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河流湖泊水質遠程監(jiān)測方案
發(fā)布者:IOT0wen  發(fā)布時間:2021-06-16 16:40:56

一、概述

水是重要的自然資源,隨著社會和國民經濟的迅速發(fā)展、人口的增長、人民生活水平和城市化水平的提高,對水的需求愈來愈多,水資源短缺和水污染日益嚴重,在一些地區(qū)已成為社會經濟發(fā)展的制約因素。加強水資源的保護工作是《中華人名共和國水法》第三十二條賦予各行政主管部門的重要職責,并要求各級相關行政部分各級水行政主管部門要建立健全水資源監(jiān)測評價制度,加強對水(環(huán)境)功能區(qū)的監(jiān)測。因此各個河流湖泊建立相應在在線水質監(jiān)測站點是加強對各個區(qū)域水質監(jiān)測管理的重要手段之一。



二、參照標準

1)地表水環(huán)境質量標準            GB 3838—2002

2)地表水和污水監(jiān)測技術規(guī)范      HJ/T 91-2002

3)水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范                SL219—98



三、水質在線監(jiān)測參數:

水質在線監(jiān)測的參數包括:水位、水溫、pH、溶解氧、濁度、電導率等



四、水質在線監(jiān)測點布置

4.1水質在線監(jiān)測站點布置原則

水質在線監(jiān)測站點布置原則主要影響水質危害出發(fā),突出重點,照顧一般。按照污染分布和水系流向布點,“入水處多布,出水處少布。重污染區(qū)域多布,輕污染區(qū)域少布”把監(jiān)測重點放在對水質影響突出的地方,同時兼顧其他地方以監(jiān)測新的污染源的產生。

4.2水質在線監(jiān)測站點注意事項

●  監(jiān)測點位置應建立在水流平穩(wěn)、無急流湍流處。

●  監(jiān)測站點應建立水體混勻處,避免由于水體急劇變化而攪動底部沉淀物,引起水質顯著變化而失去代表性。

4.3水質在線監(jiān)測站點布置

各個水源主要入口,也是污染物主要的入口。所以需要各個流入位置設置相應在線水質監(jiān)測口,及時掌握進入水口的水質狀況,及時了解進入河流湖泊的污染物的初始濃度,及時預警和作出相應防范措施。



五、系統(tǒng)組成設備簡介

5.1  4G遠程遙測終端BMY600介紹

產品詳細介紹,請參照此頁面:https://www.baimatech.com/bmy600-rtu.html


水利遙測終端RTU.jpg


佰馬BMY600系列是一款功能強大的遙測終端RTU,產品集8大功能于一體,包括數據采集、本地存儲、本地操作、本地顯示、無線通信、遠程查詢、遠程報警、遠程控制等。協(xié)助客戶實現視頻/圖片/數據等實時采集、2G/3G/4G無線傳輸、數據本地存儲、數據定時上報、數據遠程查詢、設備遠程控制、多種形式報警等綜合功能。


產品廣泛應用于智慧水利、智慧環(huán)保、工業(yè)物聯網、智慧市政等遠程測控領域,如:水文遠程監(jiān)控、水資源遠程監(jiān)測、水源井遠程監(jiān)控、山洪災害監(jiān)測、地質災害監(jiān)測、河道監(jiān)測預警、氣象監(jiān)測、泵站遠程監(jiān)控、污染源遠程監(jiān)控等。


1.產品嚴格遵循水文自動測報系統(tǒng)規(guī)范、水資源監(jiān)測設備規(guī)范;


2.采集和傳輸一體化設計,支持2G/3G/4G無線通信,實現數據的采集、存儲、顯示、控制、報警及傳輸等綜合功能;


3.集成多種無線通信方式, GPRS/CDMA/3G/4G/全網通為主傳輸通道、短信為備份傳輸通道;可選北斗、PSTN、超短波、微波等通信方式;


4.內嵌標準TCP/IP協(xié)議棧,5個中心同步無線透明傳輸;


5.具有軟件看門狗與硬件看門狗技術,支持PPP層心跳、ICMP探測、TCP Keepalive以及應用層心跳等多級鏈路檢測機制,自動恢復網絡故障,維持無線連接“永久在線”;


6.豐富的行業(yè)應用接口,集成2路翻斗式雨量計接口、1路12位格雷碼接口、1路USB、 2路RS232、2路RS485、8路模擬量輸入、8路開關量輸入、2路開關量輸出、8路繼電器輸出、4路計數器。方便前端連接各種接口采集設備、智能儀表、傳感器等;


7.支持大容量存儲,內置16MB的FLASH數據存儲空間,可存儲10年以上的采集數據、設定參數及歷史數據。更可外擴TF卡,最大可支持擴展到32G;


8.設備超低功耗設計,最大限度降低功耗,支持電池電壓等狀態(tài)上報功能;


9.工業(yè)級設計與用料,為惡劣環(huán)境應用而生。產品采用高性能工業(yè)級32位通信處理器和工業(yè)級無線模塊,以嵌入式實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺;寬溫寬壓,高EMC電磁兼容,強電磁環(huán)境工作穩(wěn)定;加厚金屬外殼,堅固耐用;


10.支持本地或遠程配置。本地管理:支持液晶顯示屏/鍵盤配置方式和串口配置方式。 遠程管理:支持平臺配置和短信配置。配套管理軟件,對大量分布在各地的無線RTU進行集中監(jiān)測、配置、升級、診斷等。極大降低運營方、集成商、設備提供商等各方的維護成本,提高管理效率。



佰馬BMY600遙測終端RTU規(guī)格參數

系統(tǒng)

處理器

32bit

Flash

512KB

SRAM

256KB

內存

16M

電源

標準電源

DC 12V/1.5A

供電范圍

DC 5~35V

安全

內置電源反相保護和過壓保護

指示燈

具有電源、系統(tǒng)、在線、錯誤指示燈

LCD

128*64點陣液晶顯示屏

按鍵

標準2*8鍵盤

天線

標準SMA陰頭天線接口,特性阻抗50歐

接地端子

M3螺絲接地保護端子

SIM/UIM卡

標準的抽屜式

支持1.8V/3V

內置15KV ESD保護

可靠性

平均無故障工作時間(MTBF)10000h

接口

串口

兩路RS232、兩路RS485接口

串口采用工業(yè)端子接口

速率:300~230400bps

數據位:5、6、7、8

停止位:1、1.5、2

校驗位:無、偶、奇、SPACE及MARK校驗

脈沖量

2個翻斗式雨量計接口(低電平有效)

2路脈沖接口(高電平有效)

格雷碼

1組12位格雷碼接口

SDI12

1個SDI12接口

模擬量

8路模擬量輸入接口

(16位AD、支持4-20mA電流信號輸入,可選0-5V電壓信號輸入)

開關量輸入

8路開關量輸入接口(光隔離)

5-30VDC為有效電壓輸入

開關量輸出

2路開關量輸入接口(光隔離,OC門輸出

額定驅動電流:50mA

額定驅動電壓:35V

繼電器

8路繼電器輸出接口

最大切換電壓:30VDC/220VAC

最大切換電流:4A

最大切換功率:120W

電源輸出

3路受控輸出電源

(輸出電壓值與設備供電電壓相同,默認12V。單路額定輸出電流1A,3路額定輸出電流總和2A,內置過流保護)


USB

外接顯示屏接口

可接 192*64點陣STN帶鍵盤液晶顯示屏


SD卡接口

最大可支持16G擴展SD卡

功耗

待機狀態(tài)

24mA@12VDC

通信狀態(tài)

35~41mA@12VDC

定時關機

2mA@12VDC

無線

頻段

GSM900/GSM1800MHz雙頻

理論帶寬

85.6Kbps

發(fā)射功率

<33dBm

接收靈敏度

<-107dBm

環(huán)境

工作溫度

-35℃—75

工作濕度

-40%85%

相對濕度

95%(無凝結)

外觀

材質

金屬外殼  保護等級IP30

尺寸

154.2 mm × 127 mm × 46.6 mm



5.2超聲波水位計

超聲波物位計(測量物位,液位),是一種非接觸式、高可靠性、高性價比、易安裝維護的物位測量儀器。它不必接觸介質就能滿足大部分物位測量要求。


超聲波水位計.jpg


水利監(jiān)測桿.jpg


5.3   pH 及溫度數字電極


溫度數字電極.jpg


1、電源及輸出隔離設計,確保電氣安全性

2、電源及通訊芯片內建保護電路,抗干擾能力強

3、采用周全的保護電路設計,無需額外增加隔離設備就能可靠工作

4、電路內建在電極內部,環(huán)境耐受性好,安裝操作更為容易

5、RS-485傳輸接口,MODBUS-RTU通訊協(xié)議,雙向通訊,可接收遠程指令

6、通訊協(xié)議簡單實用,使用極其方便

7、輸出更多電極診斷信息,更為智能化

8、內部集成存儲器,斷電后仍可記憶存儲的校準和設定信息


技術參數

測量范圍:0.00 ~ 14.00 pH

分辨率:  0.01 pH

精度:    0.02 pH

溫度補償模式:自動或手動

溫度補償范圍:-10.0 ~ 110.0℃ 


外形尺寸及電氣特性

1、pH/ORP電極采用PPS殼體,耐腐蝕能力強

2、3/4英寸前后螺紋,便于現場安裝

3、2根電源線,2根RS-485信號線

4、12V直流供電,電源波動范圍±10%,2000V隔離



5.4溶氧數字電極


溶氧數字電極.jpg


1、電源及輸出隔離設計,確保電氣安全性

2、電源及通訊芯片內建保護電路,抗干擾能力強

3、采用周全的保護電路設計,無需額外增加隔離設備就能可靠工作

4、電路內建在電極內部,環(huán)境耐受性好,安裝操作更為容易

5、RS-485傳輸接口,MODBUS-RTU通訊協(xié)議,雙向通訊,可接收遠程指令

6、通訊協(xié)議簡單實用,使用極其方便

7、輸出更多電極診斷信息,更為智能化

8、內部集成存儲器,斷電后仍可記憶存儲的校準和設定信息


技術參數

測量范圍:0.00~20.00mg/L或0.0~200.0%

分辨率:0.01mg/L或0.1%

精度:±0.5mg/L或±5%

溫度補償模式:自動

溫度測量范圍:-10.0 ~ 110.0℃

溫度補償范圍:0.0~60.0℃

鹽度補償:可設置補償

大氣壓力補償:可設置補償

電極信號:80nA或400nA可選


外形尺寸及電氣特性

1、溶氧電極采用不銹鋼外殼,前端保護套采用POM工程塑料,膜頭采用PE材質

2、3/4英寸前后螺紋,便于現場安裝

3、2根電源線,2根RS-485信號線

4、12V直流供電,電源波動范圍±10%,2000V隔離



5.5電導數字電極

電導數字電極.jpg

1、電源及輸出隔離設計,確保電氣安全性 

2、電源及通訊芯片內建保護電路,抗干擾能力強 

3、采用周全的保護電路設計,無需額外增加隔離設備就能可靠工作 

4、電路內建在電極內部,環(huán)境耐受性好,安裝操作更為容易 

5、RS-485傳輸接口,MODBUS-RTU通訊協(xié)議,雙向通訊,可接收遠程指令 

6、通訊協(xié)議簡單實用,使用極其方便 

7、輸出更多電極診斷信息,更為智能化 

8、內部集成存儲器,斷電后仍可記憶存儲的校準和設定信息


技術參數

總測量范圍:0.20uS~200.0mS     可根據電極常數和需求選擇不同量程段

分辨率:依據不同量程0.01uS \0.1uS\1uS\0.1mS 

精度:±2%F.S. 

溫度補償模式:自動 

溫度測量范圍:-10.0 ~ 110.0℃ 

溫度補償系數:0.0~10.0%可設定

基準溫度:15.0~35.0℃可設定

電導電極常數:0.01、0.1、1、10.0可設定


外形尺寸及電氣特性

1、電極外殼為POM材質,前端不銹鋼護套,極片采用鉑金

2、3/4英寸前后螺紋,便于現場安裝

3、2根電源線,2根RS-485信號線

4、12V直流供電,電源波動范圍±10%,2000V隔離



5.6濁度及SS電極


光學濁度電極.jpg



六、水質遠程監(jiān)測平臺架構

監(jiān)控中心,對主要飲用水水源地水質自動監(jiān)測信息進行報表統(tǒng)計和數據曲線分析,能判斷水質類別、首要污染物和各指標的超標情況;能根據管理要求進行數據處理,可以進行不同時段的數據對比等。在計算機網絡及其他基礎設施支持下,對采集的水質參數信息、水質視頻信息、水文信息進行分析處理。由相關的水質評價與預警以及其他應用軟件組成。


水質在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺是基于網絡的全數字化的信息傳輸和管理系統(tǒng)。它結合了現代數據庫技術、網絡通訊技術、中間件技術、采用分層、模塊化的軟件設計理念,將個自動監(jiān)測站實時監(jiān)控、數據存儲、查詢分析等功能集于一體;以網絡集中管理和網絡傳輸為核心,完成實時數據采集、傳輸、監(jiān)控、管理和儲存的全過程,為在線水質監(jiān)測平臺、水力仿真建模平臺及調度運行平臺等提供有效的數據基礎。


水質在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺.jpg

監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺體系架構圖


(1)設備接入層

在線水質監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺通過水質、流量等在線監(jiān)測設備及遠程通訊系統(tǒng)實現對在線水質、流量等實時傳輸信號獲取、顯示、存儲及監(jiān)控等功能,為在線水質監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺、水質水力仿真建模平臺及調度運行平臺等提供有效的數據基礎。設備接入層將各種不同型號、不同廠家的監(jiān)測設備統(tǒng)一管理,納入到整個在線水質監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺中來。

(2)業(yè)務應用層

在線水質監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺業(yè)務應用層主要包括三個方面:水質在線監(jiān)測、預警評價、水質水力仿真模擬。

(3)用戶表示層

用戶表示層屬于客戶端單元,是遠程監(jiān)控和維護管理的應用軟件,實現站點管理、數據管理、告警管理、系統(tǒng)管理、用戶管理、權限管理等功能。

(4)系統(tǒng)接口層

軟件平臺在系統(tǒng)接口層采用Web Service的接口,實現與現有的水質預警平臺數據庫、應用系統(tǒng)和網絡無縫對接。

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