河流监测系统-水位，流速，流量，水质，视频监控

一、目的

实现整体河道在线式视频监控,为河道治污追源提供及时便捷的追查手段,同时对排污等违法行为提供监控预警和取证。二是管理人员、巡查人员能够通过移动终端查看实时视频,实现随时随地监控河道状况,可智能分析人员轨迹,辅助河道巡查考核,辅助违法抓拍。三是可通过视频监控手段,加以智能化分析,在末端截污、点位治理、源头治理、河道系统治理上形成高效、可视化、平台化、信息化的治理方法,为滇池保护治理提供有针对性的决策依据。四是为智慧河道、智慧城市提供感知层数据基础,在增加各类传感设施后,可提供包括河道、排污口、雨水管道等水位、流量、pH值、温度、浑浊度、COD、BOD、氨氮等重要传感数据在线式采集、上传、分析,为每条入滇河道形成定期的河道数据分析报告。

智慧河道一般由以下几个方面组成：

1、水位流量：可以根据现场环境选择多普勒超声波流量计（接触式）或者雷达流量计（包含雷达流速仪和雷达水位计）（非接触式）。

2、水质在线监测：包括PH，温度，浊度，COD，氨氮，BOD等。

3、图像视频：用于拍摄下泄口或者是流量计安装处的视频图像，通过4G网络将数据传输至服务器远端可以查看。

4、供电系统：用于给整套系统进行供电、根据现场环境可以选择太阳能供电或者市电供电。

5、通信设备：可以通过遥测终端机将采集到的传感器数据通过GPRS发送至云端。

6、数据查看：数据可以通过遥测终端机发送至数据服务器、用户可以通过云平台或者手机浏览器远程查看数据，数据也可以发送至相应监管部门的服务器。

二、数据传输方式：

1、光纤有线传输：采用光纤或者有线宽带网络。适合安装点有网络且下泄流量站点离的比较近的地方可以考虑采用这种方式。

2、GPRS/4G无线通信：采用GPRS或者4G信号将数据和视频图像传输至服务器。适合安装点比较远、无法布线的场合。

3、北斗通信：采用北斗短报文进行通信，遥测终端机采集到的数据通过北斗短报文的形式发送至一台北斗接收机上，北斗接收机将数据进行转发。适合安装点无网络信号的地方。

三、监测站点的位置：

1.选点需要安装在水流平稳，无回流的地方

2.多普勒超声波流量计需要水淹没探头，设备整体高度3CM,需要的最低水位3CM以上

3.避免淤泥或者垃圾挡住探头

4.雷达流速仪起始速度比较高，需要装在流速比较大的位置，0.1m/S的流速

5.雷达流量计属于非接触式安装，优先考虑有桥的地方。

四、主要设备选型：

1、非接触雷达流量计

雷达流速仪

产品特点：

●防水、防结露、防雷设计，适用于各种野外环境；

●进口平面微带雷达非接触式测量，不受气候、泥沙及漂浮物影响；

●能够适应复杂情况，不受高水位、垃圾、淤泥、植被等影响；

●快速精确测量，数据输出稳定，且适用于洪水期高流速环境；

●测量运行和休眠模式相结合；

●雷达发射波束角小，准确度高，不易受外界影响；

●结构小巧，功耗低，安装方便、易维护；

●配套控制器远传设备，可轻松对接现有水文遥测系统；

●宽输入电压范围，适合太阳能电池供电；

●独有渠道流速模型，测量精度更高。

技术参数：

测量范围：0.01-20m/s

测量精度：±0.01m/s

雷达垂直倾斜角修正：自动修正

流速方向识别：双向

雷达频率： 24GHz

有效距离：0-40m

供电范围：12 VDC

输出接口：RS485

功耗：＜1W

工作温度：-10-60℃

存储温度：-20-70℃

相当湿度：0-95%RH

防护等级：IP66

雷达水位计

技术参数：

测量范围：30m或70m

精度：±3mm

频率范围：26GHz

供电电压：6-24V

信号输出：RS485 Modbus

2、接触式多普勒超声波流量计

多普勒超声波流量计

产品特点：

●宽量程：0.02-5m/s(流速)

●分辨率可达1mm/s（流速）

●高响应时间，打破以往需要长时间才能得到流速流量的，测量结果时时刷新。

●速度面积法流量测量，适合满管及非满管，可自由设定断面水位关系。

●内部自带高精度温度传感器可用于水温测量和声速补偿。

●流体力学外壳设计，对水体流态影响小，不影响测量精度。

●防腐蚀外壳设计，能够在恶劣环境下长期工作。

●可提供瞬时流量值和累积流量值。

●无机械转动部件，不存在泥沙堵塞或水草、杂物缠绕等问题，最适用于泥沙悬浮物含量高，水草等漂浮物多的河流中测量。

●测量线性，出厂已校准长期使用也无需校准。

●配有数据接收软件，可读取实时数据和累计数据。

技术参数：

流速：

测量范围：0.02-5m/s

精度：1.0%±1cm/s

分辨率：1mm/s

水深：

测量范围：0m-5m（更高可设置）

精度：±1cm

分辨率：1mm

温度：

测量范围：-10℃-60℃

精度：±0.5℃，

分辨率：0.1℃

流量：

测量范围：0.001m³/h-999999999 m³/h（根据断面可以增加）

精度：±2-3%（根据断面流态有所不同）

分辨率：0.0001 m³/s

电源：直流10V-24V

工作电流：12V 小于0.1A

输出信号：RS485（Modbus-RTU）

防护等级：IP68

工作温度：0℃-60℃（不结冰）

存储温度：-10℃-70℃

设备材质：灰色PVC

3、遥测终端机

产品特点：

●通信功能：支持GPRS，短消息，卫星，433，以太网等多种通信方式。

●工作模式：支持实时在线以及定时唤醒等工作方式。

●采集功能：水位，雨量，温湿度，水文，流速，流量，风速风向，闸位，电池电压等数据，其它传感可定制。

●图片抓拍功能：支持4个工业相机抓拍上传。

●远程管理功能：支持远程配置，远程升级，远程重启等远程维护功能。

●报警功能：水位雨量，门限报警。

●存储功能：自带flash存储以及TF卡，可永久存储历史数据，掉电不丢失。

●本地配置：本地支持USB以及WIFI配置，数据查询，历史数据导出。

●支持多3个中心，可实现“一包多投”功能

●支持最高256GB容量TF卡，可作为海量数据存储器使用。

●宽电压设计，具有反接保护和短路保护功能。

●所有输入输出端口采用抗雷击设计，可省缺外置防雷保护模块。

●支持主备信道切换，以及GPRS短信同时上报（短信内容格式可定制）。

●安全报警功能：支持柜门开启报警

技术参数：

●硬件配置：2路RS485接口，1路TTL串口（可用作IO接口，外接单总线温湿度传感器，控制继电器等），SDI接口，1路IO接口，1路脉冲输入接口，1路脉冲雨量计接口，2路模拟量4-20mA接口，1路以太网接口（可外接多种转换模块），2路12V可控电源输出，1路5V可控电源输出。

●存储容量：16M，支持最大256G TF卡。

●供电电压：6-24V。

●功 耗 ：待机电流<1Ma(12V)。

●工作电流<6Ma(12V)。

●工作环境：温度-30~60℃，湿度：<95%(无凝露)。

4、4G摄像头

分辨率：H.264 130万 960P

镜头：标配6mm镜头 视角约70°15米 可换3.6 8 16 25mm镜头

夜视距离：2个点阵激光灯 红外距离5-80米

TF卡存储录像：最大支持32G

网络制式：联通+移动+电信4G全网通

有线网络：1个10/100M网口

六、安装方式：

多普勒超声波流量计安装方式：

雷达流量计安装方式：

河道浮标在线监测系统：

水质多参数浮标监测系统以浮标为载体，集成化学、光学和生物传感器技术，现场自动采样分析技术、浮标防护及报警技术，实现水样采集、分析、数据记录及传输、预警分析等功能。可监测pH、溶解氧、电导率、浊度、叶绿素、蓝绿藻、氨氮，COD等多种水质因子，所有监测因子即可无线方式传输到监测中心，也可在现场实时读取。系统运行可靠稳定、维护量少，可实现实时在线监测及无人值守。

监测数据分类：

荧光法溶解氧探头

量程:0-20mg/L 或0-200% 饱和度

精度:±0.3mg/L

分辨率:0.01mg/L

光纤式浊度探头

量程:0-1000 NTU

精度＜5%或0.3NTU

分辨率:0.1NTU

四电极电导率探头

量程：1uS/cm-100mS/cm

精度:1% FS

分辨率:0.1mS/cm

数字pH探头

量程:0-14pH

精度:±0.1pH

叶绿素探头

量程:0-400ug/L

分辨率:0.1ug/L

蓝绿藻探头

量程:0-270, 000 cells/mL

分辨率:1 cells/mL

氨氮探头

量程:0-1000mg/L

分辨率:0.1 mg/L

COD探头

量程:0.75 to 370mg/L

分辨率 0.01mg/L

水质多参数浮标监测系统主要由浮标体、监测传感器、数据采集传输、太阳能供电、防护及报警系统组成。浮标体上有3个传感器仓，无须使浮标离开水体就能对水下传感器进行操作。对传感器的维护过程中不需要用到大型船只和重型装卸设备

审核编辑黄宇