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地表水在線監(jiān)測

地表水在線監(jiān)測

一、概述   地下水資源較地表水資源復雜,因此地下水本身質和量的變化以及引起地下水變化的環(huán)境條件和地下水的運移規(guī)律不能直接觀察,同時,地下水的污染以及地下水超采引起的地面沉降是緩變型的,一旦積累到一定程度,就成為不可逆的破壞。因此準確開發(fā)保護地下水就必須依靠長期的地下水監(jiān)測,及時掌握動態(tài)變化情況。 二、系統(tǒng)解決方案 2.1 系統(tǒng)概述  地表水在線監(jiān)測系統(tǒng)依托中國移動公司GPRS網(wǎng)絡,工作人員可以在監(jiān)測中心查看地下水的水位、溫度、電導率的數(shù)據(jù)。監(jiān)測中心的監(jiān)測管理軟件能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程采集、遠程監(jiān)測,監(jiān)測的所有數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)庫,生成各種報表和曲線。 2.2 系統(tǒng)組成  地表水在線監(jiān)測系統(tǒng)由四部分組成:監(jiān)測中心、通信網(wǎng)絡、微功耗測控終端、水位監(jiān)測記錄儀(水位計)。 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)專用軟件,采用B/S結構,由系統(tǒng)管理員負責管理,領導者或其它工作人員經(jīng)授權后可在自己的計算機上通過局域網(wǎng)訪問服務器,可進行權利范圍內的操作。如果需要,該軟件可以在INTERNET公網(wǎng)上發(fā)布,被授權者在任何地方的計算機上都可以通過INTERNET公網(wǎng)訪問和操作該系統(tǒng)。  該軟件采用模塊結構,主要包括兩大模塊:一個是人機界面、另一個是通訊前置機。每個模塊又由若干小模塊組成。通訊前置機軟件主要負責監(jiān)控中心與現(xiàn)場設備的通信,它具有強大的兼容性,可支持任何廠家生產(chǎn)的GPRS、CDMA、MODEM、RS485等通信產(chǎn)品,支持多種通信方式共存一個系統(tǒng)。人機界面包括基礎數(shù)據(jù)管理、遠程操作、人工錄入、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)報表、數(shù)據(jù)分析、地圖管理等多項內容,可根據(jù)不同客戶的不同需求設計組合成個性化的監(jiān)控與管理系統(tǒng)軟件。 2.4.2 監(jiān)測中心配置 硬件:  中心具備寬帶網(wǎng)絡(類型:光纖、網(wǎng)線、ADSL等),并綁定固定IP。  一臺專用計算機,放在機房,作為固定IP服務器,將服務器操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫軟件和系統(tǒng)監(jiān)控軟件裝在里面,存貯數(shù)據(jù),保證其24小時在線。 軟件:  操作系統(tǒng)軟件:推薦Windows 2003 Server with sp2  數(shù)據(jù)庫軟件:推薦Microsoft 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:完成遠程數(shù)據(jù)的接收、顯示、存儲和統(tǒng)計分析等功能。 2.4.3、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)測點的位置以圓點顯示,紅色代表故障,綠色代表正常,鼠標放置圓點位置時,顯示該測點的水位、水溫等數(shù)據(jù)。

◆ 基礎數(shù)據(jù)  基礎信息為用戶填寫的監(jiān)測點的信息,包括城市信息,區(qū)縣信息,單位信息,到每一個監(jiān)測點的信息,可在測點信息里面上傳圖像,作為對該監(jiān)測點周圍環(huán)境的備份。 ◆ 遠程監(jiān)控  點擊“遠程操作”按鈕,可進入到監(jiān)測點的詳細界面查看該測點的詳細數(shù)據(jù)。

◆ 數(shù)據(jù)報表  用戶可以根據(jù)實際情況生成日報表、月報表、年報表以及任意時間段的水位及溫度曲線。

2.5通訊網(wǎng)絡  中國移動的GPRS網(wǎng)絡信號覆蓋范圍廣、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)傳輸實時性、安全性和可靠性高、安裝調試簡單方便,按信息流量計費,用戶使用成本比較低。  本系統(tǒng)通信網(wǎng)絡采用中國移動公司GPRS網(wǎng)絡和Internet公網(wǎng)。要求監(jiān)控中心具備寬帶(類型:光纖、網(wǎng)線、ADSL等),并具有一個Internet網(wǎng)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,模塊內安裝一張開通GPRS功能的SIM卡。測控終端通過其內部的GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模塊與監(jiān)控中心服務器組成一個通信網(wǎng)絡,實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程數(shù)據(jù)傳輸。 網(wǎng)絡運行費用:  監(jiān)測中心:需支付寬帶使用費用,具體費用標準請在當?shù)叵嚓P部門咨詢。  監(jiān)測點現(xiàn)場:每個監(jiān)測點的SIM卡的通訊費用(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荆?5元/月(30M)。子站每月總通信費為5*現(xiàn)場監(jiān)測點數(shù)量。 2.6 現(xiàn)場監(jiān)測點水位監(jiān)測終端  由于水位監(jiān)測點現(xiàn)場大多數(shù)都在野外,現(xiàn)場沒有供電電源,根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測點的數(shù)據(jù)上報頻率,供電方式有太陽能供電和鋰電池供電兩種方案可選。數(shù)據(jù)上報比較頻繁時使用太陽能供電,數(shù)據(jù)上報不頻繁時使用鋰電池供電。 2.6.1 鋰電池供電方案  適用于沒有電源的監(jiān)測現(xiàn)場,內置1組鋰電池組作為工作電源,特別適合于沒有外部電源供電的現(xiàn)場環(huán)境,微功耗設計,鋰電池組可以正常工作1-5年。 ※ 注:電池有效壽命為5年,實際使用壽命大于1萬次無線通訊

2.6.2太陽能電源供電方案  適用于使用太陽能作為供電電源的監(jiān)測現(xiàn)場,太陽能電源分為三部分,太陽能電池板、太陽能充電控制器、鉛酸蓄電池。根據(jù)現(xiàn)場用電設備(包含微功耗測控終端與現(xiàn)場采集設備)的功率來選擇光電池板的大小與蓄電池的容量。 下面為計算方法。  太陽能板配制計算方法: 電池板配置功率(W)= 設備功耗(W)?每天工作時間(小時)?1.2(安全系數(shù))?[5小時(每天有效工作時間) ?0.6(充電效率)]  蓄電池配置計算方法:蓄電池配置容量(Ah)= 設備功耗(W)?每天工作時間(小時)? 陰雨天(天數(shù))?[設備供電電壓(V) ?0.6(供電效率)]

2.7 水位計  LEVEL水位計是一款自動測量、記錄地下水水位和溫度的儀器。它只有手掌大小,長度154毫米,直徑22毫米,非常輕便,幾乎可以在任何監(jiān)測井中使用。機器內部集成溫度和壓力傳感器,內存和電池,外部為密封的不銹鋼材質(RVS 316L),這使它完全不受潮濕或外部電流的影響。 同時涂上一層氮化鎬材質,耐腐蝕,適用于海水和淡水環(huán)境。  LEVEL通過一條鋼線纜懸掛在監(jiān)測井里,可以定期讀取數(shù)據(jù),或者安裝GPRS在線監(jiān)測系統(tǒng),以便在室內進行數(shù)據(jù)的動態(tài)實時監(jiān)測。儀器自動測量地下水的溫度和水位,并保存在其內存中,內存可以記錄保存2?40,000個數(shù)據(jù),電池的壽命達8-10年。  LEVEL測量絕對壓力(水壓+大氣壓),單位是厘米水柱。為了得到準確的水位變化,必須進行大氣壓補償。最理想的方法是配置一個額外的氣壓補償裝置,即Barologger。軟件會自動進行氣壓補償,在辦公室或野外快速準確的讀取、記錄數(shù)據(jù)。Barologger與LEVEL具有同樣的規(guī)格和操作方法,但價格很低,校準范圍為1.5米,用于測量大氣壓力。比傳統(tǒng)的通風孔線纜的方法更準確和容易進行空氣補償測定,沒有時間滯后。

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