感知錫山水利物聯網綜合系統的設計與研究

曾磊(無錫市錫山區水利局,江蘇無錫 214101)

感知錫山水利物聯網綜合系統的設計與研究

曾磊(無錫市錫山區水利局,江蘇無錫 214101)

無錫市錫山區位于長江三角洲腹地,江蘇省東南部,無錫市東北部。南臨太湖,北通長江,由于受地理位置和自然條件的影響,常年遭受洪、澇、漬、臺風等多種自然災害的襲擊,給社會發展和人民生活帶來巨大影響。雖經過多年的建設,特別是近年來以治理望虞河、白屈港、錫山城區為中心的大規模防洪工程建設,錫山區水利基礎設施得到了加強。但是,錫山區水利事業發展對照無錫建設特大城市的要求及錫山區中長期國民經濟發展的需要,尚存在很大的差距,水利現代化管理水平有待大幅提高。因此,加快推進物聯網技術在水利領域的應用,促進防汛技術及產業的大發展,進一步提高防汛應急管理能力已經迫在眉睫。

水利 物聯網 系統設計 研究

1 引言

充分利用物聯網等新一代信息技術,針對以防汛為核心的多種水利監測對象,以感知為先、傳輸為基、計算為要、管理為本,構建感知與決策全向互聯的智慧型防汛感知網絡,率先實現錫山水利監測監控的現代化和智能化,最終達到“測得準、傳得快、算得清、管得好”的智慧水利。

2 系統結構設計

為了全面實現感知錫山水利的自動化、信息化與科學化,通過建設13個水位感知點、10個雨量感知點,采集數據分別發送到各圩區所屬鎮(街道)和錫山區水利局。各鎮(街道)通過防汛抗旱管理系統查詢、分析實時采集的數據,并為市防汛辦提供數據接口。主要建設內容包括：錫山區信息分中心和轄區內的水資源與防汛抗旱信息采集系統建設,建成分中心站、網絡系統、應用軟件系統、通信系統、取水量監測、地下水位監測、地表水位監測、雨量感知的任務,建設水資源與防汛抗旱預警管理系統、水資源GIS綜合管理系統、移動水資源信息查詢系統等。

2.1 JFZ-01數字雨量計

本項目雨量計采用當前性能最先進的數字雨量計——“長期自記型雨量計”,傳感器、數據采集存儲裝置、數據傳輸處理裝置全部實現數字化、智能化,感雨靈敏度和準確度高,適應雨強范圍大。儀器安裝調整方法簡單,無需對感雨器進行調整,只要它的翻斗能可靠翻動并輸出開關量信號即可。分以下幾個步驟完成安裝：先制作基座和埋設地腳螺釘,安裝底座;然后調整計量組件及安裝測量纜和浮子;接著安裝重錘(平衡錘)和重錘纜,浮子和重錘安裝完成后,在沒有底水的情況下,浮子應當落在浮子桶下部,重錘應懸掛于上方;最后安裝調試控制盒。

2.2 WFX-40型數字水位計(自纜式)

水位計采用單浮子式自收纜水位計,水位計工作時井管內只有一根測纜牽動浮子跟蹤水位升降變化,實現水位自動測量。首先建造觀測房(室)或防淋防盜箱,儀器可安裝在觀測房中或防淋防盜箱中,觀測房防淋防盜箱應堅固、不滲漏并通風良好,具有防盜功能;然后制作安裝支承板,安裝支承板為木板或其它材質板,其尺寸為350mm(長)×240mm(寬)×15mm(厚),在支承板的左前方開有直徑為φ50mm的過線孔;再安裝支承板,用4個支承柱或砌塊將支承板支起,使支承板距井口之間的高度為180-200mm,以便于投放浮子。安裝支承板時,應注意必須使儀器底板過線孔、支承板過線孔對準測井中軸線。最后開箱檢查儀器,用工具打開木包裝箱取出儀器,并打開儀器防護罩,然后閱讀使用說明書并取出浮子備用。這時能觀察到儀器的重錘已用三個螺釘M1、M2、M3、固定底板上,卷揚輪固定于支承板上,測纜已纏繞在卷揚輪上,卷揚纜的一端已系緊在卷揚軸上。

2.3 YD型遙測終端機

結合該項目的個性化需求,我們采用了公用基礎平臺、個性化應用設計的YD型遙測終端機(簡稱RTU)產品。網絡平臺實現數據信息的透明傳輸,同時考慮到各應用部門組網方面的需要,在網絡結構上實現虛擬數據專用網。特別適合中心對多點,點多分散的中小數據量的傳輸。

2.4 單色LED3.75顯示屏

LED顯示屏是由發光二極管排列組成的一顯示器件,是集光電子技術、微電子技術、計算機技術、信息處理技術于一體的大型顯示系統。屏幕播放可使用超級解霸V8播放各種視頻,播放器默認的窗口位置、大小與顯示屏實際顯示區域可能不吻合,需要拖動播放窗口到顯示屏實際顯示區域內,再調整播放窗口的四個方向,使之與顯示屏實際顯示區域相同即可。

3 系統軟件設計

感知錫山水利物聯網綜合管理系統OS采用windowsServer 2003sp2、應用服務采用Tomcat6.0及數據庫采用Oracle 10.2.0g作為開發工具和平臺,根據實際工作需要主要開發了數據接收處理系統、防汛信息管理系統、防汛信息預警系統、實時防汛信息采集系統、雨量、水位感知點建設、中心站建設六大部分。

(1)數據接收處理系統：包括相關硬件采購及管理系統的開發及系統集成,系統主要實現監測數據接收、數據校驗、數據存儲入庫、日志管理等基本功能。

(2)防汛信息管理系統：包含相關硬件(含智能終端設備)的采購及管理軟件的開發及系統集成,實現在線監測、水情日常業務管理、雨水情綜合對比分析、統計報表、系統設置、系統幫助等功能。

(3)防汛信息預警系統：包含相關硬件(含智能終端設備)的采購及管理軟件的開發及系統集成,實現預警閥值設置、預警聯動、預警信息存儲與查詢、分級預警等功能。

(4)實時防汛信息采集系統：包含相關硬件(含智能終端設備)的采購及管理軟件的開發及系統集成,實現基礎信息存儲、信息接收查詢、信息顯示、信息共享等功能。

(5)雨量、水位感知點建設：包含土建、設備安裝、采集設備安裝、通訊設置、系統聯調等。

(6)中心站建設：包括區中心站建設和鎮分中心建設,實現相關硬件的安裝、配置、系統部署,數據存儲、數據安全、系統集成等工作。

4 結語

本文以感知錫山水利物聯網綜合應用系統為依托,將物聯網等新一代信息技術應用于水利防汛工作中,通過此項目的開發建設,更好的體現了智慧水利的精神實質,為當前的防汛工作科學決策提供了先進的數據依據。在今后的工作中,還需在以下兩方面進行完善：一是進一步優化數據采集信號的傳輸,提高數據的準確度、穩定性;二是進一步做好設備的維保和系統的運行記錄。