一、 概述
每年4-8月份，我国很多区域进入雨季，防汛是各级政府的头等大事，在第一时间掌握所辖地区的降雨量，在第一时间掌握各河流、水库水位信息，就掌握了防汛工作的主动权。由于要安装的监测点的位置比较偏远，使用有线通信及电台通信的成本比较高。监测部门需要一种新型的无线通信方式实现对水位、雨量、流量的远程监测。
二、解决方案
1、系统搭建
GPRS水位雨量自动监测系统由监测中心、通信网络、现场监测设备、现场测量设备四部分组成。
监测中心：由中心服务器、GPRS数据传输模块（如中心分配固定IP无需此设备）、监测系统软件组成。
通信网络：中国移动GPRS网络或公网宽带（固定IP）+ 中国移动GPRS网络。
现场监测设备：220V供电监测终端、太阳能供电监测终端、高能锂电池供电监测终端
测量设备：水位计、雨量计、流量计。（输出信号为485串口输出或模拟量）。
2、中心配置
监测中心由数据服务器和GPRS无线数据传输器（如中心分配固定IP无需此设备），服务器上安装操作系统软件、数据库软件、监测系统软件。
3、通信网络（以下组网根据实际情况选择）
情况1、监测中心具备宽带（类型：光纤、网线、ADSL等），并绑定固定IP。现场监测终端设备中使用B型GPRS，接入点名称（APN）为cmnet。中心数据服务器可以与多个B型GPRS模块进行数据通信。1个B型GPRS模块可以与多个数据中心进行数据通信。
情况2、中国移动公司提供GPRS网络平台，建立一个VPN专网，提供一个APN接入点，监测中心使用1台GPRS，每个现场监测终端设备使用1台GPRS，并为GPRS使用的每张SIM数据卡绑定一个固定的IP地址。网络的保密性、可靠性高。平升公司生产的GPRS数据传输模块可以登陆中国移动公司的GPRS-VPN专网，在网络上传输数据。
4、现场监测终端设备
4．1、市电供电监测终端
有220VAC供电条件的监测点使用该设备，要求安装地点有GPRS信号。
（1）、设备特点：
◆ 采集水位计、雨量计、流量计的数据，采集间隔可设置。
◆ 主动上报采集的数据信息，上报时间间隔可设置。
◆ 变化上报水位、雨量、流量信息，可设置水位、雨量、流量上报的上下限，采集的数据超过上报的上下限时，终端即刻上报信息。
◆ 水位计、雨量计、流量计等测量设备与终端之间连线中断时、现场停电时、打开终端箱门时，终端主动上报故障信息。
◆ 终端内配置蓄电池，现场停电后，终端设备和水位计、雨量计、流量计等测量设备可以继续工作一段时间。
◆ 终端支持监测中心随时问询。
◆ 终端内存储历史数据，供监测中心查询。
◆ 终端可以扩展，增加配置后，可采集温度、水质等信息。
◆ 监测中心可以远程维护、修改终端的工作参数。
◆ 为测量设备供电。
◆ 终端配置室外型机箱，可安装在室外环境。
◆ 工作温度：-20～+70℃
◆ 数据采集精度：0.5%
◆ 数据传输误码率:10-4
（2）、终端配置示意图
（3）、配置说明：
◆ DATA-6216微功耗测控终端：
低功耗设计，为终端核心设备，负责数据采集和GPRS远程通信。
◆ 空开：终端设备的电源总开关。
◆ 隔离变压器：稳定供电，降低电源线上雷电信号对终端的损坏。
◆ 开关电源：把220VAC转换为12VDC，为蓄电池供电，断电检测及切换。
◆ 蓄电池：停电时为终端供电。
（4）、配置清单：
4．2、太阳能供电监测终端
没有220V市电供电条件的监测点，选用该终端设备，使用时要求有日照条件，安装地点有GPRS信号。
（1）、设备特点：
◆ 采集水位计或雨量计的数据，采集间隔可设置。
◆ 主动上报采集的数据信息，上报时间间隔可设置。
◆ 变化上报水位、雨量、流量信息，可设置水位、雨量、流量上报的上下限，采集的数据超过上报的上下限时，终端即刻上报信息。
◆ 水位计、雨量计、流量计等测量设备与终端之间连线中断时、现场停电时、打开终端箱门时，终端主动上报故障信息。
◆ 终端内配置蓄电池，夜晚或雨雪天气无日照条件时，终端设备和水位计、雨量计等测量设备可以继续工作一段时间。
◆ 终端支持监测中心随时问询。
◆ 终端内存储历史数据，供监测中心查询。
◆ 终端可以扩展，增加配置后，可采集温度、水质等信息。
◆ 监测中心可以远程维护、修改终端的工作参数。
◆ 太阳能为监测终端和测量设备供电。
◆ 终端配置室外型机箱，可安装在室外环境。
◆ 工作温度：-20～+70℃
◆ 数据采集精度：0.5%
◆ 数据传输误码率:10-4
（2）、终端配置示意图
（3）、配置说明：
◆ DATA-6216微功耗测控终端：
低功耗设计，为终端核心设备，负责数据采集和GPRS远程通信。
◆ 充电器：为蓄电池供电，为设备提供12VDC供电。
◆ 蓄电池：夜晚或阴雨天气无日照条件时为终端和测量设备供电。
（4）配置清单
4．3、电池供电监测终端（DATA-6216 无线抄表器）
没有220V市电供电条件、又不具备太阳能安装条件的监测点，使用该终端设备.
（1）、设备特点：
◆ 采集水位计或雨量计、流量计的数据，采集间隔可设置。
◆ 主动上报采集的数据信息，考虑到电池寿命，建议每次采集的数据集中打包后上报给监测中心。电池寿命取决于数据上报的频率，不大于1万次数据发送。
◆ 变化上报水位、雨量、流量信息，可设置水位、雨量、流量上报的上下限，采集的数据超过上报的上下限时，终端即刻上报信息。
◆ 测量设备与终端之间连线中断时，电池电压过低时，终端主动上报信息，。
◆ 终端内置4节高能锂电池，每节13.5Ah。
◆ 终端内存储历史数据，供监测中心查询。
◆ 终端可以扩展，增加配置后，可采集温度、水质等信息。
◆ 监测中心可以远程维护、修改终端的工作参数。
◆ 为低功耗测量设备供电。
◆ 终端配置室外型机箱，可安装在室外环境。
◆ 工作温度：-20～+70℃
◆ 数据采集精度：0.5%
◆ 数据传输误码率:10-4
（2）、终端配置示意图
（3）、配置说明：
◆ DATA-6216微功耗测控终端：为终端核心设备，负责数据采集和GPRS远程通信。
5、现场测量设备
5.1 浮子式水位计
选用光电式或接触式系列编码器，配以精密的变速机构、线轮、不绣钢钢丝绳、重锤、防浪锤和浮子等构成。该传感器安装在测井口或者测管上方，当液位变化时，浮子随之上升或下降，测绳便带动线轮做旋转运动，与线轮同轴连接的编码器就输出与液位对应的数字信号送至智能测控仪。从而达到了对液位的实时显示及控制的目的。广泛用于地表水、地下水及大坝测压管水位测量。
本型仪器适用于口径内径不小于70～150mm、埋深为10～500m范围的场所使用，并且井管的中轴线必须是直线，井管内壁必须平滑、无凹凸障碍。主要技术参数
水位变幅：0—10m：0-20m；0-30m；0-40m；0-80m；
水位编码器分辨力：1㎝
测量准确度：≤0.2%
浮子直径：Φ40mm；Φ50mm；Φ100mm可选
输出信号：格雷码10～13bit（RS485或4-20mA接口选配）
环境温度：-10℃～85℃
相对湿度；＜90%(40℃).
5.2、电磁流量计
电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定
律来测量管内导电介质体积流量的感应式
仪表，采用单片机嵌入式技术实现数字励
磁。电磁流量计在满足现场显示的同时，
还可以输出4-20mA电流信号和RS485以
供记录、调节和控制使用。电磁流量计除
可测量一般导电液体的流体外，还可测量
液固两相流，高粘度液流及盐类、强酸、
强碱液体的体积流量。
电磁流量计的性能特点
1）、仪表结构简单、可靠，无可动部件，工作寿命长。
2）、智能化设计，有显示介质流向和仪表故障自诊断功能。
3）、无机械故障，响应快速，稳定性好，可应用于自动检测、调节和程控系统。
4）、测量精度不受被测介质的温度、粘度、压力等物理参数的影响。
5）、采用EEPROM存储器，测量、运算数据存储保证安全可靠。
6）、具有MODBUS 协议,RS-485通信接口和HART协议通信接口。
电磁流量计的技术参数
1）、仪表精度 ：管道式0.5级（0.3级可选）；1.0级
插入式2.5级（1.5级可选）
2）、测量介质 ：电导率大于5us/cm的各种液体和液固两相流体。
3）、流速范围 ：0.2-8m/s
4）、工作压力 ：1.0MPa/1.6MPa/2.5MPa/4.0MPa(高压可订制)
5）、环境温度 ：-40℃～50℃
6）、介质温度 ：聚四氟乙烯衬里≤180℃；橡胶材质衬里≤65℃
7）、输出信号 ：4-20mA,负载电阻 0-750Ω
6、相关配套设备
太阳能电池板及蓄电池
太阳能电池板和蓄电池的选型要考虑设备功率、连续工作时间、有效日照时间等因素。
太阳能板配制计算方法：
电池板配置功率（W）=设备功耗（W）×每天工作时间（小时）×1.2(安全系数)÷[5小时(每天有效工作时间) ×0.6(充电效率)]
蓄电池配置计算方法:
蓄电池配置容量（Ah）=设备功耗（W）×每天工作时间（小时）×阴雨天(天数)÷[设备供电电压(V) ×0.6(供电效率)]
