物聯(lián)網傳感控制平臺
整合信息采集資源,充分利用物聯(lián)網和移動終端技術提升信息感知能力,通過水、雨、旱情信息采集點、視頻監(jiān)視點、工情監(jiān)控點等建設,提高覆蓋率和采集要素,增強水利系統(tǒng)水文、水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水土保持、重要水利工程等信息采集與工程監(jiān)控能力,建成水利物聯(lián)網智能感知平臺 。
平臺架構:
該平臺主要實現(xiàn)數據從采集、傳輸、處理、整編、分析,到數據推送的一系列規(guī)范化數據服務?v橫向進行數據的自動化傳感或人工方式的采集、視頻資源等共享和信息化網絡基礎設施與安全體系建設。
硬件集成:
(1)水雨情采集
充分利用物聯(lián)網和移動終端技術提升信息感知能力,整合信息采集系統(tǒng),提高移動和自動采集的數量及占比,建成覆蓋全面、布局合理、功能齊全、高度共享的多元化智能采集體系,提高水利信息的完備性、真實性和時效性,逐步滿足精細化業(yè)務管理及水利智能應用的要求。
◆ 水位采集
1)浮子式水位計
浮子式水位計用于觀測江河、湖泊、水庫、水渠、地下水等水體水位的變化,并將這種變化通過機械編碼的方式轉換為開關數字量輸出,可供水文站網、防汛、水資源、水環(huán)境監(jiān)測以及相關科研部門進行水位數據的采集、傳輸、處理、顯示、記錄和存儲等。
浮子式水位計適用于具有垂直水位測井的水位觀測站,執(zhí)行GB/T11828.1-2002《水位測量儀器 浮子式水位計》行業(yè)標準。
2)壓力式水位計
壓力式水位計用于江、河、湖、海、地下水的水位測量。既可以通過自身液晶屏顯示當前水位獨立使用,也可以通過其數字網絡輸出將數據發(fā)送到其它終端設備。
本前端傳感器采用陶瓷電容材質,克服了傳統(tǒng)壓阻式傳感器易損壞、漂移大和使用壽命短的弱點,10倍量程的過載能力更是保證了使用過程中絕不會因為超量程而損壞。其輸出信號與外界水位壓力成線性關系,去掉了傳統(tǒng)的通氣管,采用外部氣壓計測量大氣壓,實現(xiàn)大氣壓力的電子補償,同時對水位換算進行溫度補償和溫度率定,確保全溫度范圍內水位測量誤差不超標。
3)雷達式水位計
雷達式水位計采用雷達波測量到水面的距離,不受溫度、濕度、風速、降雨等環(huán)境因素影響,同時由于以非接觸方式測量水位,亦不受水體影響,是水位測量理想的設備。
雷達水位計配備一個發(fā)射雷達波天線,俗稱“探頭”。從外觀上看,探頭的形狀有喇叭型、錐形、平面型。發(fā)射波束的形狀都為喇叭型。雷達水位計電路部分位于探頭上部,與探頭封裝為一個整體,總長度約 20-50 厘米不等,有電源線和數據線引出,信號傳輸支持RS-232、RS-485、4-20mA模式輸出。適用于河流、明渠、水庫、調壓塔(井)水位、潮位、城市供水、排污水位等多方面監(jiān)測。
4)聲波式水位計
聲波式水位計是反射式水位計的一種,通過聲波遇不同介面反射的原理來測定水位,分為氣介式和水介式兩類。氣介式以空氣為聲波的傳播介質,換能器置于水面上方,由水面反射聲波,根據回波時間可計算并顯示出水位。儀器不接觸水體,完全擺脫水中泥沙,因此不受流速沖擊和水草等不利因素的影響。水介式是將換能器安裝在河底,向水面發(fā)射聲波,因此聲波傳播速度高,距離大,也不需要建測井。兩種水位計均可用電纜傳輸至室內顯示或儲存記錄。
聲波式水位計適用于江河、湖泊、水庫、河口、渠道、船閘及各種水工建筑物處水位測量。
聲波式水位計信號傳輸支持:RS-232、RS-485、TTL電平、4-20mA模式輸出、并行口輸出、電流環(huán)輸出等多種方式。
◆ 流速采集
1)旋槳式流速儀
旋槳式流速儀是一種在水文測驗中進行流速測量的常規(guī)通用型儀器,廣泛適用于水文測驗、水利調查、農田灌溉、徑流實驗等,亦可適用于水電、環(huán)保、礦山、交通、地質、科研院所、市政等行業(yè)或部門進行相關流速或流量的監(jiān)測。符合GB/T 11826-2002《轉子式流速儀》等相關國家標準。
2)雷達流速儀
雷達流速儀采用多普勒原理,通過對準被測水面發(fā)射雷達波波束,雷達波束接觸到水面時,返回信號到雷達天線,返回的波束包含著目標移動時產生的頻率移動信息,并且頻率移動的數值正比于目標的運動速度,得出測量值。
雷達流速儀不受溫度、濕度、降雨、水深、渾水、水面漂浮物影響,非常適合高水和特殊水情下的流量測驗;同時傳感器不與水流接觸,可懸掛安裝,在野外可以置于高處進行比較好的防盜防破壞保護?蓮V泛應用于野外河道、渠道、排水管道等領域,適合于各種水質。
◆ 雨量采集
1)翻斗式雨量計
翻斗式雨量計是一種水文、氣象觀測儀器,用于觀測自然界降雨量,并將一定的降雨量轉換為開關信息量輸出,以滿足信息傳輸、處理、記錄和顯示的需要。
本翻斗式雨量計符合以下標準及規(guī)范:SL21-2006《降水量觀測規(guī)范》、GB/T11831-2002《水文測報裝置遙測雨量計》、GB/T11832-2002《翻斗式雨量計》、SL61-2003《水文自動測報系統(tǒng)技術規(guī)范》。
◆ 積淹監(jiān)測
1)積淹監(jiān)測系統(tǒng)
道路積淹系統(tǒng)主要針對下穿橋、隧道、道路進行實時的水位監(jiān)測,同時積水下穿橋現(xiàn)場能夠起到警示作用。系統(tǒng)由中心監(jiān)控系統(tǒng),各個監(jiān)測站組成。
監(jiān)測站主要監(jiān)測道路、隧道、下穿橋實時的水深數據,當水深達到警戒水位時,攝像頭自動抓拍積水現(xiàn)場照片,通過無線方式上傳至中心站。在隧道外部,通過聯(lián)動預警顯示屏實時顯示隧道內部積水深度,通過號角喇叭播報積水深度,同時達到警戒水位,警示燈閃爍提示行人和過往車輛。
中心監(jiān)測系統(tǒng)通過平臺軟件,接收并處理由監(jiān)測站發(fā)來的數據,根據需要給決策者提供相應的技術信息。同時,系統(tǒng)通過WEB發(fā)布實時信息,通過網絡瀏覽器就能夠看到積水的實時深度,能夠看到隧道積水現(xiàn)場照片。通過平臺軟件,可以在地圖上看到各個監(jiān)測點所在隧道位置,可以為人員和車輛導航行駛路徑,同時通過平臺可以自由的設定聯(lián)動預警顯示屏顯示內容、語音播報內容和警戒水位。本設備符合水文監(jiān)測數據通信規(guī)約SL651-2014和GB/T 11828.5-2011《水位測量儀器標準》
◆ 水質采集
1)浮標水質監(jiān)測系統(tǒng)
本浮標水質在線監(jiān)測系統(tǒng)可支持各種各樣的儀器,包括多參數水質監(jiān)測儀、水文動力學儀、在線營養(yǎng)鹽分析儀、氣象儀、光輻射傳感器和雨量計等,采用了特殊材料、太陽能供電技術、野外監(jiān)測技術、數據采集和通訊技術,結合豐富的野外運行和維護經驗而制造的監(jiān)測系統(tǒng)和現(xiàn)代化的水體監(jiān)測手段。
可配置水質參數:水溫、PH、溶解氧、電導率、濁度、COD、BOD、TOC、DOC、硝酸鹽、亞硝酸鹽、TSS、UV254、NO2-N、色度、指紋圖和光譜報警、壓力、氨氮、葉綠素a、藍綠藻、磷酸鹽、鹽度、氯化物、氟化物等。
可配置氣象參數:風速、風向、氣溫、氣壓、濕度等。
可配置浮標參數:艙內溫度、艙內濕度、工作電壓、系統(tǒng)電量、經度、緯度、艙蓋狀態(tài)、密封艙漏水狀態(tài)等。
2)微型水質自動監(jiān)測箱
本微型水質自動監(jiān)測箱,用于河道、濕地、景觀水體水質自動監(jiān)測,設備具備完善的太陽能供電、市電供電、蓄電池供電、防雷、防低溫、接地、密封、保暖、有線(無線)網絡通訊以及氣象五參數監(jiān)測功能,適用于用占地面積有限、地理情況復雜、供電難度大的項目,設備生產施工建設周期較短、投資小、可廣泛布點的水站建設。
3)小型水質自動監(jiān)測站
小型水質自動監(jiān)測站是由水質分析單元、采水單元、配水單元、數據采集控制傳輸單元、輔助單元和小型站房等組成。小型水質自動監(jiān)測站可以根據不同需求組成網絡化的水質自動監(jiān)測系統(tǒng),可按設定采樣周期對水質進行自動監(jiān)測。小型水質自動監(jiān)測站采用定制的可移動式檢測倉,無需建設固定站房,建設周期短,可實現(xiàn)便捷搬遷;小型水站占地少、能耗低,外型美觀、與環(huán)境協(xié)調,建設投資少。
◆ 閘泵控制
1)閘門開度儀
閘門開度儀用于觀測各種平板閘門開啟高度的變化,并將這種變化通過機械編碼的方式轉換為開關數字量輸出,可滿足相關部門對閘位數據進行采集、傳輸、處理、記錄和顯示等的需要。也可適用于弧形閘門、人字閘門等,但其所反映的不是閘門實際開度,需通過軟件對采集到的數據進行處理后使用。
2)閘泵自動測控
中小型閘泵自動控制系統(tǒng)是集信息采集、自動控制、通訊與網絡,視頻監(jiān)視等功能為一體的設備(含嵌入式程序),可廣泛應用于小型泵站、水閘等中小型自動監(jiān)控系統(tǒng)。
設備以中小型閘泵自動控制器為核心,由電源模塊、信息模塊、輸入輸出模塊、總線接口模塊、觸摸屏模塊、前端執(zhí)行機構、保護部件、嵌入式程序等組成。系統(tǒng)能夠適應閘泵現(xiàn)場惡劣的運行環(huán)境,功能完善、操作簡便,可擴充性強,具有友好的人機界面,并可根據用戶不同需求實現(xiàn)閘泵控制的個性化定制功能,滿足監(jiān)控與調度的要求。
◆ 墑情監(jiān)測
土壤墑情監(jiān)測是采用頻域反射原理研發(fā)出品的一種操作簡便,可快速測量土壤水分含量(土壤容積含水量)的專業(yè)儀器。
對于淺表層土壤只需將探頭插入土壤,將信號輸出電纜接至數據采集器的模擬通道或監(jiān)測儀表,數秒鐘便可讀取土壤含水量。對于深層土壤的測量,將探頭埋入預定位置即可進行定位監(jiān)測。 也可選用儀器的專用延長工具,測量1米或更深深度的土壤含水量。
◆ 安全監(jiān)測
1)滲壓監(jiān)測
振弦式孔隙水壓力計(滲壓計)適用于長期埋設在水工建筑物、基巖內或安裝在測壓管、鉆孔和壓力容器內,測量滲透水壓力或液體液位,并同時內置熱敏電阻,測量埋設點的溫度。
2)位移監(jiān)測
電阻式(也稱電位器式)位移計可直接埋設在水工建筑物及其它結構的混凝土內,也可安裝在建筑物表面,可在惡劣環(huán)境下長期監(jiān)測結構裂縫和接縫的開合度。用于混凝土面板壩、堆石壩的脫空位移監(jiān)測及周邊縫、基巖軟弱夾層兩側巖體的錯動等雙向及三向裂縫監(jiān)測。
3)土壓監(jiān)測
振弦式介質土壓力計適用于長期測量土石壩、土堤、邊坡、路基等結構物內部土體的壓應力,是了解被測結構物內部土壓力變化量的監(jiān)測設備,并可同步測量埋設點的溫度。
4)應變監(jiān)測
振弦式鋼板應變計,適用于長期布設在水工建筑物或其它建筑物的鋼結構上,測量鋼結構的應力,內置溫度傳感器可同時監(jiān)測安裝位置的溫度。
(3)視頻監(jiān)視
隨著數字水利、智慧水利時代的到來,視頻通信技術也在水利行業(yè)得到了廣泛地應用。通過在閘門、重要水工建筑物以及河道、控制室、配電室等重要工程區(qū)域位置布設的圖像監(jiān)控點,可形象反映水流情況、重要水工設施的運行狀態(tài)、水環(huán)境等情況,也可及時對可能或正在發(fā)生的汛情、旱情、險情、災情進行動態(tài)監(jiān)視,隨時了解現(xiàn)場情況,以便采取相應的預防和補救措施確保水利設施安全運行,提供了強有力的現(xiàn)場畫面支撐。
◆ 筒型網絡攝像機
適用于河道、水庫、水工戶外、湖泊等要求高清畫質且夜晚光線較暗或無光照的場所。
◆ 球形網絡攝像機
紅外網絡高清智能球的種種特性使之可應用于大范圍監(jiān)控的場所,如:河湖、水庫、港口、水工、泵房、景區(qū)、外圍場所等。
◆ 紅外水尺讀取球機
內置水尺讀取智能算法,自動讀取標準水位尺,獲得水位數據
可外接雨量計,組成水雨情遙測站
(4)無人機巡視
無人機巡視系統(tǒng)主要由無人機、遙控站、指揮與管制鏈路以及搭載的傳感部件組成的系統(tǒng)。無人機搭載傳感器不同,得到的數據成果也不同?纱钶d攝像機、相機、激光雷達等一種或幾種不同傳感器設備,可同時得到影像、照片和激光雷達點云等不同數據,結合GPS、慣導系統(tǒng)可快速進行數據拼接和轉換。可應用于水利遙感測繪、防洪減災、河道監(jiān)管、水環(huán)境監(jiān)測、水土保持等領域。