水情及气象信息采集系统 深圳市宏电技术股份有限公司 2010年3月 水情及气象信息采集系统
目 录
第一章 系统概述 ................................................................................... 4
1.1背景与概况 ......................................................................................................................................................... 4 1.2 系统建设总体功能 ............................................................................................................................................ 4 1.3.1系统信息采集功能 ...................................................................................................................................... 5 1.3.2系统报汛通信功能 ...................................................................................................................................... 5 1.3.3系统信息接收功能 ...................................................................................................................................... 6 1.4 本系统建设引用的规范和标准 ........................................................................................................................ 7
第二章 暴雨山洪灾害信息采集项目设计 .......................................... 8
2.1设计目标 ............................................................................................................................................................. 8 2.2传感器选型 ......................................................................................................................................................... 8 2.2.1遥测雨量信息采集设备 .............................................................................................................................. 8 2.2.2人工雨量信息采集设备 .............................................................................................................................. 9 2.3主要功能 ............................................................................................................................................................. 9
第三章 遥测站系统设计 .................................................................... 10
3.1设计目标 ........................................................................................................................................................... 10 3.2设计方案 ........................................................................................................................................................... 10 3.3技术要求 ........................................................................................................................................................... 10 3.4遥测站功能 ....................................................................................................................................................... 11 3.5遥测站结构和设备组成 ................................................................................................................................... 15 3.6设备主要选型 ................................................................................................................................................... 15 3.6.1遥测终端机 ................................................................................................................................................ 15 3.6.2 GPRS通信机 ............................................................................................................................................. 17 3.6.3蓄电池 ....................................................................................................................................................... 18 2. 6.4太阳能板................................................................................................................................................... 19 2.6.5信号避雷器 ................................................................................................................................................ 20 2.6.6太阳能充电控制器 .................................................................................................................................... 21 3.7遥测站的防雷设计 ........................................................................................................................................... 21 3.8雨量遥测站设备配置 ....................................................................................................................................... 22
第四章 水情信息中心系统设计 .......................................................... 23
4.1建设任务 ........................................................................................................................................................... 23 4.2功能需求 ........................................................................................................................................................... 23 4.3信息接收系统系统配置与选型 ....................................................................................................................... 23 4.3.1信息接收工控机 ........................................................................................................................................ 24 4.3.2VPN设备 .................................................................................................................................................... 24
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水情及气象信息采集系统
4.4山洪监测信息接收软件设计 ........................................................................................................................... 25 4.4.1基本原则.................................................................................................................................................... 25 4.4.2软件包特点 ................................................................................................................................................ 26 4.4.3信息接收与通信值守软件结构和功能 .................................................................................................... 26 4.4.4数据存储软件系统 .................................................................................................................................... 28
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水情及气象信息采集系统
第一章 系统概述
1.1背景与概况
随着气候环境的变化，降雨出现了局部化的特性。山洪灾害是山区、丘陵地带在一定强度或持续的降雨下，因特殊的地形地质条件而发生的自然灾害，它具有突发、破坏性大、防治困难的鲜明特点，山洪及其诱发的泥石流和滑坡，往往对局部地区造成毁灭性灾害，对国民经济和人民生命财产造成重大损失。近年来，我国山洪灾害问题日益突出，每年都造成大量人员伤亡，严重影响社会经济发展。在党中央和国务院的重视下，水利部会同国土资源部、中国气象局、建设部、国家环保总局于2005年起，在全国进行了山洪灾害的防治建设工作。山洪灾害的防御策略是“以防为主，防重于抢”，防御防治的方法是既要采取工程措施，提高工程防洪标准，也要采取非工程措施，建立综合防洪减灾体系，提高防灾抗风险能力。建立山洪灾害预警系统，是国家防治山洪灾害的一项重要的非工程性措施。山洪灾害预警系统体现监测、通信及预警一体化，由监测子系统、通信网络子系统、决策支持子系统、预警子系统组成。山洪灾害预警系统是通过利用和重建高密度山区雨量站网、水文站网，针对暴雨、汛情和灾害情况，利用先进的GPRS通信技术进行实时监测，并对信息进行加工处理，利用监控软件自动进行预测、预警，通过各种有关的预警通知和警报设施，提前通知有关成员单位、防汛责任人，通知危险区居户，做好山洪抢险组织、转移撤离准备，最大地减少人员和财产损失，提高对山洪灾害快速、全面、准确的预报、预警以及指挥调度的技术手段。因此，建设山洪灾害预警系统非常必要。
1.2 系统建设总体功能
监测预警系统包括遥测站基础设施建设、信息采集、传输设备购置安装、中心站设备的采购、报汛设备购置安装、软件开发、安装调试及相关服务，为本地区暴雨监测、山洪灾害预防提供决策支持服务。因此我方对系统进行的设计将满足以下总体建设要求：
1、系统设计符合国家现行的有关标准；
2、系统具有先进、可靠、实用、高效、易维护、开放性、兼容性和可扩展性； 3、系统具有较高的抗干扰能力，适应通信要求的环境；
4、具有山洪灾害预警系统暴雨监测系统的运行特点，系统具备较强的抗自然灾害能
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水情及气象信息采集系统
力，在较恶劣环境下能有效保证通信质量；
5、系统集暴雨情分析、遥测站运行管理、信息发布等功能为一体，形成一整套适应山洪灾害预警系统暴雨洪水监测系统信息采集的管理系统。
1.3.1系统信息采集功能
（1）信息采集实现自动采集、传输和接收遥测站雨量信息，信息传输信道采用GPRS。 （2）遥测站现场水文数据具有在站存储功能，数据存储时间为2年。 （3）遥测站传输全部采用GPRS无线传输方式。
（4）中心站等信息中心正确接收一次所属全部报汛站的遥测数据的时间不超过 5 分钟，完成一次区域自动水位雨量站数据采集并完成数据传输、处理、入库的时间不超过10分钟，并能及时向有关单位和上级部门分发，提供信息服务。
（5）系统采用查询（召测）和自报混合式体制。使用自报式方式时有自动确认机制，即当自动水位雨量站根据被测参数的增量变化或定时时间，自动采集并报送数据给中心后，能够自动接收到来自数据通信网通信协议的确认信号，以确认本次数据通信准确无误；若报汛站在给定时间内未接收到应答确认，则能够自动重发。
1.3.2系统报汛通信功能
（1）系统设计要求先进、可靠、实用、防雷、省电，达到无人值守、有人管理的目的。
（2）遥测站发送信息采用GPRS，通信实时性强。支持通信信道备份自动切换，并确保数据可靠传输。
（3）系统能够长期、特别是在暴雨洪水等恶劣天气条件下可靠地工作，系统设备具有野外运行高可靠性。
（4）系统具有先进的数据通信协议，确保数据通信的可靠性。通信协议具有信道侦听检测、碰撞及拥塞调度等功能，具有自动查错纠错功能，以保证数据通信误码率小于10-6，数据畅通率达到99%，可靠度大于99.99%。
（5）传感器分辨力：雨量0.2㎜。
（6）数据收集速度：5分钟内完成一次全系统的数据收集。 （7）固态存储：雨量能采集存储0.2㎜变化量的雨量数据。
（8）系统各站采用太阳能浮充蓄电池供电方式，保证连续15天阴雨天条件下正常供
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