水质在线监测站建设方案（第六章）
时间：2023-07-10 08:57:02 | 来源：网站运营
时间：2023-07-10 08:57:02 来源：网站运营
水质在线监测站建设方案（第六章）：
系统通讯网络组成和功能
水质水位自动监测系统以水质水位自动监测站、通讯网络和监控中心组成，其中，水位和水质站在选址和建站时，一般集成在一起。其拓扑结构如图所示：
系统通讯网络拓扑结构图
监控中心站采用InterNet互联网固定IP地址接入和10/100Mbps宽带光纤接入。
水位遥测站采用GPRS和GSM-SMS无线双备份通讯信道，GPRS为主信道，GSM-SMS为备用信道；水质自动监测站采用光纤宽带网络传输信道和无线GPRS信道双备份信道，光纤宽带为主信道，GPRS为备份信道。
现场水质水位监测站满足以下功能：
- 实现各种监测设备、传感器之间的模拟、脉冲、开关、数字量信号连接和数据传输。
- 现场数据采集传输采用现场总线、开放的通讯协议和标准数据传输格式，通过基于RS485网络的Modbus/RTU或PLC标准通讯协议采集水质在线分析仪和智能传感器的数据。
- 现场水质水位监测站与监控中心的远程通讯采用省级监控中心平台统一指定的通讯协议，实现双向传输。
水位遥测无线通讯信道
遥测和告警信道
超短波遥测信道在我国水文遥测系统中使用已有多年，技术成熟，设备可靠。由于超短波信道的用户需要自己测试、架设和维护无线信道（特别是中继站），因此对用户维护的工作量和技术要求较高。
根据国家水资源遥测信息系统建设的指导意见，遥测信道优先选择国家大型通讯服务公司的成熟信道，减少用户单位的通讯信道维护技术要求和管理成本。经过现场测试，中国移动公司的GSM网络保证了系统全部遥测组网的站点畅通性要求，网络基本稳定可靠，满足本系统的遥测信道需求。
水位遥测信道和中心站网络拓扑图
本系统租用中国移动的GSM网络作为遥测信道，遥测站采用GPRS/GSM-SMS双信道备份通讯模式，GSM－SMS作为系统中心站告警短信自动发布信道。
遥测信道可靠性
GPRS业务“永远在线”、带宽大、仅按通讯流量计费、与Internet无缝连接，但是存在通讯带宽不稳定、网络安全性差问题。GSM－SMS业务覆盖面广，但是存在通讯包延时、丢包、按通讯包次数计费的缺点。
本系统采用GPRS和GSM－SMS双通讯信道。为了提高遥测信道的可靠性，建立GPRS和GSM－SMS主从备份的无线上行遥测信道组网方案，实现GPRS主信道通讯中断时，自动切换到GSM－SMS信道。
GPRS下行主信道采用MPLS－VPN方式的光纤专线，从中国移动公司的服务器直接接入系统中心站的通讯服务器，可以有效的提高网络安全性和稳定性。
作为GPRS的备份信道， GSM－SMS下行备份信道通过数据中心的GSM无线终端接入通讯服务器，可以与GPRS光纤接入中心站构成有线和无线信道的物理备份。
水文遥测站工作体制
系统采用自报－应答兼容式工作体制。
平时遥测站工作在自报式值守工作状态，通讯机进入低功耗睡眠状态，产生数据变化后，立即触发遥测终端工作，发送实时数据包。遥测站可以接收并响应中心站发送的召测指令，自动采集并发回最新遥测信息。
遥测站可以接收中心站发送的时钟校正指令，自动完成对时。
监控中心及数据传输技术指标
- 系统通过规定的数字通讯接口采集监测仪器实时数据并存储，数据采集装置与监控中心采用统一指定通讯协议，数据传输规约符合《水资源监控管理系统数据传输规约》（SZY206-2012）标准，并以无线、有线两种传输方式进行数据传输，将常规五参数、氨氮、高锰酸盐指数、水位等各个测量参数自动接入水利厅指定平台。实现双向传输，提供对各级监控中心进行权限设置的功能。
- 系统数据采集与传输完整、准确、可靠, 采集值与测量值误差≤1%，信号的输入输出具有可扩展性。
- 监控中心具有远程显示现场工作状态含常规五参数、氨氮、高锰酸盐指数、水位、仪器室温、湿度等各个测量参数、仪器设备故障自动报警、异常值自动报警和参数超标（上、下限）报警、并能将报警信号自动发送至各级监控中心。
- 监控中心具有常规五参数、氨氮、高锰酸盐指数、水位等各个测量参数及站点设备实时运行状态的查询功能，按需要进行多种方式的数据查询。
- 系统设备功能指标符合《水资源监控设备基本技术条件》（SL426-2008）标准，控制单元主体设备平均无故障时间（MTBF）≥2000h，信号的输入输出具有可扩展性，断电后可继续工作时间≥12小时。
- 现场站点设备断电后，数据至少保存30天，并能储存90天以上的常规五参数、氨氮、高锰酸盐指数、水位等各个测量参数原始数据，同时保存相应时期发生的有关校准、断电及其他事件记录。
- 现场LCU测控通讯单元可动态显示系统的实时状态，实时数据，各单元设备工作状态参数的显示，各个分析仪表的工作状态，含常规五参数、氨氮、高锰酸盐指数、水位等各个测量参数。
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