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地下水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

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目前，國內(nèi)外地下水自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的通信方式主要有超短波、短信、PSTN固定電話及GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸方式。各種通信方式均有其優(yōu)缺點(diǎn)，本系統(tǒng)采用GPRS通訊方式為主通道、GSM短信通訊為輔助信道的組網(wǎng)方式。監(jiān)測(cè)站采用自報(bào)、自報(bào)－確認(rèn)工作體制采集水位數(shù)據(jù)。通常監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)采集終端處于微功耗職守狀態(tài)，GPRS通信終端、水位傳感器處于掉電工作狀態(tài)，每當(dāng)設(shè)定的時(shí)間（1小時(shí)）到時(shí)，監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)采集終端自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)，并打開GPRS通信終端、水位傳感器的電源，監(jiān)測(cè)站等待水位傳感器穩(wěn)定工作后，采集水位數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)和時(shí)標(biāo)寫入自記內(nèi)存，如果滿足發(fā)送數(shù)據(jù)條件，監(jiān)測(cè)站主動(dòng)啟動(dòng)GPRS撥號(hào)，建立PPP連接，監(jiān)測(cè)站注冊(cè)，然后發(fā)送采集到的水位數(shù)據(jù)。系統(tǒng)功能本系統(tǒng)是一個(gè)水位/埋深數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、傳輸、處理，并具有數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)、分析、以圖表對(duì)結(jié)果進(jìn)行表示的實(shí)時(shí)作業(yè)系統(tǒng)，系統(tǒng)建成后可實(shí)現(xiàn)以下功能： 1）系統(tǒng)工作制式：自報(bào)、自報(bào)－確認(rèn)、應(yīng)答方式工作體制組網(wǎng)。 2）系統(tǒng)通訊使用GPRS雙發(fā)方式向中心發(fā)送數(shù)據(jù)。 4）所有監(jiān)測(cè)站自記內(nèi)存均大于256K并掉電數(shù)據(jù)自動(dòng)保護(hù)功能。可在現(xiàn)場(chǎng)通過筆記本或PDA等便攜式設(shè)備讀取監(jiān)測(cè)站內(nèi)單日或多日的自記數(shù)據(jù)。中心可通過GPRS網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程讀取自報(bào)/應(yīng)答式監(jiān)測(cè)站內(nèi)單日或多日的自記數(shù)據(jù)。 6）系統(tǒng)中心能及時(shí)了解各監(jiān)測(cè)站的設(shè)備工作狀態(tài)（如電壓、自記內(nèi)存狀況等）。 7）系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能自動(dòng)寫入地下水自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫，可以將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)讓相關(guān)部門進(jìn)行WEB瀏覽，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享； 8）監(jiān)測(cè)站的發(fā)送數(shù)據(jù)可設(shè)置為自報(bào)、自報(bào)－確認(rèn)工作模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)重發(fā)。 9）系統(tǒng)中心具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表顯示及打印和過程分析功能，如動(dòng)態(tài)水位/埋深顯示、等。 10）要求數(shù)據(jù)采集設(shè)備具有微功耗和數(shù)據(jù)采集/發(fā)送控制功能，降低設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用。系統(tǒng)具有采集數(shù)據(jù)密度動(dòng)態(tài)控制機(jī)制，以在滿足數(shù)據(jù)密度和精度要求情況下最大限度節(jié)約通信費(fèi)用和電源消耗。 11）監(jiān)測(cè)站的工作參數(shù)可在現(xiàn)場(chǎng)用便攜機(jī)配置。 14）系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性，可以方便地增減測(cè)站數(shù)量和傳感器的數(shù)量。修改工作將通過密碼控制由有關(guān)管理人員進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理功能。監(jiān)測(cè)站特點(diǎn) 1）數(shù)據(jù)采集及通信策略控制可通過設(shè)置制定每個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)采集策略，如采集周期、加密周期、閾值控制等，控制數(shù)據(jù)通信的密度等。 2）監(jiān)測(cè)站功耗控制機(jī)制采用特有的軟、硬掉電技術(shù)，極大地降低的監(jiān)測(cè)站的功耗，并可延長傳感器、通信設(shè)備及蓄電池的使用壽命。 3）蓄電池充放電保護(hù)機(jī)制集成的蓄電池充放電功能可避免蓄電池?fù)p壞，大大降低將來的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。 4）自報(bào)、自報(bào)－確認(rèn)式、中心召測(cè)式通信機(jī)制可通過設(shè)置參數(shù)選擇監(jiān)測(cè)站以不同通信模式工作，可使監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在通信效率和通信可靠性之間達(dá)到很好的平衡。 5）數(shù)據(jù)自記提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的備份，使監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可滿足地下水資源監(jiān)測(cè)和地下水資源資料整編的不同的需求，進(jìn)一步提高了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) ? 系統(tǒng)能在5分鐘內(nèi)完成一次全系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的收集、處理和轉(zhuǎn)發(fā)。 ? 系統(tǒng)低功耗運(yùn)行，太陽能電池配置抗連陰雨能力大于20天。 ? 數(shù)據(jù)傳輸信道誤碼率小于1×10－5。 ? 系統(tǒng)平均通暢率大于等于99％。 ? 數(shù)據(jù)精度：水位計(jì)分辨率滿足全量程±2.5‰。系統(tǒng)組成監(jiān)測(cè)站組成自動(dòng)監(jiān)測(cè)站是地下水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)重要組成部分，測(cè)站要求能夠自動(dòng)實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)水位/埋深數(shù)據(jù)，通過通訊網(wǎng)絡(luò)向兩級(jí)中心發(fā)送。測(cè)站一般均由水位傳感器、數(shù)據(jù)采集器、通訊系統(tǒng)設(shè)備及供電單元所組成。自報(bào)/應(yīng)答式監(jiān)測(cè)站組成本系統(tǒng)中改擴(kuò)建的40個(gè)監(jiān)測(cè)站中全部是自報(bào)/應(yīng)答式監(jiān)測(cè)站，自報(bào)/應(yīng)答式監(jiān)測(cè)站由監(jiān)測(cè)終端機(jī)（RTU含GPRS通訊模塊，10AH鋰蓄電池）、5W太陽能電池板及支架、浮子式水位計(jì)、電纜、保護(hù)箱或（觀測(cè)井房）等設(shè)備組成。自報(bào)/應(yīng)答式監(jiān)測(cè)站組成表序號(hào) 測(cè)站設(shè)備數(shù)量單位 1 監(jiān)測(cè)終端機(jī)RTU含GPRS模塊10AH鋰蓄電池 1 套 2 自收纜水位計(jì) 1 臺(tái) 3 5W太陽能板 1 塊 4 電纜及連接器 1 套 5 保護(hù)箱（或觀測(cè)井房） 1 套

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劉東杰

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