地质部门及水务局地下水水位、水温监测系统
2010/12/28 0:00:00
一、概述
地下水资源较地表水资源复杂，因此地下水本身质和量的变化以及引起地下水变化的环境条件和地下水的运移规律不能直接观察，同时，地下水的污染以及地下水超采引起的地面沉降是缓变型的，一旦积累到一定程度，就成为不可逆的破坏。因此准确开发保护地下水就必须依靠长期的地下水监测，及时掌握动态变化情况。
二、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，工作人员可以在监测中心查看地下水的水位、温度、电导率的数据。监测中心的监测管理软件能够实现数据的远程采集、远程监测,监测的所有数据进入数据库，生成各种报表和曲线。
2.2系统组成
地下水监测系统由四部分组成：监测中心、通信网络、微功耗测控终端、水位监测记录仪。
2.3系统拓扑图
2.4地下水监测系统监测中心
2.4.1中心软件系统概述
该软件是地下水监测系统专用软件，采用B/S结构，由系统管理员负责管理，领导者或其它工作人员经授权后可在自己的计算机上通过局域网访问服务器，可进行权利范围内的操作。如果需要，该软件可以在INTERNET公网上发布，被授权者在任何地方的计算机上都可以通过INTERNET公网访问和操作该系统。
该软件采用模块结构，主要包括两大模块：一个是人机界面、另一个是通讯前置机。每个模块又由若干小模块组成。通讯前置机软件主要负责监控中心与现场设备的通信，它具有强大的兼容性，可支持任何厂家生产的GPRS、CDMA、MODEM、RS485等通信产品，支持多种通信方式共存一个系统。人机界面包括基础数据管理、远程操作、人工录入、数据查询、数据报表、数据分析、地图管理等多项内容，可根据不同客户的不同需求设计组合成个性化的监控与管理系统软件。
2.4.2监测中心配置
硬件：
中心具备宽带网络（类型：光纤、网线、ADSL等），并绑定固定IP。
一台专用计算机，放在机房，作为固定IP服务器，将服务器操作系统和数据库软件和系统监控软件装在里面，存贮数据，保证其24小时在线。
软件：
操作系统软件：推荐Windows 2003 Server with sp2
数据库软件：推荐Microsoft 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：完成远程数据的接收、显示、存储和统计分析等功能。
2.4.3、地下水监测系统软件功能介绍
◆软件主界面
开机界面显示地图，地图上每个地下水监测点的位置以圆点显示，红色代表故障，绿色代表正常，鼠标放置圆点位置时，显示该测点的水位、水温等数据。
◆基础数据
基础信息为用户填写的监测点的信息，包括城市信息，区县信息，单位信息，到每一个监测点的信息，可在测点信息里面上传图像，作为对该监测点周围环境的备份。
◆远程监控
点击“远程操作”按钮，可进入到监测点的详细界面查看该测点的详细数据。
◆数据报表
用户可以根据实际情况生成日报表、月报表、年报表以及任意时间段的水位及温度曲线。
2.5通讯网络
中国移动的GPRS网络信号覆盖范围广、数据传输速率高、通信质量可靠、误码率低、运行稳定、数据传输实时性、安全性和可靠性高、安装调试简单方便，按信息流量计费，用户使用成本比较低。
本系统通信网络采用中国移动公司GPRS网络和Internet公网。要求监控中心具备宽带（类型：光纤、网线、ADSL等），并具有一个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，模块内安装一张开通GPRS功能的SIM卡。
测控终端通过其内部的GPRS无线数据传输模块与监控中心服务器组成一个通信网络，实现系统的远程数据传输。
网络运行费用：
监测中心：需支付宽带使用费用，具体费用标准请在当地相关部门咨询。
监测点现场：每个监测点的SIM卡的通讯费用（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*现场监测点数量
2.6现场监测点水位监测终端
由于水位监测点现场大多数都在野外，现场没有供电电源，根据现场监测点的数据上报频率，供电方式有太阳能供电跟锂电池供电两种方案可选。数据上报比较频繁时使用太阳能供电，数据上报不频繁时使用锂电池供电。
2.6.1锂电池供电方案
适用于没有站房的监测井，内置1组锂电池组作为工作电源，特别适合于没有外部电源供电的现场环境，微功耗设计，锂电池组可以正常工作2-5年。
※注：电池有效寿命为5年，实际使用寿命与取决于无线通讯次数（大于等于1万次无线通讯）。
地下水监测井施工造示意图（仅供参考）
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主机
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数量
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备注
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微功耗监测终端
（电池供电）
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主要配置：
微功耗无线数据终端
锂电池组（4节3.6V锂电池）
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选择条件
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现场手机信号必须好 (移动),可将设备安装到监测井里面.
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工作方式及特点
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1）微功耗设计，采用定时采集、定时上报工作模式，可以将多次采集的数据一次性上报。
举例：1小时采集一次，1天上报1次，即：1小时采集1次数据并存储在设备历史记录区，24小时一次性上报24条数据记录。
自动与时间服务器进行时间同步，保证了与监测中心服务器时间的一致性。
自动检测历史记录上报是否成功，保障历史记录不会丢失。
5年内，支持1万次无线数据传输。
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