雨量水位遥测系统技术方案

一、 系统概述

　　为了服务我国的水文事业，使面广量大的雨量测验实现自动测量、自动存储、并由计算机进行年终资料整编，建立水文数据库。根据各水文站的实际需要，我公司研制开发了全自动雨量水位遥测系统。

　　全自动雨量水位遥测系统设计合理，计数准确，存储可靠，外形美观，操作使用方便，可以通过后台电脑设置各种参数和接收数据(即时雨量，整点雨量等)。电池采用可充电蓄电池，容量大，可靠性高。

　　数据中心配备专用数据处理软件，该软件可直接安装在win7/windows xp/98/2000下，使用简单，操作方便，人机对话直观，易学易懂，处理雨量数据速度快。打印的雨量年终整编表符合水文年鉴规定。

二、 总体方案设计

　　全自动雨量水位遥测系统系统主要由四部分组成：

　　1)数据监测中心;

　　2)无线数据传输通信平台;

　　3)遥测终端机：多种类型测控终端，满足不同的供电、安装环境。

　　4)雨量、水位等各种传感器。

　　总体设计方案图，如图所示：

全自动雨量水位遥测系统系统设计图

        本系统通讯主要采用GPRS方式。借助移动公司GPRS网络平台传输数据，只要有GPRS信号的地方就可以进行无线传输，对于GPRS信号不强的地方还可以采用短信方式通讯。在监测中心配置服务器，安装全自动雨量水位遥测系统监测管理系统软件;在各监测点安装遥测终端机，监测风向、风速、温度、湿度、露点、气压、雨量、太阳辐射、光合有效辐射等数据，终端机配置一张数据卡(可在当地移动公司办理)，通过GPRS网络平台将监测数据传输至监测中心，在软件界面上显示出来。

三、 系统组成

        1. 数据监测及控制中心

        2、硬件设备

    2.1 服务器

    2.2 打印机

    2.3 无线传输设备

    GPRS无线数据传输器简称GPRS无线数传终端

    功能说明：用于与监测终端传输数据，对数据进行采集和整理，用于远程维护并控制终端设备。

    2.4 无线数据传输通信平台

            拓扑图如下：

        各型变送器采集回来的各项参数，由RTU远程测控终端通过GPRS网络无线传输到Internet，再由服务器进行接收。

    3、远程测控终端

    多款远程测控终端，满足不同工作环境和客户需求;

    4、传感器

    4.1、雨量传感器

    本方案采用翻斗式雨量计。翻斗式雨量计是由感应器及信号记录器组成的遥测雨量仪器，感应器由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗、干簧开关等构成;记录器由计数器、录笔、自记钟、控制线路板等构成。其工作原理为：雨水由最上端的承水口进入承水器，落入接水漏斗，经漏斗口流入翻斗，当积水量达到一定高度(比如0.1毫米)时，翻斗失去平衡翻倒。而每一次翻斗倾倒，都使开关接通电路，向记录器输送一个脉冲信号，记录器控制自记笔将雨量记录下来，如此往复即可将降雨过程测量下来。

    传感器实物图：

    

    4.2、水位计

    水位计主要有浮子式水位计，雷达式水位计，气泡式水位计，超声波水位计等。

    本方案采用超声波水位计。超声波水位计适用于江河、湖泊、水库、河口、渠道、船闸及各种水工建筑物处水位测量。因此可用作水位数据采集系统和水文自动测报系统的传感器。

    特点

    1)非接触测量，不受水体污染，不破坏水流结构

    2)不需建造测井，节省土建投资

    3)无触点开关元器件

    4)法兰或螺纹连接，安装方便

    5)无机械磨损，稳定耐用

    6)供电电源和输出信号使用同一根两芯线缆

    7)自动温度补偿和压力校正

    4.3、传感器实物图

超声波水位计

四、 远程测控终端RTU

    功能特点：

    1、实时测量瞬时降雨量和总降雨量，采集数据并上传到控制中心。 可以采用两种工作方式,交流电源供电、太阳能电池板供电，第二种平时待机休眠，当雨量到达一定数值唤醒RTU或者由控制中心发送指令，启动终端。

    2、采集降雨数据的同时，还可以根据不同需要安装其他传感器，如温度传感器、光照传感器等;

    3、采用GPRS无线数传终端发送数据，只要有手机信号的地方就可以工作;

    4、终端RTU还可以根据客户需求提供一些特殊订制的功能，例如通过AD口向外供电等。

五、 系统设备清单

    1、监测中心系统设备清单

        2、全自动雨量水位遥测系统子站设备清单

    雨量计参数

    技术参数：

    ※测量范围：0～4mm/min(可在<8mm/min条件下正常工作)

    ※测量误差：±3%(测试雨强2mm/min)

    ※分 辨 率：0.2mm

    ※工作温度：0～80℃(传感器) -40～80℃(记录仪)

    ※承水口径：φ200mm+0.6mm 外刃口角度45度

    风速计参数

    供电电压：12～24V DC

    精 度：±1m/s

    启动风力：0.2 m/s

    量 程：0~60 m/s

    风向计参数

    测量参数

    ※量程：0 ～360°(分16个固定风向值，其中“北”由传感器上的箭头标志标出)

    ※电压信号：0.4 ～ 2.0 V(波动范围±40mV )

    ※电流信号：4 ～ 20 mA(波动范围±0.4mA)

    ※转换公式：风向典型值=(I-4)/1.06666 电压型= (V-0.4)/ 0.106666

    其中电压型对应表格如下所示：(使用时可通过查表法或直接运算求得风向值)

    北 东北偏北 东北 东北偏东

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

    东 东南偏东 东南 东南偏南

    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

    电流型4-19ma代表16个方向，依次递增1ma

    注：本方案由北京聚英翱翔电子有限公司版权所有，禁止转载。