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爱陆通水库大坝安全监测系统,5G遥测终端机,5G水利RTU

2022-09-15 19:31   来源: 互联网
爱陆通水库大坝安全监测系统,5G遥测终端机,5G水利RTU 

系统背景

我国是个山川、河流众多的国家,特别是南方地区,河流湖泊密布,特别是中小河流,纵横交错,如此众多的河流,极易造成洪水灾害。近年来,因台风、暴雨造成堤坝决堤,产生的经济损失越来越大,对国民人身安全也造成了巨大的威胁,因此国家水利部非常重视全国各地的水库大坝运行数据,需要实时动态的进行相关数据的监测,做到安全隐患提前预警,防范突发安全事件的发生。

系统功能

水库大坝安全监测系统中的传感采集设备对大坝的水位、雨量、渗压渗流、大坝偏移等信息进行采集分析,终端设备与低功耗RTU设备相连接。通过无线网络将数据实时传回到水利数据平台,并且在信号差的时候也能通过北斗通讯传输通讯数据,水利数据平台对各子站数据进行统一的处理和分析并采取相应的应对措施。

同时水库大坝监控系统还有实时警报抓拍、定时抓拍功能,如有人靠近摄像头电子围栏范围,RTU内置扬声器会发出语音警报警告附近人员远离设施,并抓拍图像发送告警信息实时传送到数据平台。

在水位、雨量、渗压、渗流或者其他采集值超过设定的预警值时,也能同时联动摄像头抓拍现场堤坝图像,使报警扬声器播放预警。

系统架构图

系统原理

水库大坝监控系统方案通过太阳能供电、4G、5G、LORA、北斗短报文等无线方案极大地免于现场繁琐的布线,并进一步减小维护成本。实现无线数据传输当前堤坝水位高低、降雨量大小、渗压渗流情况的同时,也能够实现在采集值超过预警或者有人入侵摄像头电子围栏范围的同时摄像头抓拍图。

内置扬声器播放报警语音并将报警数据传输到监控平台的功能,可以很好地满足水库的距离远、无人监测等实际需求,并及时预警便于迅速做出反应措施。LED屏也能够让巡视人员远距离确认水坝当前状况。

同时水库大坝监控系统率先采用全星座GNSS监测技术、传感器技术、北斗通讯技术等,实现了在野外恶劣的自然环境下24小时不间断的采集和传输数据,以立体多方位的监控方式实时监测整个坡边或者坝体的变化情况,为分析坝体或边坡的变形趋势提供了有效的数据依据。


系统组成描述

RTU/水利遥测终端机

RTU具备多种类型的接口,前端各类传感器统一接入RTU,RTU通过内部预设好的业务逻辑规则对传感器进行采集和控制,而后对数据进行整理和计算,通过有线/无线网络发到水利部监测平台。

1、4路RS232/485串口、6路AI模拟量、8路DI数字量、2路DO和4路继电器;

2、可接串口、网口摄像头图片抓拍;

3、5路可控电源,可灵活控制传感器运行状态。

4、内置5G、4G、北斗短报文、网口通信功能。

5、兼容水利部水利水资源规约,以及湖南、四川、河北、黑龙江等大部分地区水文规约。


前端传感器/设备

雨量计:翻斗式雨量计通过每次翻斗产生脉冲信号到RTU雨量口,计算生成当前雨量值。

水位计:水位计采集到的水位值通过从串口下发Modbus RTU采集指令获取到水位计中对应寄存器的值,再经由RTU转换、计算生成当前水位值。

渗压渗流MCU:。振弦式渗压计和磁致式量水堰计返回振弦值给MCU,MCU换算过后等待RTU下发Modbus RTU采集指令后返回给RTU通过渗压渗流得到的水位值、流量以及温度。

GNSS监测:使用北斗 GNSS 接收机建立基准站和监测站,由前端解算引擎完成高精度位移解算,解算结果通过LoRa技术推送到RTU。实现大坝变形和库岸边坡位移监测。

摄像头:摄像头通过串口或者网口连接RTU。通过设置定时抓拍:到达定时时间或者定时抓拍间隔后实时获取现场照片;入侵抓拍:有人入侵现场电子围栏范围或者现场有物件移动时抓拍照片;联动报警抓拍:采集值超出设定报警范围时抓拍现场照片。抓拍到照片的同时通过FTP、水利规约上传照片到指定网络服务器。

LED:RTU通过视频控制卡的协议将数据写入到屏上实时显示水位以及雨量值,其中库容积值是在上传到RTU的库容表中通过水位值对应出库容积。

报警扬声器:RTU可通过联动报警功能控制扬声器发出报警信号。如:水位、雨量值超过阈值,控制扬声器发出对应报警音频。

太阳能供电:RTU可通过太阳能电池进行供电,并且支持可控电源输出,可以输出和输入电压同大小电压来驱动传感器。

数据平台

水库大坝的相关数据是直接发到各地市水利部监测平台上,部分系统外的项目数据可以发到自建的数据平台,爱陆通可提供配套的数据平台软件。

系统优势

1、早期大坝渗压、渗流、大坝变形和库岸边坡位移数据和水雨情数据是独立分开上报,此系统把几类数据统一接入管理和上报。

2、系统兼容大多数不同地市的水文规约,实现无定制化系统接入。

3、系统具备创新性功能,支持5G、内置北斗短报文芯片、串口+网口摄像头图片抓拍、掉电报警等差异化实用功能。

4、开放式传感器配置功能,参数自定义,无需做驱动协议开发工作。

5G工业DTU 

责任编辑:xiaoxiwang
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