiān)控中心服務(wù)器時間一致。
自動檢測歷史報告是否成功，確保歷史不會丟失。
建筑部分
直接安裝，外露線纜做好隱線工作
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:太陽能光伏板、太陽能充電控制器、鉛酸電池。根據(jù)現(xiàn)場用電設(shè)備(包括微功率測控終端和現(xiàn)場采集設(shè)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:電池板配置功率(W)=設(shè)備功耗(W)每日工作小時數(shù)(小時數(shù))1.2(安全系數(shù))[5小時(每日有效工作小時數(shù)V)▍0.6(充電效率)]
電池配置的計算方法:
電池配置容量(Ah)= 1
當(dāng)電池耗電時，可以通過太陽能電池補充，從而達到環(huán)保和能源循環(huán)利用的效果。
主機
評論
監(jiān)測引線
(太陽能供電)
主要配置:
1)微功率無線數(shù)據(jù)終端
2)一塊20ah電池(容量根據(jù)實際情況選擇)
3)一塊20w太陽能電池板和一個充電器(容量根據(jù)實際情況選擇)
替代條件
現(xiàn)場手機信號必須良好(手機
安置場所較好在站房內(nèi),保證設(shè)備的安全.或者在安全的場所里架一個桿子,將無線通訊部分掛在上面。工作模式和特點
1)微功耗設(shè)計。
2）支持定時上報監(jiān)測數(shù)據(jù)，同時支持即時采集監(jiān)測數(shù)據(jù)。建筑部分
1)站房安裝無線數(shù)據(jù)終端設(shè)備，太陽能部分安裝在屋頂
2)做好外露電纜的隱線工作。
2.7水位計
水準儀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(nèi)部集成了溫度和壓力傳感器、內(nèi)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(nèi)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(nèi)存中。內(nèi)存可記錄存儲24萬條數(shù)據(jù)，續(xù)航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(fēng)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。
技術(shù)規(guī)格:
措施
直徑22毫米，長154毫米
重量
179克
外殼材料
氮化鎬
壓力傳感器的材料
陶器和瓷器
采樣頻率
0.5秒到99小時
內(nèi)存儲器
20000個數(shù)據(jù)
電池壽命
8至10年
溫度范圍
-20到80攝氏度
精確
0.05攝氏度
解決
0.003攝氏度
溫度補償范圍
-10到40攝氏度
深度范圍？
5、10、20、30和100米是可選的。
精確
0.05%滿量程
解決
0.001% fs(5米、10米)
0.0006% fs(20米、30米、100米)
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標簽: 地下水,監(jiān)測系統(tǒng),gprs,水位,水溫