地下水监测系统(gprs水位水温动态监测方案)
-概述-
地下水资源比地表水资源更为复杂，因此地下水本身的质和量的变化、引起地下水变化的环境条件以及地下水的运动规律都无法直接观测到。同时，地下水的污染和地下水超采导致的地面沉降也在慢慢改变，一旦积累到一定程度，就会变成不可逆的损害。因此，地下水的准确开发和保护必须依靠长期的地下水监测，并及时掌握其动态变化。
-系统解决方案-
2.1系统概述
地下水监测系统依托中国移动公司GPRS网络，工作人员可在监测中心查看地下水位、温度、电导率等数据。监控中心的监控管理软件可以实现远程数据采集和远程监控。所有监测到的数据都可以进入数据库，生成各种报表和曲线。
2.2系统组成
地下水监测系统由监测中心、通信网络、微功耗测控终端和水位监测记录仪四部分组成。
2.3系统拓扑图
2.4监控中心
2.4.1中心软件系统概述
地下水监测系统软件是地下水监测系统的专用软件，采用B/S结构，由系统管理员管理。领导或其他工作人员经过授权后可以通过局域网访问自己电脑上的服务器，可以在权限范围内进行操作。如果需要，软件可以发布在互联网公共网络上，授权人可以在任何地方的任何计算机上通过互联网公共网络访问和操作系统。
地下水监测系统软件采用模块化结构，主要包括两个模块:一是人机界面，二是通信前端。每个模块由几个小模块组成。通信前端软件主要负责监控中心与现场设备之间的通信。兼容性强，可支持任何厂商生产的GPRS、CDMA、MODEM、RS485等通信产品，支持多种通信方式在一个系统中共存。人机界面包括基础数据管理、远程操作、手工录入、数据查询、数据报表、数据分析、地图管理等诸多内容，可根据不同客户的不同需求设计组合成个性化的监控管理系统软件。
2.4.2监控中心配置
硬件:
中心有宽带网络(类型:光纤、网线、ADSL等。)并与固定IP绑定。【/br/】一台专用电脑，放置在机房内，作为固定的IP服务器，里面安装了服务器操作系统、数据库软件和系统监控软件，存储数据，保证24小时在线。
软件:
操作系统软件:推荐Windows 2003 Server SP2
数据库软件:推荐微软SQL Server 2000 SP4作为系统后台数据库的软件平台。
地下水监测系统软件:能够接收、显示、存储和分析远程数据。
。地下水监测管理系统软件功能介绍
◆软件主界面
启动界面显示地图，地图上每个地下水监测点的位置用圆点显示，红色表示故障，绿色表示正常。当鼠标放在圆点位置时，会显示测量点的水位、水温等数据。
◆基础数据
基础信息是指用户填写的监测点信息，包括市信息、县信息、单位信息和到各监测点的信息。可以在监控点的信息中上传图像，作为监控点周边环境的备份。
◆远程监控
点击“远程操作”按钮，进入监控点详细界面，查看测点的详细数据。
◆数据报表
用户可以根据实际情况随时生成日报表、月报、年报以及水位、温度曲线。
2.5通信网络
中国移动的GPRS网络具有信号覆盖广、数据传输速率高、通信质量可靠、误码率低、运行稳定、数据传输实时、安全可靠、安装调试简单方便、按信息流计费、用户成本低等优点。
本系统的通信网络采用中国移动公司的GPRS网络和公共互联网。监控中心要求有宽带(类型:光纤、网线、ADSL等。)和Internet网络上的固定IP。
监测点测控终端内部配置GPRS无线数据传输模块，模块内安装具有GPRS功能的SIM卡。测控终端通过其内置的GPRS无线数据传输模块与监控中心服务器形成通信网络，实现系统的远程数据传输。
网络运营费:
监控中心:需要宽带使用费。具体收费标准请咨询当地相关部门。
监测点站点:各监测点SIM卡通信费(数据通信费，以河北为例，具体收费标准请咨询当地移动公司)。
子站:5元/月(30M)
子站每月总通信费:5*现场监测点个数
2.6现场监测点水位监测终端
由于水位监测点大多在野外，现场无电源。根据现场监测点的数据上报频率，有太阳能供电和锂电池供电两种供电方案。数据上报频繁时用太阳能供电，数据上报不频繁时用锂电池供电。
2.6.1锂电池供电方案
适用于无站监控井，内置一组锂电池作为工作电源，特别适用于无外接电源的野外环境，低功耗设计，锂电池可正常工作2-5年。※
主机
量
备注监控终端(电池供电)
主要配置:
微功率无线数据终端
替代条件
现场手机信号必须好 (中国移动),可将设备安装到监测井里面工作模式和特点
1)微功耗设计，采用定时采集定时上报的工作模式，可以一次上报多次采集的数据。
例如，每小时采集一次数据，每天报告一次，即每小时采集一次数据并存储在设备历史记录区，每24小时报告一次24条数据记录。
自动与时间服务器同步时间，确保与监控中心服务器时间一致。
自动检测历史报告是否成功，确保历史不会丢失。
建筑部分
直接安装，外露线缆做好隐线工作
2.6.2太阳能供电方案
太阳能供电适用于有站监测井，太阳能供电分为三部分:太阳能光伏板、太阳能充电控制器、铅酸电池。根据现场用电设备(包括微功率测控终端和现场采集设备)的功率，选择光伏板的尺寸和蓄电池的容量。
以下是计算方法。
太阳能电池板配置的计算方法:电池板配置功率(W)=设备功耗(W)每日工作小时数(小时数)1.2(安全系数)[5小时(每日有效工作小时数V)▍0.6(充电效率)]
电池配置的计算方法:
电池配置容量(Ah)= 1
当电池耗电时，可以通过太阳能电池补充，从而达到环保和能源循环利用的效果。
主机
评论
监测引线
(太阳能供电)
主要配置:
1)微功率无线数据终端
2)一块20ah电池(容量根据实际情况选择)
3)一块20w太阳能电池板和一个充电器(容量根据实际情况选择)
替代条件
现场手机信号必须良好(手机
安置场所较好在站房内,保证设备的安全.或者在安全的场所里架一个杆子,将无线通讯部分挂在上面。工作模式和特点
1)微功耗设计。
2）支持定时上报监测数据，同时支持即时采集监测数据。建筑部分
1)站房安装无线数据终端设备，太阳能部分安装在屋顶
2)做好外露电缆的隐线工作。
2.7水位计
水准仪是自动测量和记录地下水位和温度的仪器。只有手掌大小，长154 mm，直径22 mm，非常轻便，几乎可以在任何监测井中使用。该机内部集成了温度和压力传感器、内存和电池，外部采用密封不锈钢(RVS 316L)，使其完全不受湿度或外部电流的影响。同时还镀了一层氮化镐材料，耐腐蚀，适用于海水和淡水环境。
水准仪通过钢索悬挂在监测井中，可定时读取数据，也可安装GPRS在线监测系统，在室内动态实时监测数据。该仪器自动测量地下水的温度和水位，并将其存储在内存中。内存可记录存储24万条数据，续航8-10年。
LEVEL以厘米水柱为单位测量绝对压力(水压+大气压)。为了得到准确的水位变化，必须进行气压补偿。理想的方法是配置一个额外的气压补偿装置，即气压记录器。软件会自动补偿气压，在办公室或野外快速准确地读取和记录数据。气压记录器的规格和操作方法和LEVEL一样，但是价格很低，刻度范围是1.5米，用来测量大气压。与传统的通风电缆法相比，测量空气补偿更准确、更容易，而且没有时间滞后。
技术规格:
措施
直径22毫米，长154毫米
重量
179克
外壳材料
氮化镐
压力传感器的材料
陶器和瓷器
采样频率
0.5秒到99小时
内存储器
20000个数据
电池寿命
8至10年
温度范围
-20到80摄氏度
精确
0.05摄氏度
解决
0.003摄氏度
温度补偿范围
-10到40摄氏度
深度范围？
5、10、20、30和100米是可选的。
精确
0.05%满量程
解决
0.001% fs(5米、10米)
0.0006% fs(20米、30米、100米)
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