JYB-SW聚一搏水情監(jiān)測拍照系統(tǒng)建設(shè)方案
① 方案比選
方案比選中主要是對技術(shù)實現(xiàn)方式進行比選,根據(jù)監(jiān)測站的體
系結(jié)構(gòu)對 RTU、傳感器、攝像機、通信方式、供電方式進行比選。
1)RTU 比選。
RTU 是水情監(jiān)測中廣泛使用的設(shè)備,RTU 設(shè)備一般由行業(yè)專業(yè)
公司開發(fā),針對具體系統(tǒng)的接口能力較強。設(shè)備低功耗,具備休眠
功能,集成度高、可靠、便于使用和維護,工作環(huán)境適應(yīng)能力強,
具有其他設(shè)備沒有的優(yōu)點。
目前國內(nèi)外均有應(yīng)用于水情監(jiān)測的 RTU 設(shè)備,國外設(shè)備功能較
強,可靠性較高,但成本也較高。國產(chǎn)設(shè)備經(jīng)過十幾年的考驗,也
已成熟,功能上雖然稍簡單,但很適合中國國情,價格要比國外同
類產(chǎn)品性價比高很多。推薦使用國產(chǎn) RTU 設(shè)備。
RTU 完成被測參數(shù)的數(shù)據(jù)采集、存貯(顯示)和傳輸控制,并
通過通信設(shè)備與信道完成數(shù)據(jù)傳輸。推薦使用國產(chǎn)設(shè)備。
2)通信方式比選
有線通信:監(jiān)測分布范圍廣,監(jiān)測點多,投資費用高,但傳輸
可靠性、安全性、穩(wěn)定性高。
無線通信:GPRS 通信使用費用低,超短波通信建設(shè)成本高,4G
網(wǎng)絡(luò)傳輸速度快、可靠性強、流量資費低,延遲率低。
推薦方案:所有水位監(jiān)測拍照站點采用 4G 通信。
3)水位傳感器比選
水位測量主要依靠水位傳感器實現(xiàn)。目前采用的水位傳感器主
要有磁致伸縮式水尺傳感器、壓力式水位傳感器、超聲波水位傳感
器和雷達水位傳感器。
磁致伸縮式電子水尺結(jié)構(gòu)簡單,性能穩(wěn)定,工作可靠,安裝形
式與浮子式水位計類似,電子水尺對測井的要求較小,通過測井壁
鉆孔形式,不易淤積。防盜效果良好;
壓力式水位傳感器采用擴散型硅壓阻傳感器作為敏感元件,內(nèi)
含溫度補償功能,因此測量精度高,但對泥沙含量大的水流,測量
精度會受到影響。因此壓力式水位傳感器適用于測量水庫、河道等
較深的水位測量。
超聲波水位傳感器為非接觸式水位測量裝置,不怕淤積、腐
蝕,但精度易受氣候、波浪等外界因素的影響,且存在一定的測量
盲區(qū);通過往水面發(fā)射超聲波,接受水面反射比,測量到水面的距
離,測量中不與水面接觸。
雷達流量計屬非接觸式水位計測量裝置,通過往水面發(fā)射高頻
雷達波,接受水面反射比,測量到水面的距離,測量中不與水面接
觸、不受渾水、污泥、水生植物等因素的影響,測量精度高,不易
受干擾,安裝工作量比較小,只需安裝一個懸臂,設(shè)備測量受渠底
寬、渠壁邊坡所限制;但設(shè)備投資成本過高。
4)攝像機比選
監(jiān)測拍照主要依靠攝像機實現(xiàn)。目前采用攝像機主要有監(jiān)控攝
像機和工業(yè)級攝像機。
監(jiān)控攝像機雖然能適用各種環(huán)境下的圖像監(jiān)控,但是需要建設(shè)
寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸,無論設(shè)備、土建配套工程投入都非常高。
工業(yè)級攝像機在特定環(huán)境下可以正常拍攝,比如高溫、高壓、
高寒、高濕度等等。拍攝的畫面要求能夠滿足灌區(qū)對渠道水情監(jiān)控
的需求。而且不受傳輸介質(zhì)影響,適應(yīng)多種網(wǎng)絡(luò)傳輸,不受帶寬限
制。綜上所述,水情監(jiān)測拍照推薦采用工業(yè)級攝像機。
5)供電方式比選
水情監(jiān)測拍照站點均處于野外,市電很難到達,如果僅為了水
情測站供電而進行市電供電線路的建設(shè)費用是相當高的,且容易遭
到破壞,特別是在雷雨天,市電供電系統(tǒng)很容易因雷擊而引入感應(yīng)
雷,從而毀壞設(shè)備。因此推薦使用太陽能供電系統(tǒng)對水位監(jiān)測拍照設(shè)備進行供電。
6)推薦技術(shù)方案
以 RTU 為核心單元,應(yīng)用雷達水位傳感器、工業(yè)攝像頭,利用
4G 網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù),使用太陽能供電系統(tǒng)對水位監(jiān)測拍照設(shè)備進行供
電。
② 測站設(shè)計及信息流向
根據(jù)上面進行的方案比選,水情采集站點主要由通信模塊、數(shù)據(jù)
采集模塊、電壓檢測模塊、太陽能電池板、蓄電池。