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水文实时在线监测云平台系统
水文监测点分布的区域广等原因,实现现场监测管理难度很大,将各个监测点采集到的水情信息按水利部 SL51-2014《水文监测数据通信规约》的规范传输到监测中心,实时监测水情数据,对监测点按需设置管理权限,实现上下级水务部门的分级控制,实现相应的数据处理、水情信息监测及管理,为有效保护水资源、合理利用水资源发挥重要作用。
建设方案的目标是提供一个包括前端采集和传输一体的RTU 设备、支持远程设参数的配置软件、大数据云平台水情监控系统,该系统可实时监测各个监测点河道、水库等的水文数据和图片,前端设备包括工业照相机、雨量计、水位计等。水情信息、图片信息等通过NB-IOT 或GPRS 无线传输发送;大数据云平台提供设备权限管理、用户权限管理、信息查询统计等功能,为合理利用水资源提供数据参考。
一、 体系架构
前端由Lanpu-1802遥测终端RTU 和水位计、雨量计、工业照相机组成;遥测终端RTU 将水位计或雨量计的监测数据通过NB-IOT 或GPRS 网络无线传输发送至蓝普大数据监测云平台,监测人员通过pc 或手机可以访问云平台查询水情信息和管理设备。如下图所示:
二、技术架构
系统从逻辑上主要包括2个部分:水文遥测终端RTU、蓝普大数据监测云平台:
1.水文遥测终端RTU
水文遥测终端蓝普科技Lanpu-1802 RTU采用了基于NB-IOT和GPRS 无线网络研发数据通信产品,安装于监测点,实现监测点与监控中心云服务器之间的远程通信。设备采用32位处理系统,以嵌入式实时操作系统作为软件支撑平台,用于水情遥测,具备数据采集、存储、远程上报,管理功能。
设备采用了低功耗设计,具有多路传感器接口、产品支持多种工作模式,包括自报模式、查询应答模式;支持多中心站;大容量数据存储;可以连接各种通信接口的传感器,包括脉冲、4-20mA、0-5V、RS485、RS232等,具体有采集工业相机图片数据,支持抓拍、定时拍照功能;采集水位计和雨量计、流量计、脉冲水表数据;采集设备供电状态和井盖门或箱门开关状态。支持监测参数定时上报、超限自动报警功能,可以监测自身供电电压,耐强电磁干扰,内置看门狗电路,确保设备可以在各种复杂环境下长时间稳定工作,永远在线,可实现与服务器之间保密安全地通讯,将水情大数据汇集到“云
平台”。
2.大数据云平台
●系统采用B/S架构开发,分布式Redis缓存技术,让系统支持海量并发,
Web端能适应从IE7到IE9和Firefox、Chrome常用的浏览器,同时支
持移动端查看。
●提供GIS数据资源地图,对区域内所有监测点位的实时数据进行全景展
示与数据查询、分析等服务,快速锁定水情异常的监测点,便于水务部
门实时了解水情数据,掌握水情变化规律。
●系统能够接收前端设备上传的各种数据,进行分析处理,保存监测数据、
告警等信息至监控中心数据库中,用于水情监测业务系统展示、分析、
处理。
●大数据管理云平台使用包括Spring MVC4.0+, MyBatis, Apache ,BootStrap,
WebSocket 等技术,支持多种数据库MySQL, Oracle, sqlserver等。分
层设计:使用分层设计,分为dao,service,Controller,view层,层次
清楚,低耦合,高内聚。安全考虑:严格遵循了web安全的规范,前
后台双重验证,参数编码传输,密码md5加密存储,shiro权限验证,
从根本上避免了SQL注入,XSS攻击,CSRF攻击等常见的web攻击手
段。
水情图表分析功能,水务部门可以根据表格掌握水情变化的规律
三、核心技术及功能
1.基于MQTT的透传服务器
2. 云平台
蓝普云平台快速开发平台,数据在私有云上,更加高效和稳定
3. 分布式
分布式Redis缓存技术,让系统支持千万并发
4. 云平台功能
●强大是信息动态在线监控,支持科学决策,可以全面把握信息,传递信
息,为水务部门的决策提供最重要的信息,水务部门的管理人员可以根
据权限的不同,掌握本部门的水文信息。
●系统包括了远程监视和实时控制等功能,曲线、报表、棒图的自动生成
功能;
●系统采用开放式体系结构,各个模块独立实现,并具有标准接口,水务
管理部门可以根据自己的需求,增加减少功能模块,或进行功能模块的
二次开发。
●平台采用的设备精良,服务器、操作站、终端设备、网络设备、采集控
制设备与布线系统等设备系统均可适应严格的工作环境,保证了系统的
稳定性和可靠性。
●终端设备可以直接接入管理平台,不通过中间信息环节(其采集他各级
部门的子系统),实现直线式远程无线数据传输、数据处理、水务信息
的监测及管理、方便领导把控关键信息。
●系统实现了数据信息的自报式、应答式、混合式遥测和实时在线等方式
的远程传输,系统实现了通过传感对水资源信息进行采集及本地存储与
报送,实现了无人值守
●系统支持人工信息的录入,系统支持信息的检查、分类、存储、管理等
及指令的下发、召测等。
●系统具有权限管理,不同的用户设置不同用户名,不同的级别设置不同
的级别权限,只有赋予权限的用户才能进行允许的操作
水文实时在线监测云平台系统,涵盖地下水监测、地表水监测、工业取水监测、为有效、合理利用水资源,给水务管理部门提供管理依据,将提供重要的数据支撑。