SL651-2014水文监测RTU解决方案

1、行业背景

1.1 行业背景及背景分析

在水文监测系统建设时，由于河道、湖泊、水库地形复杂、分布的区域广等原因，实现现场监测管理难度很大，如何将监测现场采集到的雨量信息、水位信息、图片等按监测要求传输到监测中心时需要解决的重要问题，水利部SL51-2014《水文监测数据通信规约》规定了水文数据的采集和传输规范，我公司采用NB-IOT(兼容GPRS)技术研发的RTU数据遥测终端，通过了水利部SL51-2014认证，可以实现水文监测的远程数据采集和传输。

实现无人执守及野外条件下监控，要求实现以下功能：

·  水位、雨量支持定时 和召测，如果水位或雨量到了警戒线，有了险情，马上超限 警。

·  采用低功耗设计，特别适用于太阳能供电的监测现场。

·  水情的远端监控，图片抓拍功能，可外接工业照相机，进行图片抓拍

·  通信功能：支持NB-IOT、GPRS通讯方式；支持与多中心进行数据通信；支持实时在线、定时唤醒两种工作模式。

·  采集水位、雨量传感器、流量计的数据；采集水泵或阀门运行状态、设备供电状态和箱门开关状态。

·  支持远程参数设置、程序升级。

·  支持设备本身数据存储，掉电保存

1.2建设目标

建设方案的目标是提供一个包括前端采集和传输一体的RTU设备、支持远程设参数的配置软件、大数据云平台水情监控系统，该系统可实时监测各个监测点河道、水库等的水文数据和图片，前端设备包括工业照相机、雨量计、水位计等。水情信息、图片信息等通过NB-IOT或GPRS无线传输发送；大数据云平台提供设备权限管理、用户权限管理、信息查询统计等功能；参数设置软件提供RTU设备的本地、远程参数修改和远程升级功能。

2.系统架构

2.1体系架构

前端由Lanpu-1802遥测终端RTU和水位计、雨量计、工业照相机组成；遥测终端RTU将水位计或雨量计的监测数据通过NB-IOT或GPRS 络无线传输发送至蓝普大数据监测云平台，监测人员通过pc或手机可以访问云平台查询水情信息和管理设备。如下图所示：

2.大数据云平台

系统采用B/S架构开发，分布式Redis缓存技术，让系统支持海量并发，Web端能适应从IE7到IE9和Firefox、Chrome常用的浏览器，同时支持移动端查看。提供GIS数据资源地图，对区域内所有监测点位的实时数据进行全景展示与数据查询、分析等服务，系统能够接收前端设备上传的各种数据，进行分析处理，保存监测数据、告警等信息至监控中心数据库中，用于水情监测业务系统展示、分析、处理。大数据管理云平台使用包括Spring MVC4.0+, MyBatis, Apache ,BootStrap, WebSocket 等技术，支持多种数据库MySQL, Oracle, sqlserver等。 分层设计：使用分层设计，分为dao，service，Controller，view层，层次清楚，低耦合，高内聚。 安全考虑：严格遵循了web安全的规范，前后台双重验证，参数编码传输，密码md5加密存储，shiro权限验证，从根本上避免了SQL注入，XSS攻击，CSRF攻击等常见的web攻击手段。

3.产品特色

3.1 RS485隔离端口

Lanpu-1802RTU提供一路隔离485接口，设计采用了一个3通道隔离器、一个三态差分线路驱动器，一个差分输入接收器和ADI公司的isoPower?DC/DC转换器，它们采用5 V或者3.3 V单电源供电，实现完全集成的信 和电源隔离RS-485解决方案，对RS485输入输出引脚提供±15kv ESD保护，适合负责电磁环境、恶劣气象条件下使用。

3.2 NB-IOT系统

Lanpu-1802型RTU可以选配GPRS或NB-IoT通信系统，NB-IoT覆盖广且深，比GPRS覆盖增强20dB+；可以做到超低功耗，基于AA电池，使用寿命可超过10年；连接用户数量大，综上NB-IoT技术具有的低成本、广覆盖、低功率、大连接等特征。

3.3 优越的扩展性能

各地水文的监控系统存在要求不同，比如使用《水文监测数据通信规约（SL651-2014）》、《水资源监测数据传输规约（SZY206-2016）》之中没有规定的扩展命令，每个地区要求监测的要素也不相同，数据采集设备如：流量计、水位计等也差别也非常大，蓝普遥测终端机可以根据客户要求协议定制系统，大数据云平台可以将其它厂家的RTU系统纳入统一管理之下，可随时察看任何地区，任一地点的实时水情信息。

3.4 集中管理 方便维护

系统采用一个中心平台，采用完善的权限管理系统，权限管理包括人员权限管理和设备权限管理，用户只需一台普通PC登陆web后即可实时观测水情信息，可以通过手机客户端访问设备采集信息。