雨量水位遙測系統技術方案

一、 系統概述

　　為了服務我國的水文事業，使面廣量大的雨量測驗實現自動測量、自動存儲、并由計算機進行年終資料整編，建立水文數據庫。根據各水文站的實際需要，我公司研制開發了全自動雨量水位遙測系統。

　　全自動雨量水位遙測系統設計合理，計數準確，存儲可靠，外形美觀，操作使用方便，可以通過后臺電腦設置各種參數和接收數據(即時雨量，整點雨量等)。電池采用可充電蓄電池，容量大，可靠性高。

　　數據中心配備專用數據處理軟件，該軟件可直接安裝在win7/windows xp/98/2000下，使用簡單，操作方便，人機對話直觀，易學易懂，處理雨量數據速度快。打印的雨量年終整編表符合水文年鑒規定。

二、 總體方案設計

　　全自動雨量水位遙測系統系統主要由四部分組成：

　　1)數據監測中心;

　　2)無線數據傳輸通信平臺;

　　3)遙測終端機：多種類型測控終端，滿足不同的供電、安裝環境。

　　4)雨量、水位等各種傳感器。

　　總體設計方案圖，如圖所示：

全自動雨量水位遙測系統系統設計圖

        本系統通訊主要采用GPRS方式。借助移動公司GPRS網絡平臺傳輸數據，只要有GPRS信號的地方就可以進行無線傳輸，對于GPRS信號不強的地方還可以采用短信方式通訊。在監測中心配置服務器，安裝全自動雨量水位遙測系統監測管理系統軟件;在各監測點安裝遙測終端機，監測風向、風速、溫度、濕度、露點、氣壓、雨量、太陽輻射、光合有效輻射等數據，終端機配置一張數據卡(可在當地移動公司辦理)，通過GPRS網絡平臺將監測數據傳輸至監測中心，在軟件界面上顯示出來。

三、 系統組成

        1. 數據監測及控制中心

        2、硬件設備

    2.1 服務器

    2.2 打印機

    2.3 無線傳輸設備

    GPRS無線數據傳輸器簡稱GPRS無線數傳終端

    功能說明：用于與監測終端傳輸數據，對數據進行采集和整理，用于遠程維護并控制終端設備。

    2.4 無線數據傳輸通信平臺

            拓撲圖如下：

        各型變送器采集回來的各項參數，由RTU遠程測控終端通過GPRS網絡無線傳輸到Internet，再由服務器進行接收。

    3、遠程測控終端

    多款遠程測控終端，滿足不同工作環境和客戶需求;

    4、傳感器

    4.1、雨量傳感器

    本方案采用翻斗式雨量計。翻斗式雨量計是由感應器及信號記錄器組成的遙測雨量儀器，感應器由承水器、上翻斗、計量翻斗、計數翻斗、干簧開關等構成;記錄器由計數器、錄筆、自記鐘、控制線路板等構成。其工作原理為：雨水由最上端的承水口進入承水器，落入接水漏斗，經漏斗口流入翻斗，當積水量達到一定高度(比如0.1毫米)時，翻斗失去平衡翻倒。而每一次翻斗傾倒，都使開關接通電路，向記錄器輸送一個脈沖信號，記錄器控制自記筆將雨量記錄下來，如此往復即可將降雨過程測量下來。

    傳感器實物圖：

    

    4.2、水位計

    水位計主要有浮子式水位計，雷達式水位計，氣泡式水位計，超聲波水位計等。

    本方案采用超聲波水位計。超聲波水位計適用于江河、湖泊、水庫、河口、渠道、船閘及各種水工建筑物處水位測量。因此可用作水位數據采集系統和水文自動測報系統的傳感器。

    特點

    1)非接觸測量，不受水體污染，不破壞水流結構

    2)不需建造測井，節省土建投資

    3)無觸點開關元器件

    4)法蘭或螺紋連接，安裝方便

    5)無機械磨損，穩定耐用

    6)供電電源和輸出信號使用同一根兩芯線纜

    7)自動溫度補償和壓力校正

    4.3、傳感器實物圖

超聲波水位計

四、 遠程測控終端RTU

    功能特點：

    1、實時測量瞬時降雨量和總降雨量，采集數據并上傳到控制中心。 可以采用兩種工作方式,交流電源供電、太陽能電池板供電，第二種平時待機休眠，當雨量到達一定數值喚醒RTU或者由控制中心發送指令，啟動終端。

    2、采集降雨數據的同時，還可以根據不同需要安裝其他傳感器，如溫度傳感器、光照傳感器等;

    3、采用GPRS無線數傳終端發送數據，只要有手機信號的地方就可以工作;

    4、終端RTU還可以根據客戶需求提供一些特殊訂制的功能，例如通過AD口向外供電等。

五、 系統設備清單

    1、監測中心系統設備清單

        2、全自動雨量水位遙測系統子站設備清單

    雨量計參數

    技術參數：

    ※測量范圍：0～4mm/min(可在<8mm/min條件下正常工作)

    ※測量誤差：±3%(測試雨強2mm/min)

    ※分 辨 率：0.2mm

    ※工作溫度：0～80℃(傳感器) -40～80℃(記錄儀)

    ※承水口徑：φ200mm+0.6mm 外刃口角度45度

    風速計參數

    供電電壓：12～24V DC

    精 度：±1m/s

    啟動風力：0.2 m/s

    量 程：0~60 m/s

    風向計參數

    測量參數

    ※量程：0 ～360°(分16個固定風向值，其中“北”由傳感器上的箭頭標志標出)

    ※電壓信號：0.4 ～ 2.0 V(波動范圍±40mV )

    ※電流信號：4 ～ 20 mA(波動范圍±0.4mA)

    ※轉換公式：風向典型值=(I-4)/1.06666 電壓型= (V-0.4)/ 0.106666

    其中電壓型對應表格如下所示：(使用時可通過查表法或直接運算求得風向值)

    北 東北偏北 東北 東北偏東

    400±40mV 50±40mV 613±40mV 720±40mV

    東 東南偏東 東南 東南偏南

    826±40mV 933±40mV 1040±40mV 1146±40mV

    南 西南偏南 "西南 西南偏西

    1253±40mV 1360±40mV 1466±40mV 1573±40mV

    西 西北偏西 西北 西北偏北

    1680±40mV 1786±40mV 1893±40mV 2000±40mV

    電流型4-19ma代表16個方向，依次遞增1ma

    注：本方案由北京聚英翱翔電子有限公司版權所有，禁止轉載。