一、引言

?汛期水位監(jiān)測(cè)對(duì)于水文管理和防洪工作至關(guān)重要。本文提出了打造智慧河道水位流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方案，旨在通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)河道水位和流量，提高水文預(yù)報(bào)和防洪決策的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。

?并且隨著國(guó)家工業(yè)發(fā)展水資源越來(lái)越緊，同時(shí)水污染加重可利用水源越發(fā)稀缺。中小河流在線流量監(jiān)測(cè)重要性更顯突出。河流在線流量監(jiān)測(cè)，可實(shí)時(shí)掌握可用水資源。河流在線流量監(jiān)測(cè)，在山洪和臺(tái)風(fēng)期間掌握各河道流量防范“天災(zāi)”。省市縣鎮(zhèn)交界河道流量在線流量監(jiān)測(cè)，可為相互“水權(quán)”提供依據(jù)。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與構(gòu)成

智慧河道一般由以下幾個(gè)方面組成：
1、水位流量：可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境選擇多普勒超聲波流量計(jì)（接觸式）或者雷達(dá)流量計(jì)（包含雷達(dá)流速儀和雷達(dá)水位計(jì)）非接觸式）.
2、水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)：包括PH,溫度，濁度，COD,氨氮，BOD等。
3、圖像視頻：用于拍攝下泄口或者是流量計(jì)安裝處的視頻圖像，通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器遠(yuǎn)端可以查看。
4、供電系統(tǒng)：用于給整套系統(tǒng)進(jìn)行供電、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境可以選擇太陽(yáng)能供電或者市電供電。
5、通信設(shè)備：可以通過(guò)遙測(cè)終端機(jī)將采集到的傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS發(fā)送至云端。
6、數(shù)據(jù)查看：數(shù)據(jù)可以通過(guò)遙測(cè)終端機(jī)發(fā)送至數(shù)據(jù)服務(wù)器、用戶可以通過(guò)云平臺(tái)或者手機(jī)瀏覽器遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)也可以發(fā)送至相應(yīng)監(jiān)管部門(mén)的服務(wù)器。

三、系統(tǒng)功能

能對(duì)斷面流速、水溫、流向、水位等進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)在線監(jiān)測(cè)。
能根據(jù)實(shí)時(shí)采集的流速、水位，計(jì)算斷面流量。
能實(shí)現(xiàn)水量數(shù)據(jù)采集、流量計(jì)算、存儲(chǔ)、傳輸?shù)墓δ堋?br>能將采集的水位、流速、流量和測(cè)站狀態(tài)信息通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇邮罩行摹?br>可人工設(shè)定和修改斷面平均流速關(guān)系線。

四、數(shù)據(jù)傳輸方式

光纖有線傳輸：
采用光纖或者有線寬帶網(wǎng)絡(luò)。適合安裝點(diǎn)有網(wǎng)絡(luò)且下泄流量站點(diǎn)離的比較近的地方可以考慮采用這種方式。

GPRS/4G無(wú)線通信：
采用GPRS或者4G信號(hào)將數(shù)據(jù)和視頻圖像傳輸至服務(wù)器。適合安裝點(diǎn)比較遠(yuǎn)、無(wú)法布線的場(chǎng)合。
北

斗通信：
采用北斗短報(bào)文進(jìn)行通信，遙測(cè)終端機(jī)采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)北斗短報(bào)文的形式發(fā)送至一臺(tái)北斗接收機(jī)上，北斗接收機(jī)將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。適合安裝點(diǎn)無(wú)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的地方。

五、主要設(shè)備選型

1.雷達(dá)波測(cè)流系統(tǒng)-雷達(dá)流量計(jì)

雷達(dá)流速儀
產(chǎn)品特點(diǎn)：
●防水、防結(jié)露、防雷設(shè)計(jì)，適用于各種野外環(huán)境；
●進(jìn)口平面微帶雷達(dá)非接觸式測(cè)量，不受氣候、泥沙及漂浮物影響
●能夠適應(yīng)復(fù)雜情況，不受高水位、垃圾、淤泥、植被等影響；
●快速精確測(cè)量，數(shù)據(jù)輸出穩(wěn)定，且適用于洪水期高流速環(huán)境；
●測(cè)量運(yùn)行和休眠模式相結(jié)合；
●雷達(dá)發(fā)射波束角小，準(zhǔn)確度高，不易受外界影響；
●結(jié)構(gòu)小巧，功耗低，安裝方便、易維護(hù)；
●配套控制器遠(yuǎn)傳設(shè)備，可輕松對(duì)接現(xiàn)有水文遙測(cè)系統(tǒng)；
●寬輸入電壓范圍，適合太陽(yáng)能電池供電；
●獨(dú)有渠道流速模型，測(cè)量精度更高。
技術(shù)參數(shù)：
測(cè)量范圍：0.01-20m/s ? ? ? ? ?
測(cè)量精度：±0.01m/s
雷達(dá)垂直傾斜角修正：自動(dòng)修正
流速方向識(shí)別：雙向 ? 雷達(dá)頻率：24GHz
有效距離：0-40m
供電范圍：12 VDC ?輸出接口：RS485
功耗：＜1W
工作溫度：10-60℃
存儲(chǔ)溫度：20-70℃
相當(dāng)濕度：0-95%RH
防護(hù)等級(jí)：IP66

2.遙測(cè)終端機(jī)

產(chǎn)品特點(diǎn)：

●通信功能：支持GPRS,短消息，衛(wèi)星，433,以太網(wǎng)等多種通信方式。
●工作模式：支持實(shí)時(shí)在線以及定時(shí)喚醒等工作方式。
●采集功能：水位，雨量，溫濕度，水文，流速，流量，風(fēng)速風(fēng)向，閘位，電池電壓等數(shù)據(jù)，其它傳感可定制。
●圖片抓拍功能：支持4個(gè)工業(yè)相機(jī)抓拍上傳。
●遠(yuǎn)程管理功能：支持遠(yuǎn)程配置，遠(yuǎn)程升級(jí)，遠(yuǎn)程重啟等遠(yuǎn)程維護(hù)功能。
●報(bào)警功能：水位雨量，門(mén)限報(bào)警。
●存儲(chǔ)功能：自帶flash存儲(chǔ)以及TF卡，可長(zhǎng)久存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，掉電不丟失。
●本地配置：本地支持USB以及WIFI配置，數(shù)據(jù)查詢，歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出。
●支持多3個(gè)中心，可實(shí)現(xiàn)“一包多投”功能
●支持比較高256GB容量TF卡，可作為海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用。
●寬電壓設(shè)計(jì)，具有反接保護(hù)和短路保護(hù)功能。
●所有輸入輸出端口采用抗雷擊設(shè)計(jì)，可省缺外置防雷保護(hù)模塊。
●支持主備信道切換，以及GPRS短信同時(shí)上報(bào)（短信內(nèi)容格式可定制）.
●安全報(bào)警功能：支持柜門(mén)開(kāi)啟報(bào)警
技術(shù)參數(shù)：
●硬件配置：2路RS485接口，1路TTL串口（可用作IO接口，外接單總線溫濕度傳感器，控制繼電器等）,SDI接口，1路IO接口，1路脈沖輸入接口，1路脈沖雨量計(jì)接口，2路模擬量4-20mA接口，1路以太網(wǎng)接口（可外接多種轉(zhuǎn)換模塊）,2路12V可控電源輸出，1路5V可控電源輸出。
●存儲(chǔ)容量：16M,支持比較大256G TF卡。
●供電電壓：6-24V.
●功 ? 耗：待機(jī)電流<1Ma(12V)
●工作電流<6Ma(12V)
●工作環(huán)境：溫度-30~60℃,濕度lt;95：無(wú)凝露%

3.雷達(dá)水位計(jì)

技術(shù)參數(shù)：

測(cè)量范圍：30m或70m
精度：±3mm
頻率范圍：26GHz
供電電壓：6-24V
信號(hào)輸出：RS485 Modbus