基于工業(yè)級4G RTU物聯(lián)網(wǎng)智慧水利解決方案

一、方案背景      

      水是生命不可或缺的一部分，水資源是關(guān)系到國計民生的基礎(chǔ)資源，我國存在水資源短缺、南澇北旱、水污染加劇和水土流失嚴(yán)重等眾多水問題，隨著全國信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷推進，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣、網(wǎng)絡(luò)帶寬、計算機處理能力和存儲容量的迅速提高，以及各種信息處理、識別與跟蹤技術(shù)的出現(xiàn)，全程數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)勢愈發(fā)明顯，其高度的開放性、集成性和靈活性為水利監(jiān)控系統(tǒng)和設(shè)備的整體性能提升創(chuàng)造了必要的條件，為了能更好的合理利用水資源，“智慧水利”應(yīng)運而生。

     才茂通信作為國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)安全研究方向的領(lǐng)軍團隊，是較早的涉及水利行業(yè)開發(fā)和實施的企業(yè)之一，立足水利行業(yè)信息化的發(fā)展，結(jié)合公司自身的技術(shù)優(yōu)勢和水利行業(yè)經(jīng)驗，結(jié)合水利業(yè)務(wù)安全要求高、空間跨度大、野外作業(yè)多等特點，運用物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)，提供了全面的智慧水利解決方案。  

二、方案介紹      

◆ 1.何為“智慧水利”？

“智慧水利”是在水利信息化的基礎(chǔ)上高度整合水利信息資源并加以開發(fā)利用，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線寬帶、云計算等新興技術(shù)與水利信息系統(tǒng)的結(jié)合，實現(xiàn)水利信息共享和智能管理，有效提升水利工程運用和管理的效率和效能?！爸腔鬯焙w了水文、水質(zhì)、水資源、供水、排水、防汛防澇等方面，是通過各種信息感測設(shè)備，測量雨量、水位、水量、水質(zhì)等水利要素，通過無線終端設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)進行信息傳遞，以實現(xiàn)信息智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控、計算、管理、模擬、預(yù)測和管理。

◆ 2.系統(tǒng)介紹

    不同項目針對性開發(fā)的“智慧水利”整套解決方案，由監(jiān)控中心和各個水源監(jiān)測點組成，各個水源監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集終端可監(jiān)視和采集水位、壓力、流速等各種數(shù)據(jù)，供控制中心分析和決策使用，提高工作效率，保證引水質(zhì)量，滿足灌區(qū)的用水量的需求。

    水利智能監(jiān)控平臺按照物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)分為傳感層、網(wǎng)絡(luò)層、業(yè)務(wù)層，痛痛過集成平臺進行業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的融合，并通過標(biāo)準(zhǔn)的控制指令進行設(shè)備進行控制，實現(xiàn)水利的智能監(jiān)控。

水源井監(jiān)控設(shè)備|水源井監(jiān)控終端|水源井自動化監(jiān)控設(shè)備|水源地遠程監(jiān)測設(shè)備

◆ 3.實現(xiàn)功能

    1. 能夠?qū)崟r自動采集監(jiān)測點的水位、流量等數(shù)據(jù)，用于實時監(jiān)控和統(tǒng)計分析，監(jiān)控數(shù)據(jù)能夠長時間保存，供歷史查詢。

    2. 當(dāng)監(jiān)測的水位超過了一定警戒高度，或水位上漲的速度過快時，能夠及時地提醒用戶，并通過短信、郵件、聲音警報等方式保證用戶的感知。

    3. 集成視頻監(jiān)控功能，用戶能夠?qū)χ匾O(jiān)測點通過攝像設(shè)備實時監(jiān)控，分屏顯示多個監(jiān)測點的現(xiàn)場情況，并可以回放監(jiān)控錄像。

    4. 采用友好簡單的用戶操作界面，集成GIS地圖，用戶能夠在地圖上概覽各個監(jiān)控點的水文閘口信息，并能夠?qū)崿F(xiàn)放大、縮小、顯示詳細信息等地圖基本功能。

    5. 集成遠程提放閘設(shè)備，用戶可以在系統(tǒng)界面上看到各個閘口的當(dāng)前狀態(tài)和附近水文的詳細數(shù)據(jù)，根據(jù)工作需要對閘口進行遠程提放操作。

    6. 能夠?qū)ΡO(jiān)控數(shù)據(jù)做趨勢分析、統(tǒng)計、報表查詢，為用戶展示各監(jiān)控點1個月、24小時、1小時內(nèi)等各個時間段上的水文趨勢圖和告警分析圖。

    7. 管理員用戶可以對系統(tǒng)中的監(jiān)測點、監(jiān)控設(shè)備、用戶、角色、機構(gòu)等基礎(chǔ)信息進行維護，真正做到系統(tǒng)所有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)都是可維護、可擴展的。

    8. 提供嚴(yán)格的權(quán)限控制，分為功能權(quán)限和數(shù)據(jù)權(quán)限。不同角色的用戶，能夠使用不同的系統(tǒng)功能；用戶所屬的組織不同，也使用戶能夠看到不同的數(shù)據(jù)范圍。

    9. 為系統(tǒng)維護人員以及管理員用戶提供維護工具，為系統(tǒng)管理員和運維人員的日常維護工作提供指引和記錄。

    10.系統(tǒng)采用分層次、模塊化架構(gòu)實現(xiàn)系統(tǒng)良好的可擴展性，為以后的系統(tǒng)升級。

    水利智能監(jiān)控平臺按照物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)分為傳感層、網(wǎng)絡(luò)層、業(yè)務(wù)層，痛痛過集成平臺進行業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的融合，并通過標(biāo)準(zhǔn)的控制指令進行設(shè)備進行控制，實現(xiàn)水利的智能監(jiān)控。

◆ 4.方案整體

各層功能描述：

    設(shè)備接入層：提供統(tǒng)一的設(shè)備通信協(xié)議的接口適配

    數(shù)據(jù)采集及控制層：提供各種數(shù)據(jù)的采集及調(diào)度策略，以及設(shè)備控制信息收發(fā)的調(diào)度策略

    數(shù)據(jù)處理層：提供采集上來的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)格式化為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，并且進行原始數(shù)據(jù)入庫，計算告警等

    數(shù)據(jù)匯聚層：提供原始數(shù)據(jù)的匯總及關(guān)聯(lián)分析

    數(shù)據(jù)存儲層：提供數(shù)據(jù)的物理存儲

    業(yè)務(wù)邏輯層：提供數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)服務(wù)以及業(yè)務(wù)邏輯數(shù)據(jù)的組織及計算

    應(yīng)用服務(wù)層：提供前臺客戶端軟件的各種業(yè)務(wù)邏輯的服務(wù)接口

    對外接口層：提供對外界系統(tǒng)的統(tǒng)一服務(wù)接口層面

前端方案

    前端系統(tǒng)主要由視頻監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)關(guān)、傳感器、閘門控制設(shè)備等各種設(shè)備組成，實現(xiàn)對自然水域和水利工程現(xiàn)場視頻及各種水位、流量信息采集功能，以及控制閘門提放的功能。

后端軟件

◆ 5.系統(tǒng)特點

    1. 基于標(biāo)準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)，易擴展、可擴容彈性大、穩(wěn)定。

    2.引入傳感網(wǎng)安全機制，傳感節(jié)點發(fā)送的信息經(jīng)過加密，不容易被破解并利用；具有節(jié)點認(rèn)證安全機制，不容易被仿冒節(jié)點。

    3.實時監(jiān)控功能強大，不僅能從數(shù)據(jù)上實時監(jiān)控水位、流量等水文信息，還能夠通過視頻監(jiān)控到現(xiàn)場的實際情況。

    4.具備遠程控制功能，能夠遠程靈活地控制閘門的提放，省去了大量人工成本。

    5.數(shù)據(jù)分析和告警功能齊全，能夠及時地為用戶提供警示情報和趨勢分析。

    6.系統(tǒng)界面簡便友好，操作簡單，采用地圖、圖表等多種形式向用戶直觀地展現(xiàn)用戶需要的內(nèi)容。

7.權(quán)限控制嚴(yán)密，能夠?qū)τ脩舻牟僮鳈?quán)限和數(shù)據(jù)權(quán)限進行雙重控制。

◆ 6.產(chǎn)品優(yōu)勢

    1、可靠性：主要設(shè)備及元器件（包括組態(tài)軟件）采用國內(nèi)外著名公司產(chǎn)品。

    2、先進性：采用先進的圖像監(jiān)控和工業(yè)自動化控制技術(shù)，在同類項目中,要求達到國內(nèi)先進水平。

    3、經(jīng)濟性：系統(tǒng)的建設(shè)以適用為主,性能價格比高，實用性強。

    4、開放性和可擴充性：系統(tǒng)硬件和軟件均采用模塊化、結(jié)構(gòu)化、標(biāo)準(zhǔn)化,便于系統(tǒng)功能的擴充和系統(tǒng)的互聯(lián)。主要系統(tǒng)設(shè)備滿足可拆卸重組要求。

    5、易操作性、可維護性：系統(tǒng)的操作要簡單,維護管理方便。

    6、監(jiān)控系統(tǒng)具有有效的抗雷電、抗強電、抗電磁干擾措施：能在潮濕、振動、灰塵等惡劣環(huán)境下正常運行。對系統(tǒng)的信號傳輸采用可靠的保護措施。