智慧水利物联网解决方案.docx
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智慧水利物联网解决方案
智慧水利物联网解决方案
智慧水利涵盖水政水资源、农村水利、防汛抗旱等领域的方方面面,并已在
很多国家级、省级的重点工程中得到了应用和验证,先进性、实用性和经济性是
我们始终不变的追求。
提供传感层、采集传输层和应用层的全系列产品,并提供全方位的技术保障
服务。
1
智慧水利之水政水资源——水文监测系统
水文监测系统适用于远程监测自然河流、人工运河、景观河道等的实时水文
状况。
水文监测系统在及时掌握河流水源变化情况并及时预警洪涝事故、避免人
员和经济损失等方面有着重要意义。
系统优势:
2
系统构成:
3
构成说明:
数据感知:
水位计、雨量筒实时测量现场水位、降雨量数据。
数据上报:
水文遥测终端实时采集水位计、雨量筒输出信号,并遵循水文通
信规约将监测数据上报。
数据传输:
监测数据通过GPRS、CDMA、4G、NB-IOT或北斗卫星传送给
“省/市水文监测预警平台”。
数据应用:
监测预警平台实时显示、存储各监测点数据,并及时分析、发布
预警信息。
系统功能:
通信方式的选择:
4
◆监测点GPRS/CDMA信号较好时,采用GPRS/CDMA通信。
以内蒙古某地中小河流水文监测现场举例:
该地为平原地区,监测点虽然远离市区,但附近的GPRS信号质量很好,因
此选择GPRS作为现场设备与监控中心的通信方式。
备注:
采用GPRS/CDMA通信时,支持远程拍照功能。
安装现场展示:
5
◆监测点GPRS/CDMA信号较差时,采用GPRS/CDMA+北斗卫星双通道
通信。
以山西某地区中小河流水文监测现场举例:
该地为偏远山区,监测点附近的GPRS、CDMA信号都不太稳定,为保障数
据及时传输,最终选用了GPRS+北斗卫星的双通道通信模式。
GPRS为主信道,北斗卫星为备用信道;通常采用GPRS通信,当GPRS信
号质量差时,设备自动切换为北斗卫星通信;当GPRS信号质量转好时,设备自
动切回GPRS通信。
备注:
北斗卫星通信目前只支持报文传送,不支持远程拍照功能。
安装现场展示:
6
主要设备组成:
1、监测现场(单个测点):
7
2、监控中心
智慧水利之水政水资源——地下水监测系统
地下水监测系统是掌握地下水变化规律、了解地下水开采状况、指导地下水
资源保护的重要手段。
地下水监测系统可对地下水的水位、水温、水质等参数进
行长期监测并自动存储监测数据,可对地下水的变化规律进行动态分析。
地下水监测系统依托既有的GPRS(或CDMA、4G、NB-IOT)无线网络进
行建设,具有投资成本低、建设速度快、无通信距离限制等优点。
系统支持水利
部地下水通信规约,已在各地的国家地下水监测工程中广泛应用。
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地下水监测系统拓扑图:
系统优势:
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地下水监测系统软件主要功能:
◆测点分布总览◆实时数据监测
◆智能数据统计◆趋势曲线分析
◆等水位线生成◆测点信息维护
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主要设备组成:
1、监测现场(单个测点,以电池供电型监测点为例):
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2、监测中心
常规应用汇总表:
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1、地下水水位监测
2、地下水水位、水温监测
备注—其它配套应用过的水位计:
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★徐州正天浮子水位计(RS485);
★diver两参数水位记录仪(水位、温度,RS232(九孔)输出。
);
★山西恒瑞水温、水位一体变送器(RS485);
★SOLINST三参数水位记录仪(水位、温度、电导率,RS232(九孔)输
出)。
智慧水利之水政水资源——水资源取用水在线监测系统
水资源取用水在线监测系统是实行国家最严格水资源管理制度、加强区域计
划用水管理和促进企业节水的重要措施,主要建设内容包括管道流量自动监测
站、河道(明渠)流量自动监测站、水位自动监测站等。
水资源取用水监测对象主要为省水利厅、市/县水利局批准颁发取水许可证的
重点取水户。
取用水监测以自动监测、在线传输为主,监测中心多由各省利厅统
一部署。
行业资质
1、通过水利部(南京)检测中心权威检测,主要包括:
◆水资源监测数据传输规约(SZY206-2016)
◆水文监测数据传输规约(SL651-2014)
◆水资源监控设备基本技术条件(SL426-2008)
◆水文自动测报系统设备遥测终端机(SL180-2015)
◆特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试(加密规约)。
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2、获得“全国工业产品生产许可证”,通过国家质量技术监督检验检疫总局
抽检。
3、支持四川、山西、浙江、陕西、河南等地方水利厅制定的传输规约。
4、获得“水资源实时监控管理系统”软件著作权证书。
5、兼容不同厂家生产的脉冲水表、流量计。
支持的典型仪表及厂家:
大连海峰、大连道盛、上海肯特、上海光华、
沈阳兰申、开封青天伟业、唐山美仑、唐山汇中、山东潍微、宁波水表、连云港
浪花水表、连云港连利水表等。
应用案例
1、河北省地下水超采综合治理在线监测建设项目之非农取水
河北省是水资源税改革的第一个试点省份,水资源取用水监测数据需同时上
报“省水资源管理信息系统”、“省水资源税取用水信息管理系统”和相应的市
级监控平台。
河北省水资源匮乏,工业取水水源主要取自地下水,取用水监测站多为管道
流量自动监测站。
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河北省水资源取用水监测系统组成示意图
项目特点:
◆计量仪表:
电磁流量计或超声波流量计。
◆通信规约:
水文监测数据传输规约(SL651-2014)。
◆监测设备供电方式:
市电、太阳能、电池,根据实际情况选择。
◆监测设备工作模式:
实时或定时上报数据。
2、河南省国家水资源监控能力建设(2016-2018年)
河南省水资源项目的建设重点是管道流量自动监测站(部分监测站增加远程
拍照功能),管道流量仪表涉及北京瑞普三元电磁流量计、ABB电磁流量计、
唐山汇中超声波流量计、大连海峰超声波流量计等多个类型。
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河南省水资源取用水监测系统组成示意图
项目特点:
◆通信规约:
《水资源监测数据传输规约(SZY206-2016)》;
《河南省水资源监控系统数据传输规约_1.5.0》;
《照片传输附加协议》。
◆监测设备供电方式:
市电或太阳能供电。
◆监测设备工作模式:
实时在线、定时上报、报警加报。
◆监测平台:
河南省水利厅省级水资源监控平台。
3、山西省水资源实时监测系统
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山西省水资源实时监测项目启动于2004年,是国家第一批水资源取用水监
测试点项目,我公司从项目开始阶段就积极参与,目前已累计供应DATA-9201
遥测终端机近5000套。
该项目同样以管道流量自动监测站为主,取水水源主要来自水源井。
山西省水资源实时监测系统组成示意图
项目特点:
◆计量仪表:
超声波流量计、靶式流量计、投入式水位计(部分监测点需
监测水源井水位)。
◆通信规约:
山西省水资源监控数据传输规约。
◆监测设备供电方式:
市电或太阳能。
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◆设备工作模式:
实时在线、定时上报、报警加报。
◆监测平台:
山西省水利厅水资源实时监测系统(与“省水资源监控能力
建设系统”通过软件对接)。
监测现场展示
主要设备组成
1、监测现场(以单个监测点为例)
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2、监测中心
智慧水利之防汛抗旱——水库水雨情监测系统
水库水雨情监测系统(水库监测系统)适用于水利管理部门远程监测水库的
水位、降雨量等实时数据,同时支持远程图像监控,为保障水库的适度蓄水和安
全度汛提供了准确、及时的现场信息。
水库水雨情监测系统(水库监测系统)做到了水库水雨情的实时监测、实现
了水库的信息化管理,在保护人民生命、财产安全方面发挥了重大作用。
水库水雨情监测系统拓扑图:
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水库水雨情监测系统特点:
水库水雨情监测系统功能:
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水库水雨情监测系统软件:
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主要设备组成:
1.监控现场(单个测点)
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备注:
以GPRS/CDMA/4G/NB-IOT通信为例。
2.监控中心
常规应用汇总表:
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智慧水利之防汛抗旱——山洪灾害监测预警系统
系统概述
山洪灾害监测预警系统是一种重要的山洪灾害防治非工程措施,集信息采
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集、传输、分析和预警等多功能于一体,实现了预警信息及时、准确地上传下达,
从而使可能受灾区域能够及时采取措施、最大限度地减少人员和财产损失。
系统拓扑图
山洪灾害监测预警系统拓扑图
系统特点
◆行业认证:
通过水利部“水文监测数据传输规约(SL651-2014)、水文遥
测终端机(SL180-2015)、特殊区域水文/水资源数据安全采集系统RTU追加测
试”等行业标准检测;获得“全国工业产品生产许可证”;“水文实时监测管
理系统”软件著作权证书。
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◆超低功耗:
核心设备选用GPRS低功耗测控终端,平均工作电流仅10mA,
大大降低太阳能供电设备成本和施工难度。
◆兼容性强:
兼容各种类型的水位、雨量等计量仪表或传感器。
◆性能稳定:
采用防雷、防雨、防潮、输入信号隔离等多项措施,确保设备安
全、可靠。
◆维护方便:
可远程设置工作参数、远程升级程序。
◆接入灵活:
可接入我公司配套的山洪灾害监测预警系统软件平台,也可接入
组态软件或用户自行开发的软件系统(点击查看接入方式)。
系统功能
◆雨量、水位实时监测,掌握水雨情实时动态。
◆可扩展远程拍照或视频实时监控功能。
◆雨量、水位超过汛限警戒值时,自动报警。
◆气象、地质、环境等综合因素分析。
◆相关责任部门电话、视频会商。
◆通过电话、短息、传真、无线预警广播等渠道发布预警信息。
主要设备组成
1、监测现场(单个测点)
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备注:
以GPRS/CDMA/4G/NB-IOT通信为例。
2、监测中心
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应用现场
新疆山洪灾害监测预警系统安装现场成都山洪灾害监测预警现场
智慧水利之防汛抗旱——土壤墒情监测系统
土壤墒情监测系统能够实现对土壤墒情(土壤湿度)的长时间连续监测。
用
户可以根据监测需要,灵活布置土壤水分传感器;也可将传感器布置在不同的深
度,测量剖面土壤水分情况。
系统还提供了额外的扩展能力,可根据监测需求增
加对应传感器,监测土壤温度、土壤电导率、土壤PH值、地下水水位、地下水
水质以及空气温度、空气湿度、光照强度、风速风向、雨量等信息,从而满足系
统功能升级的需要。
土壤墒情监测系统能够全面、科学、真实地反映被监测区的土壤变化,可及
时、准确地提供各监测点的土壤墒情状况,为减灾抗旱提供了重要的基础信息。
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土壤墒情监测系统
土壤墒情监测系统解决方案:
1、系统构成
土壤墒情监测系统主要由监控中心、通信网络、远程监测设备和土壤墒情检
测设备四部分构成。
◆监控中心
硬件主要由服务器、计算机、交换机、打印机等组成。
软件主要有操作系统软件、数据库软件、土壤墒情监测系统软件组成。
◆通信平台
包括4G/GPRS/CDMA无线网络和INTERNET公网。
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系统计划采用公网专线的组网方式,监控中心需具备可上外网的固定IP地
址。
◆远程监测设备
远程监测设备可根据供电类型分为市电供电土壤墒情监测终端、太阳能供电
土壤墒情监测终端和电池供电土壤墒情监测终端。
针对土壤墒情监测点分散分布、不易布线的特点,建议选用太阳能供电型土
壤墒情监测终端。
◆土壤墒情检测设备
根据监测需求,可采用1路土壤水分传感器实现单点墒情检测;也可采用多
路土壤水分传感器,并将传感器布置在不同的深度,实现监测点的剖面土壤墒情
检测。
2、系统拓扑图
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3、系统功能及特点
土壤墒情监测系统可实现全天候不间断监测。
现场远程监测设备自动采集土
壤墒情实时数据,并利用4G、CDMA、GPRS无线网络实现数据远程传输;监
控中心自动接收、自动存储各监测点的监测数据到数据库中。
系统主要功能如下:
●符合最新墒情监测规范SL364-2006。
●实时监测土壤水分,各监测点可灵活进行单路测量或多路剖面测量。
●土壤水分超过预先设定的限值时,立刻上报告警信息。
●可扩展土壤温度、电导率、PH值以及地下水参数、气象参数等监测功能。
●数据采集、存储频率可灵活调整,可远程设置监测设备工作参数。
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●远程监测设备只在采集数据时才给传感器供电,一方面节约了能源,另一
方面避免了因长期供电导致土壤物理性质变化所形成的测量误差。
●支持4G、GPRS、CDMA、短消息、局域网等多种通讯方式,推荐采用
GPRS无线通讯。
●可同时将监测数据上报至多个中心。
●具备远程设备维护功能,可扩展远程拍照功能。
●具备监测数据、报警数据的统计、分析功能,数据报表可导出、可打印输
出。
●监测系统软件具备GIS功能,可在地图上显示各监测点的详细分布位置。
●监测系统软件支持通过OPC接口与其它系统对接。
4、系统主要硬件设备
(1)土壤墒情监测终端
土壤墒情监测终端
◆安装方式:
立杆安装或壁挂安装。
◆供电方式:
太阳能供电。
◆对传感器供电电压:
10~30V。
◆与监控中心通信方式:
GPRS。
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◆数据上报方式:
实时上报。
◆核心产品:
监测终端内的核心产品选用DATA-6311型低功耗测控终端。
该产品集数据
采集、显示、传输、存储功能于一体,采用低功耗设计,特别适用于太阳能供电
的监测现场,可大大减少太阳能供电成本并降低施工难度。
产品特点:
1、数据采集、传输一体化设计。
2、实时在线功耗低,在线平均电流≤10mA。
3、可选配水文、水资源等多种数据传输规约。
4、支持各家组态软件,支持用户自行开发软件系统。
技术参数:
硬件配置:
6路PI、4路DI、4路AI、3路DO、2路串口。
存储容量:
4M。
供电电源:
10V~30VDC。
功耗:
待机电流<0.1mA/12V;
在线电流≤6mA/12V;
发送电流≤60mA/12V;
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实时在线平均电流:
≤10mA/12V。
工作环境:
温度:
-40~+85℃;湿度:
≤95%。
安装方式:
导轨式。
外形尺寸:
145x100x65mm。
◆工作原理示意图:
(2)土壤水分传感器
水分是决定土壤介电常数的主要因素。
测量土壤的介电常数,能直接稳定地
反应各种土壤的真实水分含量。
土壤水分传感器可测量土壤水分的体积百分比,
与土壤本身的机理无关,是目前国际上最流行的土壤水分测量方法。
土壤水分传
感器是一款高精度、高灵敏度的测量土壤水分的传感器。
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●性能指标
测量参数:
土壤容积含水量。
单位:
%(m3/m3)。
量程:
0~100%(m3/m3)。
精度:
±2%(m3/m3)。
测量区域:
90%的影响在围绕中央探针的直径3cm、长为6cm的圆柱体内。
稳定时间:
通电后约1秒。
响应时间:
响应在1秒内进入稳态过程。
工作电压:
12V~24VDC。
输出信号:
4~20mA标准电流环。
密封材料:
ABS工程塑料。
探针材料:
不锈钢或铜。
电缆长度:
标准长度5m。
遥测距离:
小于1000米。
●主要特点
①高稳定性,安装维护操作简便。
②支撑的材料为环氧树脂,强度和寿命得到保证。
③密封性好,可长期埋入土壤中使用,且不受腐蚀。
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④采用标准的电流环传送技术使其具有抗干扰能力强,传送距离远,测量精
度高,响应速度快。
⑤土质影响较小,应用地区广泛,适合中国国情。
设备安装现场展示:
土壤墒情监测终端安装现场
土壤水分传感器布设现场
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智慧水利之农村水利——机井灌溉控制系统
机井灌溉控制系统是实现农业节水灌溉、推动农业水价综合改革、形成农田
灌溉设施长效管护机制的重要手段。
近年来,机井灌溉控制系统在河北、山东、
河南、内蒙古、新疆、黑龙江等地得到大面积推广和应用,我公司为各地区提供
了因地制宜的解决方案和简单易用、高性价比的信息化产品(累计销量近12000
套)。
该系统集IC卡刷卡取水、用水/用电计量、费用结算、防盗报警、远程监测
等功能于一体,在掌握区域用水总量、分析水资源利用状况、调节水权分配、辅
助制定节水措施和提高水资源利用率等方面发挥了重要作用。
注:
该系统于2015年11月12日通过水利部科技推广中心组织的测评,
被评为“优秀”产品,并被纳入《水利先进实用技术重点推广指导目录》。
系统组成:
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系统特点:
★优秀行业资质
◆水利部科技推广中心—水利先进实用产品(技术)测评“优秀”证
书
◆《全国工业产品生产许可证》
◆实用新型专利证书:
《一种433MHz和蓝牙双通道无线通讯的机井
控制器》
◆软件著作权证书:
《DATA86农田机井智能灌溉监控管理系统》
★标准通信规约
◆《水资源监测数据传输规约(SZY206-2016)》
◆《水文监测数据通信规约(SL651-2014)》
◆《河北省地下水超采综合治理试点项目监测数据通信规约—机井类》
◆其它通信规约可定制
★可选通信方式
◆GPRS◆CDMA
◆4G(移动/联通/电信)◆NB-IoT
★多种计量手段
◆水、电双计◆水计量◆电计量
◆以电折水◆时间计量
系统功能:
●开卡充值
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通过电脑、手机APP两种形式为农户开卡、充值,预收灌溉取水费用。
●刷卡取水
农户持IC卡自主灌溉,首次刷卡开泵/开阀、再次刷卡关泵/关阀。
●费用结算
取水结束后自动按照取水量/用电量扣除IC卡中费用或余量。
●远程监测
取水户、取水量、用电量、灌溉用时等信息实时上报监控中心。
●异常报警
水泵/阀门供电异常、水表/电表故障时自动远程报警。
●防盗水
开泵后,水表/电表不计量则自动停泵,杜绝盗水或不计量现象。
●数据统计
自动统计区域、机井、用户的用水总量,自动生成日、月、季度、年报表。
●数据分析
环比、同比、对比分析用水情况,推算出亩均用水量,反映用水效率。
●水权管理
支持水权分配、水权交易、水权回购。
智慧水利之农村水利——农村饮水安全监控系统
系统概述
“农村饮水安全监控系统”是指通过有线或无线的方式对农村饮水安全工程实
施远程监控。
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“农村饮水安全监控系统”是了解农村饮水安全工程运行状况和供水保证率、
水质达标率的重要途径;也是强化工程运行管理、促进设施高效配置和使用、提
升农村饮水安全监管水平的重要手段。
农村饮水安全工程工艺流程示意图
建设意义
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系统组成
根据现场应用环境的不同,分为两种解决方案:
新建系统和水厂已有本地监控系统(如
PLC)。
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系统功能
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系统特点
监控软件典型界面
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智慧水利之农村水利——节水增粮信息化监控系统
系统概述
当前,各地的“节水增粮行动”正进行的如火如荼,与之配套的节水增粮信
息化监控系统也已陆续开始建设。
节水增粮信息化监控系统基于机井取水计量监控、地下水位监测、土壤墒情
监测、田间气象监测、灌溉自动控制等系统进行多功能设计,采用GPRS/CDMA
或433MHZ的无线通信方式,实现监控中心对多测点的远程监控,为农田水利
管理和水资源监管提供了可靠的技术保障。
解决方案
(1)GPRS/CDMA通信方式
系统依托既有的运营商网络平台进行建设,各监测点与监控中心之间通过
GPRS/CDMA网络进行通信。
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(2)433MHZ自组网方式
系统采用自建通信网络的形式进行建设,各监测点与监控中心之间通过
433MHZ进行通信。
由于433MHZ的通信距离有限,故通过多个路由节点进行
接力传输。
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系统功能
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智慧水利之农村水利——灌区渠道流量监测系统
需求背景
“灌区量水”是节约灌溉用水、提高灌溉质量和灌溉效率的有力措施,是
实行计划用水和准确引水、输水和配水的重要手段。
灌区量水虽然不是直接的节水措施,但它是灌区农业用水合理分配、采
取高效节水措施的前提性工作。
农业灌区量水工作的全面推广势在必行。
建设内容
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通过软、硬件产品的集成和信息采集、传输、处理、发布等多项技术的综
合运用,构建一套面向农业灌区取用水量的自动监测、预警及信息发布系统。
建设目标
形象、直观地为管理部门提供灌渠实时流量查询、报表管理等服务,确保
管理人员迅速、及时、准确地掌握灌渠的流量、雨量信息,为农田水利管理工作
提供有效支撑,提升农田水利信息化水平。
系统架构
系统主要由监测现场、通信网络和监测中心三部分组成。
1、监测现场:
◆利用测流堰、水位计采集渠道水位,经数据采集终端(RTU)处理、
转化为渠道流量。
◆利用雨量筒采集降雨量,并同步汇集到数据采集终端(RTU)。
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2、通信网络:
利用GPRS/GSM(或CDMA、4G、光纤)网络将现场数据信息实时
发送给监测中心。
3、监测中心
中心服务器布设“灌溉渠道流量监测系统”软件,接收、存储、展示、
分析相关数据和信息。
监测现场设备
典型渠道流量监测站主要由数据采集终端(RTU)、水位/流量检测设备、
雨量检测设备、供电设备及避雷设备等组成。
监测站主要设备构成
监测中心软件
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监测中心软、硬件产品构成
“灌溉渠道流量监测系统”软件将监测结果以直观的方式在WEB端、移
动端进行展示,供用户实时了解水位、流量、雨量等信息,并可对历史数据进行
查询、统计、分析。
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实时数据及气象信息展示界面
历史数据分析界面
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- 配套讲稿:
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