1、行業背景

1.1行業背景及需求分析

? ? ? 在水文監測系統建設時，由于河道、湖泊、水庫地形復雜、分布的區域廣等原因，實現現場監測管理難度很大，如何將監測現場采集到的雨量信息、水位信 息、圖片等按監測要 求傳輸到監測中心時 需要解決的重要問題 ， 水利部 SL51-2014《水文監測數據通信規約》規定了水文數據的采集和傳輸規范，我公 司采用 NB-IOT(兼容 GPRS)技術研發的 RTU 數據遙測終端，通過了水利部 SL51-2014 認證，可以實現水文監測的遠程數據采集和傳輸。

實現無人執守及野外條件下監控，要求實現以下功能：

· ? ? ?水位、雨量支持定時報和召測，如果水位或雨量到了警戒線，有了險情，馬上超限報警。

·????? 采用低功耗設計，特別適用于太陽能供電的監測現場。

·????? 水情的遠端監控，圖片抓拍功能，可外接工業照相機，進行圖片抓拍

· ? ? ?通信功能：支持 NB-IOT、GPRS 通訊方式；支持與多中心進行數據通信； 支持實時在線、 定時喚醒兩種工作模式。

· ? ? ?采集水位、雨量傳感器、流量計的數據；采集水泵或閥門運行狀態、設備 供電狀態和箱門開關狀態。

·????? 支持遠程參數設置、程序升級。

·????? 支持設備本身數據存儲，掉電保存

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1.2建設目標

建設方案的目標是提供一個包括前端采集和傳輸一體的 RTU設備、支持遠 程設參數的配置軟件、大數據云平臺水情監控系統，該系統可實時監測各個監測 點河道、水庫等的水文數據和圖片，前端設備包括工業照相機、雨量計、水位計 等。水情信息、圖片信息等通過 NB-IOT 或GPRS 無線傳輸發送；大數據云平臺 提供設備權限管理、用戶權限管理、信息查詢統計等功能；參數設置軟件提供RTU 設備的本地、遠程參數修改和遠程升級功能。

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2、系統架構

2.1體系架構

?前端由 Lanpu-1802 遙測終端 RTU 和水位計、雨量計、工業照相機組成；遙測終端 RTU 將水位計或雨量計的監測數據通過 NB-IOT 或GPRS 網絡無線傳輸 發送至藍普大數據監測云平臺，監測人員通過 pc 或手機可以訪問云平臺查詢水 情信息和管理設備。如下圖所示：

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2.2技術架構

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? ? ? 系統從邏輯上主要包括三個部分：水文遙測終端 RTU、藍普大數據監測云平臺、設置參數軟件。下面分別描述這三部分的功能：

1.??? 水文遙測終端 RTU

? ? ??水文遙測終端RTU 采用了基于 NB-IOT 和SIM800C 通信模塊設計，以 適應不同的傳輸場合，采用 STM32 核心處理系統，以嵌入式實時操作系統 作為軟件支撐平臺，主要用于水情遙測，具備數據采集、存儲、遠程上報，管理功能。設備采用了低功耗設計，具有多路傳感器接口、產品支持多種工作模式，包括自報模式、查詢應答模式；支持多中心站；大容量數據存儲； 可以連接各種通信接口的傳感器，包括脈沖、4-20mA、0-5V、RS485、RS232 等，具體有采集工業相機圖片數據，支持抓拍、定時拍照功能；采集水位計 和雨量計、流量計、脈沖水表數據；采集設備供電狀態和井蓋門或箱門開關狀態。支持監測參數定時上報、超限自動報警功能，可以監測自身供電電壓， 耐強電磁干擾，內置看門狗電路，確保設備可以在各種復雜環境下長時間穩 定工作，永遠在線。

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2.??? 大數據云平臺

系統采用 B/S 架構開發，分布式 Redis 緩存技術，讓系統支持海量并發， Web 端能適應從 IE7 到IE9 和Firefox、Chrome 常用的瀏覽器，同時支持移動端 查看。提供 GIS 數據資源地圖，對區域內所有監測點位的實時數據進行全景展示 與數據查詢、分析等服務，系統能夠接收前端設備上傳的各種數據，進行分析處 理，保存監測數據、告警等信息至監控中心數據庫中，用于水情監測業務系統展 示、分析、處理。大數據管理云平臺使用包括 Spring MVC4.0+, MyBatis, Apache ,BootStrap, WebSocket 等技術，支持多種數據庫 MySQL,Oracle, sqlserver 等。 分層設計：使用分層設計，分為dao，service，Controller，view 層，層次 清楚，低耦合，高內聚。 安全考慮：嚴格遵循了 web 安全的規范，前后臺雙重 驗證，參數編碼傳輸，密碼 md5加密存儲，shiro 權限驗證，從根本上避免了 SQL注入，XSS 攻擊，CSRF 攻擊等常見的 web 攻擊手段。

設備權限管理

3.??? 設置參數軟件

根設參軟件根據用戶的需求可以對 RTU 進行配置，包括 IP 地址、上報 方式、編碼數據類型選擇、采樣時間間隔，定時報間隔、報送閥值、時間設 定等，除了通過串口本地設置參數功能外，系統還支持通過GPRS 或 NB-IOT 遠程設置參數、產品升級，如下圖所示：

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3、產品特色

3.1??? RS485隔離端口

Lanpu-1802RTU 提供一路隔離 485 接口，設計采用了一個 3 通道隔離器、一 個三態差分線路驅動器，一個差分輸入接收器和 ADI 公司的 isoPower?DC/DC轉換器，它們采用 5 V 或者 3.3 V 單電源供電，實現完全集成的信號和電源隔離RS-485 解決方案，對 RS485 輸入輸出引腳提供±15kv ESD 保護，適合負責電磁環境、惡劣氣象條件下使用。

3.2??? NB-IOT 系統

Lanpu-1802 型 RTU可以選配 GPRS 或 NB-IoT 通信系統，NB-IoT 覆蓋廣且 深，比 GPRS 覆蓋增強 20dB+；可以做到超低功耗，基于 AA 電池，使用壽命可超過 10 年；連接用戶數量大，綜上 NB-IoT 技術具有的低成本、廣覆蓋、低功 率、大連接等特征。

3.3 優越的擴展性能

各地水文的監控系統存在要求不同， 比如 使用《 水文監測數據 通信規約（SL651-2014）》、《水資源監測數據傳輸規約（SZY206-2016）》之中沒有規定的擴展命令，每個地區要求監測的要素也不相同，數據采集設備如：流量計、水位 計等也差別也非常大，藍普遙測終端機可以根據客戶要求協議定制系統，大數據 云平臺可以將其它廠家的 RTU系統納入統一管理之下，可隨時察看任何地區， 任一地點的實時水情信息。

3.4 集中管理，方便維護

系統采用一個中心平臺，采用完善的權限管理系統，權限管理包括人員權限管理 和設備權限管理，用戶只需一臺普通 PC 登陸 web 后即可實時觀測水情信息，可以通過手機客戶端訪問設備采集信息。

型?? ?號	LANPU-1802
? 系統	主處理器	工業級嵌入式微控制器 STM32
	操作系統	嵌入式 RTOS 操作系統
? 輸入參數	DI 輸入	8 路（光耦隔離）
	模擬量輸入	4 路 0-5V 或 4-20mA（通過撥碼開關選擇）
? 串口參數	RS232	2 路
	RS485	2 路（可以選配一路隔離 RS485）
? 輸出信號	4-20mA 輸出	2 路
	繼電器輸出	8 路
數據存儲	64M	容量可選
? 通信方式	NB-IoT	?
	GPRS	?
? ? 其它	供電	12-24V
	工作溫度	-40-85℃
	尺寸	138*80*63mm
	安裝方式	導軌式

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的SL651-2014 水文监测 RTU 解决方案的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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