水位、降雨量监控系统
实时水雨情查询系统
BEIK实时水雨情查询系统北科博研陈国旭张学东产品概述：水文、水资源、防汛抗旱等水利事业国家投入日益加大，新的标准和新的技术不断涌现。
水情查询系统，作为水利部门专业的查询工具，无论在功能性，还是时效性，以及在具体展示方面都产生了更高的水准。
BEIK实时水雨情查询与系统，应运而生。
beik实时水雨情查询系统集水雨情信息的查询、统计析功能与一体，可以为水雨情防御和应急部门提供实时水雨情空间信息共享平台、空间分析手段，为迅速、及时、准确地掌握全省及相关地区雨情、水情信息等各种防汛抗旱基础资料，为防汛抗旱调度决策提供有力技术支持和科学依据。
系统特点：1、多样化的查询方式用户可根据行政单位、管理单位、流域及测站编码名称等条件进行查询；水雨情数据信息统计分析全面，涵盖了所有水文常用到的统计指标；2、数据实时更新统计，时效性强；3、支持数据报表的导出、打印功能；4、更新、更全的GIS地图监视,预置了更加专业化的GIS产品。
5、操作维护简单易用：完全b/s结构，用户用浏览器访问系统，无需安装客户端，方便远程访问；界面简洁友好，使用简单，便于培训，易于实施。
6、技术超前性能领先：设计在技术上超前的，在工作上实用的信息化系统，多种GIS版本的支持，多重优化，产品美观、渲染快捷。
系统功能：1.1系统功能1.1.1GIS地图监视1.1.1.1地图快速操作功能地图快速操作功能包括全图显示、地图缩放、平移、定位、地图测量。
1.1.1.2动态监视在地图某些测站点上显示文本信息框。
文本信息框中显示该测站的实时水位、流量、警戒水位、保证水位等信息。
测站监视功能结合GIS地图，为用户提供了直观、简洁的信息查看方式。
用户可以根据需要设置关注的站点。
1.1.1.3雨情监视1、时段雨量通过选定某一起始时间作为降雨开始计算的时间节点，自动生成定制的指定时段的雨量点标注分布图、等值面图。
2、日旬月雨量日雨量为每天日雨量分布图，包括各雨量等级内雨量站数、笼罩面积。
水库监测、水库监控、水库水位监测
水库监测、水库监控、水库水位监测一、系统概述水库监测适用于水利管理部门远程监测水库的水位、降雨量等实时数据，同时支持远程图像监控，为保障水库的适度蓄水和安全度汛提供了准确、及时的现场信息。
平升水库监测做到了水库水雨情的实时监测、实现了水库的信息化管理，在保护人民生命、财产安全方面发挥了重大作用。
二、系统拓扑图DATA-9201DATA-9201水库监测拓扑图三、系统特点：●《水文监测数据通信规约（SL651-2014）》●《四川省水文测报系统技术规约（SCSW008-2011）》●《特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试》●《水文自动测报系统设备遥测终端机（SL 180-2015）》●全国工业产品生产许可证●《水文实时监测管理系统》软件著作权证书●《水文实时监测管理系统》软件产品登记证书四、系统功能●水库分布位置、现场设备运行状态。
●水位、降雨量、设备电池电压等实时数据。
●GPRS/CDMA通信时，支持定时、越限或远程手动拍照。
●光纤/ADSL/3G/4G通信时，支持视频实时监控。
●水位/降雨量超限或现场设备故障时，自动报警●自动向责任人手机发送报警短信。
●自动统计水位、降雨量的时、日、月、年数据报表。
●自动生成水位、降雨量、电池电压等过程分析曲线。
●监测中心服务器和现场终端双向存储历史数据。
●现场平升水库监测终端可存储不少于一年的历史数据记录。
五、水库监测现场展示自动雨量水位监测设备（水库监测终端）水库监测设备 DATA-9201一、特点◆通过国家水利部“水文监测数据传输规约（SL651-2014）、水文遥测终端机(SL 180-2015)、特殊区域水文/水资源数据安全采集系统RTU追加测试”等权威检测；获得“全国工业产品生产许可证”。
◆核心监测设备选用DATA-6311型低功耗测控终端，GPRS实时在线平均电流≤10mA，功耗仅为同类产品的1/10，大大减少太阳能供电设备成本并降低施工难度。
北斗水文监测方案
北斗水文监测方案北斗是中国自主研发的卫星导航系统，广泛应用于各个领域。
在水文监测领域，北斗系统也发挥了关键作用。
下面将详细介绍北斗水文监测方案，并提供一些具体例子进行说明。
北斗水文监测方案旨在利用北斗导航系统的定位、导航和时间服务，实现对水文信息的准确采集、传输和处理。
该方案主要涵盖以下几个方面：1. 北斗水位监测：北斗系统可以通过接收北斗卫星发射的信号来获取接收站的位置信息，从而实现对水位的准确测量。
水位监测站通过接收北斗信号，将测得的水位数据上传到指定的服务器，监测人员可以通过互联网或专用软件实时获取水位变化信息，并进行分析和预警。
2. 北斗降雨量监测：北斗系统可以利用其定位服务，对特定区域内的降雨情况进行实时监测。
监测站通过接收北斗信号，记录下各个时刻的降雨量，并实时传输到监测中心。
监测人员可以通过北斗系统提供的数据接口，及时了解降雨量的变化情况，为水资源管理、防洪抗旱等提供重要依据。
3. 北斗水质监测：利用北斗系统的定位和导航服务，可以实现对水质监测站的准确定位，并传输水质监测数据。
水质监测站通过测量水中的各项参数，如溶解氧、水温、酸碱度等，将监测数据上传到监测中心。
监测人员可以通过北斗系统提供的数据接口，实时监测水质状况，及时发现并处理水质异常事件。
4. 北斗中小河流巡查：北斗系统通过提供定位和导航服务，为河流巡查人员和船只提供导航和定位支持。
巡查人员可以通过北斗系统的指引，准确找到巡查目标，并记录所遇到的问题和异常情况。
这些数据可以及时传输到巡查中心，实现河流巡查的全程监控。
例子1：洪水监测和预警北斗水文监测方案可以实时监测各个水文站点的水位变化，当水位超过预设的危险水位时，北斗系统可以通过短信、邮件等方式及时通知相关部门和居民，提前做好洪水防护工作，减少损失。
例子2：水库管理北斗水文监测方案可以对水库的水位和水质进行实时监测，及时传输到监测中心。
监测人员可以根据北斗系统提供的数据，分析水库蓄水量、水质状况等信息，并制定相应的水资源管理措施，保障水库的安全和合理利用。
基于GSM的水位与降雨量在线监测系统
自 化技 与 用 ２０年 ６ 第１期 动 术 应 ０７ 第２卷 ０
通 信 与 信 息处 理
Ｃｏ ｍｕｎ ｃ ｔ ｎ ｎ ｏｒ ｔ ｏ ｅｓ ｉ ｇ ｍ ｉ ａ ｉ ａ ｄ Ｉ ｆ ｍａ ｉ Ｐｒ ｃ ｓ ｎ ｏｎ ｏｎ
基 于 ＧＳＭ 的水 位 与 降雨量在 线监 测 系统
该系统能 自 动检测江河、 湖泊及水库等水位 ， 自 能 动检测江
河 、湖泊及水库等 区域 的降雨量 ，能 自动记录水位及降雨量数 据 ，数据可通过 Ｇ Ｍ 网进行数据传送 ，并可利用 自己的数据处 Ｓ 理软件实时进行数据处理 ，当水位 、降雨量达警 戒线时， 该系统
据测量难 以准确、 监测实时性不强等 问题。 了实时准确监 测水 为
实现了江河 、湖泊及水库等水位和该 区域降雨量的远程监测 ， 同 时能实现水文站的无人值守功能 。
２ 系统总体 结构及工作原理
系统总 体结构如 图 （ ）所 示 。系统 主要 由在 线数据 采集 １ 分机 、Ｇ Ｍ 通讯层 、监控 中心主机等 构成 ＧＳ 在线监 测系统 Ｓ Ｍ 的整 体 。 图中的在 线数 据采集 分机主要担 负水位和 降雨量信息
。。。
Ｂ ｓ ｄｏ ａ ｅ ｎ ＧＳＭ ０
Ｌ Ｕ ｉ － ｕ ＧＡＯ ｎ ・ ａ ｇ Ｉ Ｊｎ ｈ ａ， Ｈｏ ｇｌ ｎ ｉ
（ ｐ ｒｎ ｎ ｏ ｔ ｌ ｃｅｃ ＆Ｅ ｇｎ ｅｉｇ Ｈｕ ｅ ｒ ｌ ｉｅｓｙ Ｈｕｎ ｓｉ ３ ０ ２Ｃ ｉａ Ｄｅ ａＵ ｅ ｔ ｆ ｎ ｏ ｉｎｅ ｎ ｉｅｒ ， ｂ ｉ ｍａ ｖ ｒｉ ， ａｇ ｈ ５ ０ ｈｎ ） ｏＣ ｒ Ｓ ｎ Ｎｏ Ｕｎ ｔ ４
１ 引 言
为 了预 防水灾 、为及时进行防汛决 策提供大量可靠 的数据 和资料 ， 需要实时准确地监测江河 、 湖泊与水库等的水 位及这些 区域 的降雨量 。目前 ， 国内许多水文站监测水位和降雨量仍采用 人工方法 。 该方法不但存在测量的人身安全 问题 ， 而且还存在数
小范围雨、水自动测报系统技术方案
小范围雨、水自动测报系统技术方案系统方案该系统主要为无人值守雨量站和水位自动监测点组成，监测系统的主要任务是测定降雨量、水位自然变化情况，它是一项基础和前期工作。
本系统各项设备符合自动测报要求；自动完成雨量、水位数据的采集、记录、传输，能通过太阳能保证设备自身的长期能量供应，不受外部电源影响。
设备的结构设计保证了防水性能。
能长期地、特别是在暴雨洪水等恶劣天气条件下可靠地工作，有效的避免了因外部环境影响而丢失雨量、水位数据。
1、系统功能①自动采集、存储（固态）降雨数据、水位变幅情况②三种数据收集方式：l 定时自报：由中心设定每日自报时刻，仪器到时自动将及时数据发送至中心l 定量自报：由中心设定报警雨量，仪器在降雨量、水位变幅达到报警值的情况下发送该时段的雨量、水位数据l 随机招测：通过手机或中心短信终端随机察看某站点的降雨量、水位实时、历史情况③通讯方式：l 短信方式：用于仪器的远程设置管理，数据的临时随机招测l 无线数传方式（需增加无线数传电台和无线数传中继电台）：用于仪器的远程设置管理，数据的临时随机招测，仪器历史记录的读取等l 有线Modem方式（需增加有线Modem和有线电话线路支持）：用于仪器历史记录的读取l 无线上网（GPRS）方式（需增加无限上网模块及GPRS网络支持）：用于仪器的远程设置管理，数据的临时随机招测，仪器历史记录的读取等④本地功能：l 本地察看历史记录：日降雨量、水位和时降雨量、水位可本地察看l 本地修改仪器参数：纪录周期、站号、内部时钟、雨量分辨率等参数可本地设置⑤远程设置：纪录周期、站号、内部时钟、雨量分辨率、地区中心及省中心站电话号码、短信终端号码、自报时间、雨量、水位报警值等参数可远程设置（仅限短信方式和无线数传方式）⑥系统定时发送时钟同步信号，全系统时钟同步。
⑦能与其它有关的计算机网络系统进行数据通信。
2、系统工作体制系统工作体制对系统功能的实现有重要的影响，本系统采用查询应答与自报兼容的工作体制。
水库水雨情监测系统
交换机 汇聚路由器 防火墙
网管设备
局域网
服务器
内网工作人员
硬件支持：服务器、音箱、打印机、客户端计算机。 软件支持：操作系统软件、数据库软件。 应用软件：水库水雨情自动监测系统。 网络支持：具备固定IP地址的INTERNET网络。
系统构成及功能
监控中心基本配置示例（需根据实际建设要进行配置）
水库监测终端技术特点
系统构成及功能
GPRS低功耗测控终端(DATA-6311)是为满足水利水文行业遥测需求，
集数据采集、传输、存储功能于一体的遥测终端设备。它以高性能低功耗
ARM微控制器为核心，具备多个传感器接口和通信接口，并内置GPRS传输 模块，功能全面，性能稳定可靠，特别适用于水库水雨情监测现场。
系统构成及功能
监测站终端设备采用太阳能板浮充蓄电池直流供电 技术要求： 1）蓄电池采用铅酸免维护可充电蓄电池。对于高寒地 区，应选用耐低温的蓄电池； 2）太阳能板采用单晶硅太阳能电池组件，最大工作电 压：17V，开路电压：21V。
方式。为防止蓄电池电压过电或欠压现象，应配置相应
太 阳 能 供 电 系 统 设备 功耗
蓄电池 主控箱
低功耗测控终端 （RTU)
雨量筒
雷达水位计
工业照相机
太阳能电池板
系统构成及功能
现场设备集成结构图
无线 网络
GPRS/GSM 网络
测控 终端
水库测控终端 DATA86低功耗测控终端 太阳能充电控制器
信号隔离部分、防雷部分模块
测量 设备
水位计
雨量筒
工业照相机
供电 部分
太阳能电池板板
蓄电池
雨量筒
供电电源：5V、12V、24VDC
水情自动监测预报系统
水情自动监测预报系统设计方案Verl.O修订记录1. 概述山洪灾害是山丘区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。
水情监测预报系统主要包括水情遥测站网布设、信息采集、信息传输通信组网、设备设施配置等。
适用于水文部门对江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数进行实时监测，监测内容包括：水位、流量、降雨（雪）、风速等。
水情自动监测预报系统采用多种无线通讯方式实时传送监测数据，各通信数据互为补充保证监测数据的实时性和准确性，可以大大提高水文部门的工作效率。
1）2. 系统功能1）管理功能：具有数据分级管理功能，监测点管理等功能。
2）采集功能：采集监测点水位、降雨量等水文数据。
3）通信功能：监测中心可分别与被授权管理的监测点进行通讯。
4）告警功能：水位、降雨量等数据超过预设的告警上限时，监测预报系统软件主动告警。
5）查询功能：监测预报系统软件可以查询各种历史记录。
6）存储功能：前端监测设备具备大容量数据存数功能；监测中心数据库可以记录所有历史数据。
7）分析功能：水位、降雨量等数据可以生成曲线及报表，供趋势分析。
、监测中3. 系统设备组成水情自动监测预报系统由前端遥测站、测量设备、通信网络（超短波中继站）成。
主要组成设备为:1）前端遥测站：自动遥测终端机。
2）测量设备：翻斗式雨量计、水位计等。
3）中继站：中继站终端设备——中继机。
4）中心站设备：前置接收机、中心计算机等。
5）其他设备：太阳能电池板及充电控制器、避雷针等。
4. 设备功能1）自动遥测终端机设备结构及工作原理示意图:A、当雨量每产生一个计量单位（1mm ）或水位每变化一个计量单位时，自动采集、存贮并向中心发送数据。
水文监测
水文监测定义水文监测系统适用于水文部门对江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数进行实时监测，监测内容包括：水位、流量、流速、降雨（雪）、蒸发、泥沙、冰凌、墒情、水质等。
水文监测系统采用无线通讯方式实时传送监测数据，可以大大提高水文部门的工作效率。
水文监测是指通过科学方法对自然界水的时空分布、变化规律进行监控、测量、分析以及预警等的一个复杂而全面的系统工程，是一门综合性学科。
组成水文监测由监测中心、通信网络、前端监测设备、测量设备四部分组成。
◆监测中心：由服务器、公网专线（或移动专线）、水文监测系统软件组成。
◆通信网络：GPRS/短消息/北斗卫星、Internet公网/移动专线。
◆前端监测设备：水文监测终端。
◆测量设备：雨量传感器、水位计、工业照相机或其它仪表变送器。
传感技术传感技术是指从仿生学观点，如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”，把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话，那么传感器就是“感觉器官”。
传感技术是关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器（又称换能器）、信息处理和识别的规划设计、开发、制/建造、测试、应用及评价改进等活动。
数据采集技术数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理。
数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。
无线通信技术无线通信主要是指超短波及微波电台，采用DSP数字处理，软件可调，实现远距离数据传输的通信方式，北京节点通有成熟的应用。
相关发展河流水量、水质、生态等信息，对于河流健康保护十分必要，卫星遥感、水情遥测等新技术层出不穷，则对建立新型水文监测制度与方法提供很好的契机与条件。
美国学者1997年就认识到，天然水流的流态为河流的恢复和保护提供了一个可以经受时间检验的“处方”。
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无线传输由于带宽有限，只能传输现场拍摄的照片。
1） 雨水情监测终端主要包含以下设备：
序号 设备名称
功能描述
1
低功耗测控终端
采集、传输水位、降雨量数据、传输现场照片
2
电源避雷器
3
信号避雷器
5
4
太阳能充电控制保护器 控制设备供电，保护蓄电池。
5
SIM 卡
2）供电电源： 序号 设备名称
功能描述
1
太阳能电池板
3.4.1 雨水情监测终端 ...................................................................................................................9 3.4.2 太阳能供电系统介绍 ........................................................................................................ 11 3.4.3 水位计................................................................................................................................12 3.4.4 工业照相机.........................................................................................................................13 3.4.5 网络摄像机.......................................................................................................................机。 4) 水库管理局分中心：可以实时显示并存储所管辖的各水库的水位数据、降
雨量数据，视频图像或现场照片。当出现水位降雨量超出警戒时，可以及 时报警，并且将报警信息发送到相关人员手机。 5) 水利局调度中心：集中显示各水库管理局的水库水位、降雨量、视频图像、 现场照片，并生成报表与曲线。
3
GPRS/GSM 网络
Internet
网络
2.2 系统组成
1) 本系统主要由：水利局调度中心、水库管理局分中心，雨水情自动监测站。 2) 通讯网络：GPRS 无线方式与光纤有线方式相结合。 3) 监 测 站 ： 具 有 光 纤 网 络 的 站 点 安 装 雨 水 情 监 测 终 端 与 视 频 设 备 ；
5.2.1 软件功能.............................................................................................................................22 5.2.2 系统特点.............................................................................................................................22
4
三、水位、降雨量自动监测站介绍
自动监测站主要组成部分：雨水情监测终端，水位计、雨量筒、视频设备（或
工业照相机）、通讯网络。
按照通讯网络可分为无线通讯方式与光纤有线通讯方式两种情况。
3.1 无线通讯的监测站简介
自动监测站大多数设置在野外，不方便敷设或者架空线缆，所以我们采用 GPRS
无线通讯方式将现场 的数据传输到监控中心，供电电源采用太阳能供电方式。
一、现场情况概述
水库的安全问题，一直是防汛管理部门所关心的重要问题。XX 市水库管理局 为了加强水库安全监管，需要建立一套“水库水位、降雨量监控系统”，对水库雨 水情信息进行实时监测，为防汛抗灾提供提供准确、及时的数据信息。
XX 市水利局下属多个水库管理局，每个水库管理局管理着几十个水库。在每 个水库管理局建设分中心，集中管理管辖的各水库，采集各水库的水位、降雨量 数据，具备光纤敷设条件的水库还需要将连续的视频图像传输到中心，对于不具 备光纤条件的水库，也需要将水库的照片定时传输到中心。
四、水库管理局监控中心建设 ............................................................................................................13
4.1 硬件组成 .....................................................................................................................................14 4.2 水库水位、降雨量监控系统 .....................................................................................................14
系统建设目标如下： 1）实现对水库水位、雨水情信息进行实时性采集，并可进行现场拍照，以及 预警通知，对具有光纤条件的监测站可以传输连续的视频图像，保障系统信息的 高效性、及时性、准确性、充分性。 2）所有监测站数据通过无线网络或者光纤网络直接传输至监控中心“水库水 位、降雨量监控系统”，在电子地图可视化界面中直观显示各测点雨水情信息及警 戒状态；在发生报警时，系统可自动发出报警信号,如：系统弹出信息、发出声音 提示，并向相关部门指定人员发出报警短息通知。 3）“水库水位、降雨量监控系统”开发要坚持先进实用、稳定可靠的原则， 并具备良好扩展性、兼容性和开放性，为系统后期扩展升级、向其他相关平台系 统提供数据共享服务提供规范性接口。
五、水利局调度中心 ............................................................................................................................20
5.1 基本配置 .....................................................................................................................................21 5.2 中心处理软件 .............................................................................................................................22
水库水位、降雨量监控 技术方案
唐山平升电子技术开发有限公司
目录
一、现场情况概述 ..................................................................................................................................3
3）测量、计量、视频设备 序号 设备名称
1
水位计
2
雨量筒
3
网络摄像机
功能描述 测量水库水位 将降雨量转换为脉冲信号 传输视频图像
4）外围设备
1
立杆
2
线缆
安装视频设备、雨水情监测终端 护套线缆、视频线缆、屏蔽线缆
7
光纤 网络
测控 终端
将太阳能转换为电能
2
铅酸蓄电池
储蓄电能，晚上或者阴天时自动转为蓄电池供电
3）测量、计量、拍照设备 序号 设备名称
功能描述
1
水位计
测量水库水位
2
雨量筒
将降雨量转换为脉冲信号
3
工业照相机
现场拍照
4）外围设备
1
支架
安装太阳能板、工业照相机
2
立杆
安装雨水情终端、雨量筒、太阳能电源
3
线缆
护套线缆、屏蔽线缆
无线 网络
1）雨水情监测终端主要包含以下设备：
序号 设备名称
功能描述
1
通用控制器
采集、传输水位、降雨量数据，带有 RJ45 接口
2
电源避雷器
3
信号避雷器
4
开关电源
将交流 220V 电源转换成直流 12V 给设备供电
5
控制隔离变压器
控制隔离作用，防止电网波动造成设备损坏。
6
工业交换机
2）供电电源：交流 220V 供电电源。
在水利局建设总调度中心，将各水库管理局的数据及图像集中显示。
二、系统总体设计
2.1 系统概述
“水库水位、降雨量监控系统”的建设，包括现场水位、雨情信息采集设备 以及监控中心信息接收及显示、应用系统的建设。现场测点信息采集与传输设备 完成水位、降雨量信息的实时采集、基本分析处理（如警戒状态）与显示，并负 责将数据以无线或者有线的方式传输到监控中心，通过软件进行接收、显示以及 数据的存储、分析、处理与预警。
GPRS/GSM 网络
测控 终端
雨水情监测终端
低功耗 测控终端
防雷模块
太阳能充电控制器
测量 设备
供电 部分
水位计
雨量筒
工业照相机
太阳能电池板 蓄电池
6
3.2 有线通讯的监测站简介
有一部分监测站具备光纤网络，现场有市电电源，这一部分监测站依托现有