10江西廖坊灌区信息化建设建议方案20071011

信息化建设建议方案

江西省廖坊灌区信息化建设

技

术

方

案

太原理工天成科技股份有限公司

上海分公司

2007年10月11日

信息化建设建议方案

目 录

1. 设计纲要.......................................................................................................................... 1

1.1.

1.2. 工程概述 ............................................................................................................... 1 建设内容和要求 ................................................................................................... 1

1.2.1. 建设内容 ........................................................................................................ 1

1.2.2. 建设要求 ........................................................................................................ 1

1.3.

1.4. 系统特点 ............................................................................................................... 2 系统设计依据和原则 ........................................................................................... 2

1.4.1. 系统设计依据 ................................................................................................ 2

1.4.2. 系统设计原则 ................................................................................................ 3

2. 系统总体设计.................................................................................................................. 4

2.1. 系统需求分析 ....................................................................................................... 4

2.1.1. 系统建设的必要性分析 ................................................................................ 4

2.1.2. 系统功能分析 ................................................................................................ 4

2.2.

2.3.

3. 系统设计思想 ....................................................................................................... 5 系统总体框架 ....................................................................................................... 5 系统功能和特点.............................................................................................................. 6

3.1.

3.2.

3.3.

3.4. 系统功能 ............................................................................................................... 6 系统特点 ............................................................................................................... 6 遥测站特点 ........................................................................................................... 7 系统总体性能 ....................................................................................................... 8

4. 系统组网.......................................................................................................................... 8

4.1.

4.2.

4.3. 通信方式选择 ....................................................................................................... 8 系统组网设计 ..................................................................................................... 10 闸门控制的设计 ................................................................................................. 11

5. 数据流程及工作体制.................................................................................................... 12

5.1.

5.2.

5.3.

自报工作体制及数据流程 ................................................................................. 13 自报及自报－确认工作体制 ............................................................................. 13 召测工作体制及数据流程 ................................................................................. 13

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5.4.

5.5.

5.6.

6. 拍报标准 ............................................................................................................. 14 中心站数据流程 ................................................................................................. 14 系统总体数据流程 ............................................................................................. 15 遥测站功能及设备组成 ............................................................................................... 16

6.1.

6.2.

6.3.

6.4.

6.5.

6.6.

6.7. 遥测站功能 ......................................................................................................... 16 水位流量遥测站设备构成 ................................................................................. 17 水位流量兼雨量遥测站设备构成 ..................................................................... 18 雨量遥测站设备构成 ......................................................................................... 20 雨量兼蒸发遥测站设备构成 ............................................................................. 21 闸门控制站设备构成 ......................................................................................... 22 中心站设备与软件构成 ..................................................................................... 23

7. 设备技术指标................................................................................................................ 24

7.1.

7.2.

7.3.

7.4.

7.5.

7.6. 数据采集终端 ..................................................................................................... 24 GPRS模块 ........................................................................................................... 25 水位流量计 ......................................................................................................... 26 翻斗式雨量计 ..................................................................................................... 27 闸位计 ................................................................................................................. 28 太阳能板 ............................................................................................................. 29

8. 实时数据接收处理软件 ............................................................................................... 30

8.1.

8.2.

8.3.

8.4. 硬件及软件平台 ................................................................................................. 30 软件设计原则 ..................................................................................................... 30 软件体系结构 ..................................................................................................... 31 软件功能 ............................................................................................................. 32

9. 系统安全........................................................................................................................ 39

9.1.

9.2. 数据安全 ............................................................................................................. 39 系统可靠性 ......................................................................................................... 40

10. 过电压保护和防雷接地 ............................................................................................... 40

10.1.

10.2. 过电压保护 ......................................................................................................... 40 避雷接地 ............................................................................................................. 41

10.2.1. 设备遭雷击受损的四种情况...................................................................... 41

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10.2.2. 防雷电方式选择.......................................................................................... 41

10.2.3. 避雷器的原理、分类.................................................................................. 43

10.2.4. 避雷器的安装接地...................................................................................... 45

10.2.5. 系统防雷设计.............................................................................................. 45

10.2.6. 系统防雷接地施工...................................................................................... 46

11. 系统土建工程................................................................................................................ 46

11.1.

11.2. 系统土建工程内容 ............................................................................................. 46 土建工程建设的设计原则和依据 ..................................................................... 47

11.2.1. 设计原则 ...................................................................................................... 47

11.2.2. 设计依据 ...................................................................................................... 47

11.3.

12. 线缆埋设 ............................................................................................................. 48 系统可靠性设计方案.................................................................................................... 49

12.1.

12.2.

12.3.

影响系统可靠运行的主要因素 ......................................................................... 49 系统的工作环境要求 ......................................................................................... 49 提高系统设备可靠性的措施 ............................................................................. 50

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1. 设计纲要

本文件根据廖坊灌区信息化系统的要求，在充分理解了建设任务的内容并根据现

场实际情况，结合我公司多年来积累的丰富经验，对系统进行了优化设计，使技术方

案达到先进性、实用性、可靠性的完美结合。同时，根据要求我们提供技术方案、设

备清单及系统报价。

1.1. 工程概述

廖坊灌区是江西省……（需要资料）。

1.2. 建设内容和要求

1.2.1. 建设内容

廖坊灌区信息化系统共设1个中心站、3个分中心站、33个遥测站，包括东干和

西干。

本工程分2期实施，本期实施1个中心站、3个分中心站、东干19个遥测站，其

中包括水位流量站7个、水位流量兼雨量站2个，雨量站5个，雨量兼蒸发站1个、

闸门控制点4个。

建设内容包括各站点数据采集、闸门控制、通讯传输、电源、防雷的设备采购安

装调试、监控软件开发、土建设施（包括接地）的基础建设、系统的培训以及服务，

实现各遥测站的工情自动采集、中心站的信息读取和实时监控功能。

1.2.2. 建设要求

建设覆盖灌区的各站点的实用、可靠、先进、高效、自动化程度较高的水情流量、

雨量、蒸发量信息采集系统以及闸门的就地与远程控制，并为以后的扩容打下良好基

础。要求本系统投入运行后能在15min内完成辖区信息自动采集并传输至灌区控制中

心站，同时实现闸门的监控功能。

硬件设备应技术先进成熟、性能稳定、质量可靠。

软件能够对流量自动计算，远程遥控闸门的开度与状态监控等。

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1.3. 系统特点

廖坊灌区计量与水管理系统（一期工程）信息采集系统工程的建设，其内容涵盖

了水位流量、雨量、蒸发量、闸门运行状态等信息的各种参数的自动采集、传输、存

储以及数据的交换与分析，整个自动化系统工程具有以下特点：

建设内容全面：本系统涵盖了水情采集系统的多种参数采集与存储、多种通信方

式、多种工作体制，水资源综合利用的要求；

采用技术先进：系统采用水文遥测、软件工程、网络、现代通讯、人工智能等先

进技术，实现信息采集传输的自动化与运行管理信息的网络化。

选用设备优良：系统中主要设备采用国际和国内一流的、经过大量实际应用证明

稳定可靠的产品，从而保障系统在恶劣的自然环境中设备能够长期不间断可靠运行。

数据采集设备可设定接入多种类型的传感器、通信设备，便于系统扩充升级。

系统构架科学：系统依据管理体系结构及业务流程的要求构建，为业务处理信息

化提供支持。系统采用分层分布式结，第一层为遥测站数据采集，水位、流量、闸位

及其它有关数据传送到中心站数据处理计算机中，中心站计算机可实时遥测站自报数

据，可进行图表显示，并可随时直接召测各遥测站数据。第二层为中心站数据采集，

中心站可通过GPRS/GSM信道实时接收遥测站发送的数据，并可向遥测站发送召测命

令，随时召测各站水位、流量、闸位开度等数据。

1.4. 系统设计依据和原则

1.4.1. 系统设计依据

根据标书要求，本方案采用的设备均符合设计规定的要求并符合相关组织及机构

的标准，且这些标准均为最新版本。

z 廖坊灌区信息化管理系统设计文件的要求

z SL61-2003《水文自动测报系统规范》

z SL330-2005 《水情信息编码标准》

z SL25-2000《水文情报预报规范》

z SL61-2003《水文自动测报系统规范》

z DL/T5051-1996《水情自动测报系统设计规定》

z SL/T102-1995《水文自动测报系统设备基本技术条件》

z SL/T180-1996《水文自动测报系统设备 监测终端机》

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z SL199-97 《水文自动测报系统通信电路设计规定》

z GBJ138-90 《水位观测标准》

z GB11830-89 《水文测报装置 监测水位计》

z SL276-2002 《水文基础设施建设及技术装备标准》

z GB50168-92《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》

z GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》

z GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

z GB9385-88《计算机软件需求说明编制指南》

z GB9385-88《计算机软件测试文件编制规范》

z SL21-99《降雨观测标准》

1.4.2. 系统设计原则

结合国内已建成的灌区信息化系统建设的成功经验及本工程特点，就本系统设计

的可靠性、实用性、可扩展性为指导思想，拟定以下设计原则：

1. 系统设计应满足国家及行业有关规范、标准和规程要求，并结合站网的实际

情况，为水资源管理和保护、水资源优化配置和调度、水资源可持续开发利

用规划提供准确及时的信息和科学依据。

2. 可靠性：系统设备的选择应以结构简单、性能先进、可靠性高、防雷省电、

低功耗、便于维护为要求，选择高品质定型产品，系统的关键设备要有足够

的备份。系统具有长期的稳定性，在暴雨、洪水、高温、低温等恶劣条件下

能稳定可靠的工作。

3. 实用性：系统功能齐全、配置经济合理、维护方便、充分考虑输水调度的要

求。在把握全局性的基础上，充分考虑中心站、遥测站系统安全运行和日常

业务管理的需求，使水情采集系统能真正地发挥作用；

4. 可扩展性：系统的结构及设备不仅能满足当前的需要，还考虑到未来网络及

系统的扩展。采用标准化和开放性的设计，为未来系统的扩展提供基础。

5. 安全性和保密性：系统的集成应保证信息资料的安全及保密，对采集系统的

运行、控制系统操作提供安全和保密措施。

6. 系统组网应充分考虑现有公共通讯系统情况，充分利用公网基础设施。充分

考虑系统规模对通讯系统提出的要求，采取技术措施，保证系统的畅通率。

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对于公共网络无法覆盖的站点（如果有的话），应考虑采用其它通信方式。

7. 保证在全天候气象条件下可靠工作，各站的MTBF >25000小时，整个系统畅

通率>98%，系统误码率小于10-5。

2. 系统总体设计

2.1. 系统需求分析

2.1.1. 系统建设的必要性分析

当前我国正快速步入信息时代，信息已成为社会和经济发展的战略资源和独特生

产要素，信息产业成为新兴社会生产力的代表，是社会与经济发展的强大动力。这将

是人类社会有史以来最广泛、最深刻的变革，其影响远远超过了工业革命。不论从全

国乃至世界国际信息化发展形势看，还是从水利发展的需要看，水利信息化势在必行，

已到了非重视不可、非发展不可、非加快建设不可的地步。

水利部领导对水利信息化工作十分重视，多次强调，包括通信和计算机在内的信

息化建设要坚持高起点、高标准、高速度。随着社会发展，对水利相关信息采集精度

和信息传输的时效性要求越来越高，传统的测验设施和设备面临着更新和换代，开始

向自动化方向发展，以适应新时期水文发展的需要。

2.1.2. 系统功能分析

（一）数据采集功能分析

本系统的建设不仅要满足输水调度的时效性和准确性，同时必须保证采集信息的

准确性、实时性，稳定可靠性。

在本系统设计中必须保证原始数据的存储和读取，不允许漏掉任何峰谷的拐点，

以保证水位（通过水位-流量关系曲线来计算流量）变化的真实性。

自记模块要有足够的容量。

（二）数据传输功能分析

本系统在数据的传输上要求将采集到的信息实时发送中心站。系统在工作体制上

不仅要求能自报确认，还要求能随时召测。

根据水位的高低以及水位涨落情况采用不同的拍报标准，既能真实反映水位涨落

情况，又可尽量减少发报次数，以节省功耗以及通讯费用。

（三）闸门的就地与远程控制

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本系统要求就地能够电动控制闸门的开与关，如果要求较高，可以通过设定开度

来控制闸门的运转；手动能够摇高、摇低闸门的开度；远程能够控制闸门的开与关。

2.2. 系统设计思想

根据系统的要求以及本项目的特点并结合我公司相关项目的建设经验制定如下系

统设计与实施目标：以水情信息管理现代化、数据采集自动化为目标。采用现代科技，

对水情工情信息进行实时采集、存储、传输、处理，综合水文、监测、通信、遥感和

计算机等多学科的有关最新成果，实现水位、流量、蒸发量、闸门开度等实时数据采

集、传输、处理与存储，并提供完善的数据库管理维护功能。能够提供数据查询、统

计、分析功能，能够以图形、报表等多种方式对结果进行表示,并对测站自记数据读取

处理。

体现水情现代化管理的代表性

在水利现代化的背景下建设本系统，应使其体现出水情现代化管理的基本模式与

方法，对于国内各省的水情信息系统建设与管理具有代表性的意义。

体现水情自动化系统的先进性

水情自动化系统起步虽晚，但起点高，要充分应用目前先进、成熟的技术进行系

统建设，使本自动化系统具有国内同类系统的领先水平。

实现水情管理的信息化

通过水情信息自动采集系统工程的建设，建立一个满足水情信息实时采集、防汛

调度、现代管理的信息化平台，使其对区域的水情预报、综合调度管理、资料整编、

日常办公、文件管理等工作网络化、信息化，从而为提高水文信息采集的实时性和可

靠性打好基础。

实现水情自动化系统优秀工程的标准

作为上市公司，太工天成一直致力于水情、水资源监测系统的建设；我公司具有

甲级专项的设计与施工资质、电子工程与信息系统集成的一级资质、获国家发明二等

奖的水位传感器，并具有多年来在国内水文行业进行雨水情系统总承包建设的丰富经

验。以ISO9001:2000为质量监控体系，确保本系统工程达到优秀标准。

2.3. 系统总体框架

本系统共设19个遥测站，其中实施1个中心站、3个分中心站，水位流量站7个、

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水位流量兼雨量站2个，雨量站5个，雨量兼蒸发站1个、闸门控制点4个，系统中

心站设在灌区管理局。

系统大部分需采集水位、流量、蒸发量以及闸门开度数据，系统采用GPRS方式

进行遥测站与中心站之间的数据通讯。

系统主要采用C/S结构，分中心通过C/S模式来浏览中心站的数据。

3. 系统功能和特点

3.1. 系统功能

本系统是一个涵盖水情数据自动采集、存储、传输、处理的实时作业系统，根据

标书要求，系统建成后可实现以下主要功能：

9 15min内完成一次所属全部遥测站所有水文参数的采集、数据处理、传输、入

库工作。

9 中心站可随时接收各遥测站发送的水位、闸位、流量、雨量、电压及其它水

情数据，并将数据传输给各有关单位；可存贮、转发水情信息，进行数据分

析检错和预处理。

9 实现系统数据管理功能。可随意增减测站的数量及修改测站特征参数，可插

入修改数据库的雨量水位等数据，修改工作将通过密码控制由有关管理人员

进行操作。

9 通过计算机处理、显示、打印各类报表及过程线，图形显示各类水情信息等。

9 系统可在原有设备基础上扩展功能、扩展接入传感器，测量其它参数如水质

参数、土壤含水量等。

9 可与用水管理决策支持系统互连，实现水量计算及调度。

9 具有人工置数功能，数据接收具有确认机制。

3.2. 系统特点

9 系统工作制式：自报、自报-确认和召测三种工作体制混合组网。各采集参数

具有独立的工作模式。

9 遥测站能够自动实时采集、存储和发送水位、雨量数据，可现场显示，并能

分别传给中心站、分中心和其它用户。所有监测数据在数据采集器中可存储

一年的数据。

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9 系统实时数据能自动写入数据库。

9 系统具有采集数据密度动态控制机制，以在满足数据密度和精度要求情况下

最大限度节约通信费用和电源消耗。

9 遥测站的工作参数可在现场配置或在中心站进行远程配置。

9 系统能区分调试数据和实际数据，设备调试状态下的数据不能进入数据库，

只作显示，供维护人员使用。

9 系统具有可扩展性，用户可以方便地增加测站数量、传感器的数量和更换传

感器。

9 系统具有通用性，可接入各类传感器和通信设备，便于系统功能扩展，水文

和水质传感器可方便地接入数据采集器，地下水监测系统可扩展为水文监测

信息采集系统。

3.3. 遥测站特点

9 遥测站可以根据设定的周期采集（ΔT）、处理传感器数据（周期设定范围为：

10～86400s），每个采集参数的采集周期都可以现场或远程设定，可定点、定

间隔、增量设置。

9 为了消除水位等参数的波动特性，可根据需要对采集的水位等数据进行平滑

滤波（求平均）后，对所得数据进行率定，得出所需的结果，并加注采集该

数据的时间（年月日时分秒）。平滑滤波窗口大小（用来求平均的参数个数）

可根据需要配置。

9 水位自记：可将实时采集的水位数据写入采集设备的自记内存中，所存贮的

数据带时标（年月日时分）。当设备掉电后，保证数据不丢失。

9 加密采集周期及水位上限、下限：在大部分时间里，水情数据处于安全范围

以内，数值变化也较为缓慢，此时可以采用较长的周期采集传感器数据，以

节约耗电、节省自记内存等。在紧急情况（如水位超越警戒线、水位变幅较

大时），遥测站根据设定的水位上限/下限值，自动转入加密测量方式，以较短

的周期采集传感器数据，以捕捉水位变化过程中的峰值。水位上限、下限、

加密采集周期均可现场或远程配制。

9 可编程传感器接口。

9 可通过设置确定监测站所接入的传感器类型（如开关量、SDJ-12、格雷码、0～

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5V电压、电阻、4～20mA电流等），接入方式灵活。

9 数据采集及通信策略控制：可通过设置制定每个传感器的数据采集策略，如

采集周期、加密周期、阈值控制等，控制数据通信的密度等。

9 监测站功耗控制机制：采用特有的软、硬掉电技术，极大地降低的监测站的

功耗，并可延长传感器、通信设备及蓄电池的使用寿命。

9 蓄电池充放电保护机制：集成的蓄电池充放电功能可避免蓄电池损坏，大大

降低将来的运行维护费用。

9 自报式、自报-确认式及召测机制：可通过设置参数选择监测站以不同通信模

式工作，可使监测系统在通信效率和通信可靠性之间达到很好的平衡。

9 动态配置机制：可在本地或远程动态地修改监测站配置，十分有利于控制监

测系统在不同的时段（如汛期或非汛期、高水位期或低水位期）以不同的模

式运行。

9 提供监测数据的备份，使监测系统可满足水文监测和水文资料整的不同的需

求，进一步提高了监测数据的可靠性。

3.4. 系统总体性能

9 系统能长期持续工作，特别是在暴雨、洪水、高温等恶劣天气条件下能稳定

可靠工作。

9 系统在15分钟内完成全系统实时数据的采集、处理、存储、转发。

9 系统低功耗运行，太阳能电池配置抗连阴雨能力大于20天。

9 系统能在环境温度-30℃～60℃及相对湿度小于95%的条件下工作。

9 通讯畅通率应大于98%，系统误码率小于10-5。

9 无故障工作时间：≥50000小时

4. 系统组网

4.1. 通信方式选择

目前，国内外水情自动测报系统中的通信方式主要有超短波、卫星、PSTN电话

拨号、GSM短信、及GPRS和CDMA等。各种通信方式均有其优缺点，下面逐一进

行简介。

超短波信道

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超短波通信其主要优点是：信道稳定，衰减损失少，基本不受天气影响；设备简

单，易于配套，价格便宜；技术成熟，鼓掌排除简单，建设周期短；功耗小，可采用

太阳能电池。其主要缺点是：山区及远距离通信时需在野外高处建设中继站，雷击是

一个突出问题，维护管理也极为不便；在部分地区同频干扰严重。

卫星信道

亚洲2号通信卫星传输数率高，报文长度不限，系统延时小；便于水利部门内部

做到网络结构统一；但雨衰问题严重；耗电量较多；天线口径较大，方向性十分敏感，

安装调试困难。

国际海事卫星C站适合于恶劣天气下的短信息传输；耗电少，天线小，架设方便；

但发送数据的测站较多时，受C站通信体制的制约，其通畅率下降；测站与卫星之间

的通信有一定的夹角限制；通信费用较高。

PSTN电话拨号

电话拨号方式是多年来在水文和其它部门广泛使用的的一种具有组网灵活、成本

低、维护方便等优势的通信传输手段。但由于系统运行通话费用较高，实时性差，带

宽有限而且发送数据间隔较长，不能及时实时地反映情况。在实际使用过程中往往作

为备用信道使用。

GSM短信信道

移动公司GSM通信网覆盖面积较大。系统响应速度较快，信道稳定可靠。系统

容量较大，可传输的数据量大。一条短信息所能容纳的数据量最多可达100字节以上。

无需中继，即可用于无线远程传输，组网十分灵活，GSM系统设备体积小、重量轻、

功耗低。

选用GSM组网，应注意以下几个问题：

a.在进行GSM信道设计时，必须进行测站与GSM基站间的电路测试（估测）。

经验表明，只有在测站所在地的场强比GSM模块灵敏度高出10～20db左右时，方可

保证数据的可靠传输。

b.在遥测站由通信终端机所控制的工作模式上，推荐采用直读模式，以避免在SIM

卡完成数据的存储之后再读数据时可能发生影响下一条短信息接收的问题。

c.为节约电源消耗，测站GSM通信模块宜设计为在不发数据时处于休眠状态，发

信息时上电启动，短信息发送成功取得确认后恢复休眠状态。分中心的GSM设备需

长期处于开机值守状态，应注意在数据到来时随时读取。

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d.当网络容量非常大时，或在公共节假日期间，GSM短信息平台可能发生信息拥

塞。解决此问题的最有效办法就是通过与电信部门协商，在GSM短信息中心设置专

用的水情信息服务器，再通过数字数据网（DDN）、非对称数字用户环路（ADSL)等

数字电路完成向中心站等的数据转发，这样既可保证畅通率，又使系统数据传输更加

快捷。

e.如果GSM模块长期处于值守工作状态，则应采取措施定期对其复位，以免通讯

模块死机。

另外，由于GSM是一个相当复杂的系统，各地的网管和电路质量也不完全一致，

因此应重视当地GSM情况的调研，严格遵照GSM07.05、GSM07.07协议编程；对可能发

生的意外要有应对策略，如合理使用数据重发机制、或切换至备用信道等措施。

GPRS/CDMA信道

利用GPRS或CDMA平台组网，具有以下优势：

系统响应速度快，传输时效好，信道稳定可靠。传输速率达9600bps,绝大部分测

站的数据可在1分钟内到达中心，畅通率可达98%以上。系统容量较大，可传输的数

据量大。GPRS和CDMA信道无需中继，即可用于无限远程传输，加之它属于双向通

信，可方便地实施远程控制，所以组网十分灵活。

GPRS和CDMA系统设备体积小、重量轻、功耗低。由于不需要架设室外天线，

安装方便，不仅一次性建设投资少，运行费用低，防雷效果好。

4.2. 系统组网设计

系统将根据本项目的实际情况以及通讯技术要求，采用GPRS为主要通讯方式，

系统预留GSM短信通讯能力。

系统网络拓扑图如下：

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中心站与遥测站均配备GSM/GPRS通讯模块，中心站设数据接收计算机，并通讯

管理软件在接收到遥测站发送的数据后将其按照统一的格式存入中心站数据库。分中

心可以通过网络来浏览所有数据。

4.3. 闸门控制的设计

闸门控制有就地电动控制、手动控制和远程遥控三种。

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就地电动控制：根据工作需要，通过PLC控制柜上的按钮方便地实现闸门的开关

控制；或者，通过PLC配置的彩色触摸屏，通过软按钮，可以方便地设置闸门的开度，

自由地控制闸门的开与关。

就地手动控制：由操作人员按照工艺要求，手动摇高、摇低闸门的开度以及闸门

的开与关，这主要用于闸门的检修。

远程遥控：在中心站或者分中心站，设置专用的工控机，专门用来向现地监测监

控站发送指令，实现对现场设备的监测和控制。该工控机安装组态软件，通过光纤或

数传电台来实现遥控，同时采集现地监测监控站的各种信息。

闸门现地监控站中PLC与闸位计、水位计间通讯使用4～20mA信号传输，提高

数据传输的可靠性、降低系统复杂性，提高维护的方便性；

采用定位控制技术进行闸门启闭操作，避免在闸门全开、全关时，由于操作延时、

异物阻塞、机械超限等原因造成设备损坏、电气故障等事故，本设计方案采用机械限

位与定位控制等技术予以双重保护；

由于各个单元以光缆网络或数传电台连接，因此，接地与防雷设计以单元进行电

源防雷、信号防雷、室外设备防雷及系统设备保护接地等措施。

如果中心站到闸位控制点距离不远，建议采用光纤；如果距离较远，采用无线电

台。本系统采用光纤传输方式。（由于没有实际资料，采用光纤，它有可靠的传输性能）

控制机软件采用组态王，该软件是优秀的国产工控组态软件，它是运行在最先进

的Windows操作系统环境下。它的适用范围广，易用性、开放性和集成能力特别适合

于我国的国情。主要表现在：

z 丰富的人机界面功能，可视化操作界面，真彩显示图形、丰富的图库；

z 强大的通讯能力；

z 先进的报警和事件管理；

z 强大的网络和冗余功能等。

5. 数据流程及工作体制

本系统通讯方式采用GPRS信道。

遥测站将采集到的数据和设备状态按照设定的策略发送到中心站、分中心以及其

它用户。

系统采用自报、自报-确认和应答三种工作体制混合组网。一般情况下，遥测站采

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用自报或自报-确认方式主动向中心站发送数据，当中心站需要了解某个遥测站的当前

数据时，可发送召测命令，将遥测站唤醒并采集遥测站最新的数据。

中心站需要读取遥测站内存贮的自记数据时，可先将遥测站唤醒，然后发送读取

自记命令，读取遥测站某一段时间内的自记数据。

5.1. 自报工作体制及数据流程

遥测站采用自报或自报-确认体制工作模式采集相关数据。遥测站针对每一类传感

器设定了独立的数据采集和数据通信工作策略。

数据流程图如下：

通常遥测站的数据采集终端、水位传感器处于掉电工作状态，GPRS/GSM通信模

块处于低功耗值守状态。每当设定的时间到时，遥测站的数据采集终端自动触发上电，

并打开水位传感器的电源。遥测站等待水位传感器稳定工作后，采集水位数据并将该

数据和时标写入自记内存，如果满足发送数据条件，遥测站主动发送采集到的水位数

据。此工作过程完成以后，遥测站重新返回低功耗值守状态。

根据遥测设定的参数，遥测站会定时上电，自动发送水位、闸位、遥测站设备状

态等信息，发送完成以后自动返回低功耗值守状态。

5.2. 自报及自报－确认工作体制

遥测站发送出数据以后，等待接收方返回确认信息。如果遥测未收到确认信息，

遥测站会自动重发数据，保证数据接收方可靠收到数据。采用自报-确认的遥测站发送

的数据既具有及时性，又能保证数据的无错接收，同时遥测站的耗电会大大降低。

5.3. 召测工作体制及数据流程 中心站户需要采集某遥测站当前的数据时，或需要读取遥测站自记数据时，中心

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站、通过系统监控软件向遥测站发送唤醒信号，通信终端收到唤醒信号以后，触发数

据采集终端、传感器、通信终端上电，然后由中心站发出召测命令或读取自记数据命

令，遥测站根据命令返回相应的传感器数据或自记数据。发送完成以后自动返回低功

耗值守状态。

5.4. 拍报标准

z 每日8时必发水文及其它情报；

z 一级拍报水位以下每日8时发一次；

z 一级拍报水位以上，二级拍报水位以下时，1小时内水位涨落超过3cm即报整

点水位，低于3cm时涨水时2小时一报；落水时6小时一报（8、14、20、次

日……）；

z 二级拍报水位以上，水位涨落超过3cm时半小时一报，低于3cm涨水时1小

时一报；落水时2小时一报（8、10、12……）；

z 超过三级加报水位，超过3cm时10min一报，其它半小时一报；

z 各种发报的控制参数和门坎，可由中心站随时远程设定。

5.5. 中心站数据流程

中心站数据接收计算机通过移动专用通讯协议和数据监控接收软件接收处理遥测

站发送的信息。中心站通过数据监控接收软件将接收到的数据用统一格式存入中心站

数据库。

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5.6. 系统总体数据流程

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