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水文水质在线监测及预警系统技术解决方案


水文监测系统概述
1.1 产品简介 

OSEN 水文监测设施是国民经济基础设施的重要组成部分,在防洪抗旱减 灾、水资源开发利用、水生 态与环境保护、水工程规划与运行管理等方面具有不可替代的重要作用。特别在防洪减灾中,水文监测 发挥了耳目和尖兵的作用,准确、及时的雨水情信息和预测预报,为政府部门科学决策和实时调度提供 了依据。
OSEN 水文监测站系统是一种集水文数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的水文采集系统。 水文监测站系统由水文传感器、数据采集仪和计算机软件三部分组成。数据采集仪具有水文数据采集、 实时时钟、水文数据定时存储、参数设定、友好的人机界面和标准通信功能。 系统内置大容量 FLASH 存储芯片;多种通讯接口可以很方便的与计算机建立有线通讯连接,若选配 GPRS 无线通讯模块还可实现水文设备与计算机监控中心的远程无线连接。
1.2 产品功能
◆实时监测雨量、水位、水质温度、水质 OSEN 值、水质盐分电导率、水质溶氧量等要素监测参数;
◆微电脑监测数据采集仪具有气象数据采集、实时时钟、定时存储、参数设定、参数和气象历史数据掉 电保护等功能;
◆汉字液晶键盘人机界面,人机界面友好;
◆数据浏览功能。能提供局域网数据浏览、互联网数据浏览、手机数据浏览等多种数据浏览途径供用 户选择;
◆灵活的系统组网方式。通讯功能支持 MODBUS 通讯协议。提供标准有线(485、232/ USB)、无线(GPRS/ LAN/电台/WIFI/卫星)等多种通讯方式供用户选择。灵活与气象计算机组成气象监测系统;
◆可靠供电系统。提供市电、直流和太阳能系统等多种供电方式供用户选择;
◆采用全不锈钢、金属喷漆支架和野外防护箱,外形美观、耐腐蚀、抗干扰;
1.3 系统特点 
◆电源系统:双电源供电系统、交流 220V、直流 5V、12V、太阳能等,根据用户需要选配。
◆可靠运行于各种恶劣的野外环境,低功耗、高稳定性、高精度、可无人值守。
◆完善的防雷击、抗干扰等保护措施。
◆硬件和软件均采用模块组合式开放性设计,可灵活组合使用。
 ◆监测要素可按实际需求选配。模块化设计极大的方便了后期设备的调试和升级。
◆通讯方式可根据传输距离来按需要选配,为方案提供最高的性价比。
◆气象 WEB 发布系统可以让用户在互联网上随时使用浏览监测站现场监测数据。
◆客户端浏览:可以通过软件客户端,实现局域网、互联网上查询、统计监测站现场监测数据.


2、系统设计 
2.1 系统设计目标 
根据客户需求,提供能够充分体现和满足客户个性化需求的解决方案。
2.2 系统设计依据
本系统主要以《GBT 15966-2007 水文仪器基本参数及通用技术条件》、《灌溉试验规范 SL 13-2004》、 《水文自动测报系统技术规范 SL 61-2003》、《GBT 27993-2011 水位测量仪器通用技术条件》、《地下水监 测规范 SL 183-2005》等文件为依据,根据实际需要进行适当修改,并整合若干组件而形成的水文监测系统。
2.3 系统设计原则 
1)兼容性原则。 系统提供灵活的设置,可兼容国内外各种传感设备,进行数据采集与处理,在保证功能的前提下, 可以最大限度降低系统成本。
2)易用性原则。 系统使用人员范围广,使用人员的计算机水平层次不一,很多地方缺少计算机专业人员,该系统 做到操作简便,维护简单,易学易懂。
3)可靠性原则。 硬件设计时具备操作与安全保护机制,最大限度减小用户误操作导致的错误或损失。采用可靠稳 定的数据传输系统,采集中心以查询方式主动调取采集器数据,具备心跳机制,断线重连机制等,保证各项性能可以长时间稳定运行。
4)安全性原则。 系统的用户根据业务的需要,具有不同的安全级别及操作权限,系统能充分发挥操作系统、数据
应用软件三层安全保证措施,以保证数据的安全性。
5)易二次开发、易维护性原则。 采用封装技巧,建立稳定的底层工具,核心技术文档随系统发布等手段,使具有基本技术水平的 系统维护人员可以在一定程度上对系统进行较复杂的维护及一般性扩充。
6)环保节能原则。 采用无污染优化的电源管理设备,可控的系统功耗。高效节能,以较小的太阳能电源系统即可实 现应有功能。


产品简介
3.1 数据采集仪介绍 

OSEN 数据采集仪是一种集监测数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的监测采集系统。它 在工农业生产、旅游、城市环境监测和其它专业领域都有广泛的用途。 OSEN 数据采集仪具有监测数据采集、实时时钟、监测数据定时存储、参数设定、友好的人机界面和 标准通信功能,可以根据用户的需求很方便的与计算机建立有线(RS485、RS232、USB 等)、无线通讯 (GPRS、WIFI、LAN、Zigbee 等)连接.

3.2 主要技术参数
内核: ARM 32 位 Cortex-M3 CPU 系统时钟:高可达 72MHz 指令执行速度: 1.25Dmips/MHz 采样频率:0.5s/次 存储功能: FLASH 存储容量: 4M bits(每 1 小时存储一次,可存储 1.6 年),同时可扩展至 32Mbit. 并可扩展 USB 存储接口 1 个,实现 U 盘存储. 功能要求:智能采集、转发、存储,具有自动、人工召测功能。 传感器通道: 模拟/计数通道:16 路,可再扩展 16 路数字 I/O 通道,用于各种外接扩展功能. 模拟量 A/D 转换精度:12 位 频率量采用 16 位高速计数器进行采集,输入信号频率高达 1MHz. 供电显示: 宽电压输入:8V~40V 环境温度:-30~85℃ 显示形式:192*64 全点阵液晶显示,可以显示 12*4 个汉字,整体界面清晰美观;可扩展 LED 显示屏进 行丰富显示;同时支持实时时钟及时间校准功能 功耗:整机功耗不大于 2W 通讯功能: 具有四路 RS232/RS485/USB 通信接口,可同时进行四路 RS232/RS485/USB 通信,彼此之间互不干扰; 并可扩展 CAN 总线通信接口 1 个; 远程升级: 支持远程应用程序更新:采集仪程序更改、升级,无需返厂,通过计算机软件,即可对采集仪进行 远程程序更新,支持现场和远程对设备进行各项参数设置或读取的编程操作 通讯协议: 支持 XOSEN、标准 MODBUS 协议,双协议切换功能,方便用户实现上位机软件二次编程.
3.3 产品功能
1.功能要求:智能采集、转发、存储,具有自动、人工召测功能;
2.存储容量:每 4 小时存储一次数据,可存储 6 年多气象数据;
3.具有标准 USB/RS232/RS485 端口,可方便接入 PC 机或笔记本电脑;
4.可提供标准 MODBUS 协议,供用户实现上位机软件二次编程;
5.通信方式:具有 GPRS/GSM 短信通讯方式,支持 LAN/WIFI/Zigbee 方式的扩展;
6.具有外部接口扩展功能:可实现 U 盘存储功能,实现大量数据的存储;
7.可现场和远程对设备进行各项参数设置或读取的编程操作;
8.电路设计合理,抗外界干扰能力强;
9.支持时间校准功能;支持 XOSEN、标准 MODBUS 双协议切换;
10 传感器通道:16 路 扩展存储:U 盘存储 2G 通讯波特率:9600bps

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