潜润科技智慧水库水雨情图像监测站动态监管系统各遥测站的主要功能满足国家遥测系统遥测通信站建设要求，其单站功能还具有现场和远程设置、读取设置本站站号、雨量初值、水位初值、传感器类别、水位采样间隔时间、报汛段次、水位雨量变化阀值、主备信道选择等参数，以及系统自动对时、自维护、蓄电池欠压中心站报警等功能。
本次建设参考以下相关的指导文件与技术标准：
《水位观测标准》GB/T 50138-2010
《水文仪器基本参数及通用技术条件》GB/T 15966-2007
《水文自动测报系统设备通用技术条件》GB/T 27994-2011
《水文自动测报系统通信电路设计规定》SL 199-1997
《水文自动测报系统技术规范》SL 61-2015
《水文自动测报系统设备基本技术条件》SL/T 102-1995
《水文自动测报系统设备 遥测终端机》SL/T 180-2015
《水情自动测报系统运行维护规程》DL/T 1014-2006
《水情自动测报系统技术条件》DL/T 1085-2008
《水文仪器及水利水文自动化系统型号命名方法》SL108-2006
《水利系统通信业务导则》SL 292-2004
《水位测量仪器通用技术条件》GB/T 27993-2011
《水情自动测报系统技术条件》DL/T 1085-2008
设计原则
本系统设计遵循以下原则：
1）采用国内外先进、成熟的技术，设备选型采用主流产品；
2）保证系统的开放性和兼容性，为系统技术更新、功能升级留有余地；
3）系统组成结构合理，设备性能可靠，能在较经济及较低维护成本的情况下长期连续使用；
4）设备辅件选用优质材料，具有良好的工艺及外观；
5）所有功能相同或运行条件相似的设备及辅件具有通用性。
通讯设计
目前水利水文监测常用的通讯方式分为三种：有线传输、无线传输和人工录入。无线传输主要有运营商无线（3G/4G/GPRS/GSM）、超短波VHF、卫星、远距离微波等。有线通信主要有光纤、局域网和有线PSTN等。目前常用的通讯方式主要为GPRS/3G/4G、超短波、局域网和光纤，各种通讯方式优缺点如下：
（1）、GPRS/3G/4G通信
优点：资源利用率高、传输速率快、接入时间短、无须为专网维护支付费用。
缺点：受运营商提供的网络的范围限制。3G/4G覆盖范围小，资费昂贵。
适用范围：运营商提供的网络有覆盖的范围均适用。
（2）、超短波通信
优点：专网方案，没有来自公网应用的限制，且没有使用费用；信道稳定、基本不受天气影响；技术成熟，设备简单且易于配套，建设周期短；实时性高；功耗小。
缺点：视距通信，且受地形限制，在山地通信较远时需设置中继站。信道需要自主维护，维护成本较高。
适用范围：适于电信公网未覆盖的地区，或己覆盖但可靠性较差的地区。适于平原和起伏不大的小山区和丘陵地区。中心站与遥测遥控站距离在一定有限范围内。
（3）、局域网
优点：灵活方便地实现线路的变更和重组、高可靠性和可管理性，管理维护费用低。
缺点：不适用于室外环境。
适用范围：主要用于室内办公环境组网。
（4）、光纤
优点：高传输速率、极长传输距离、信号稳定、保真度高、频带宽等特点。
缺点：投资高，需要整套的光电转换设备，维修成本也比较高，维修起来比较麻烦。
适用范围：广泛应用于各行业，无特殊的环境要求，各种环境条件下均能设计出最适宜的通信网络。
结合以上几种通讯方式的优缺点分析比较，本次水位雨量遥测站通讯方式采用GPRS传输，监测数据最终传输到信息中心服务器上入库存储。
工作体制
本系统工作体制可以归纳为以下几点：
1）通讯组网方式灵活多样，遥测站与中心站之间的数据通信、远程控制采用GPRS无线组网方式，中心站数据转发及信息查询采用以太网方式。
2）遥测站水位数据传送采用自报兼应答的方式，以自报式为主，并可定时响应中心站的召测和查询。中心站实时接受监测站传来的数据，进行合理性检查，遥测站可接受中心站人工输入的查询和召测指令。
3）支持一站多发，即一个遥测站的数据支持以GPRS方式同时向一个或多个中心站发送，各通道之间相互独立，互不影响。
供电设计
本次水位雨量遥测站供电方式采用太阳能和蓄电池对站点供电，同时支持市电接入供电。
防雷设计
为了避免雷电对系统造成破坏和干扰，我们针对直击雷和感应雷两方面做如下处理：
测站防雷，本次接地电阻要求不大于4Ω。
动力电进线要做防雷处理，具体做法为进线处加装二级防雷模块，防止动力电导入雷电。
信号线一律采用屏蔽线，并做良好接地；各设备外壳、地线等做好良好接地。
遥测站结构和组成
水位雨量图像遥测站采用测、报、控一体化的结构设计，由智能终端、GPRS通讯模块、各类传感器（水位计、雨量计、摄像机）、太阳能电池板、蓄电池组、避雷单元等组成。
遥测站（以水位雨量站为例）结构框图如下所示 ：
遥测站配置与功能
A.遥测站主要功能
(1)随机自报：当被测参数变化超过规定阈值（如5mm雨量或1cm水位变化等，阈值可在本地或远程设置）时，遥测通信终端设备及相关电路自动上电工作，将雨量累计值和实时水位值发送至中心站；
(2)定时自报：按设定的定时时间间隔(按照时段要求，如1小时、3小时、6小时、12小时、24小时等等，可任意设置)，定时向中心站发送当前的水位雨量数据。发送的数据包括遥测站站号、时间、电池电压、报文类型等参数。时间间隔可在本地（通过置数键盘/计算机）或在中心站远程设置；
(3)蓄电池电压采集：定时采集蓄电池电压，并在定时报时段自动向中心站报告并存入相应的数据库中，即可在中心站可查询测站的电压运行轨迹，可由中心站软件设置不同电压报警等级，方便运行维护人员提前作好维护决策；
(4)参数设置：现场和远程可设置本站站号、雨量初值、水位初值、传感器类别、水位采样间隔时间、报汛段次、水位雨量变化阀值主备信道选择等参数；
(5)人工置数：可通过置数键盘将人工测量参数（如流量、雨量、水位等）人工置数发送至分中心站，并接收中心站发回的数据接收成功的回执信号；
(6)数据存贮：采集的水位、雨量等数据具有现场存贮功能，其容量不小于32MB。能响应分中心站召测指令，将现场存储的数据批量报送至中心站。同时，能提供现场人员在现场进行数据查看和下载，存储数据数据能用于资料收集和整编；
(7)硬件自动开关通信终端：通过遥测终端硬件控制，具有自动开关通信终端功能；
(8)本地实时显示：在本地通过置数键盘能实时显示水位、雨量、时间、电压等参数；
(9)调试开关功能：通过软件设置，保证遥测终端和分中心站接收终端在存贮和接收处理时能判断调试报文和正常报文；
(10)所有外部接口具有光电隔离防雷电破坏及防外部电磁信号影响。
B.数据报送方式与报文管理
在测站终端机的控制下，按《报汛任务书》规定段次，自动完成定时自报和雨量、水位达到加报标准时拍报，具体要求如下：
（1）报送方式
实时采集水情数据、采用定时、加报、召测兼容的工作体制报送数据。
本系统应能够通过软件设置，无需修改硬件，自动或根据中心站指令增减传送数据频度。并完成如下自动报汛的操作：
①定时自动报汛
每日按时段定时，在水雨情参数未达到报汛标准时，均采集和报送一次数据。
定时时间间隔在本地、远程均可设置。
②雨量自动报汛
a、时段降雨量自动报汛
按照《水文情报预报拍报办法》的基本规定和福建水文“报汛任务书”的要求，设定时段，在对应的报汛时段（即每日的2时、8时、14时、20时）等时刻自动报汛。
b、暴雨加报自动报汛
当时段降雨量累计达到规定阀值时，或设定暴雨加报起报标准的雨量参数，当一个时段内累计降雨量达到起报阀值标准时，则立刻自动报汛，否则按时段降雨量自动报汛。
雨量阀值在本地、远程均可设置。
③水位自动报汛
设定不同水位报汛阀值，当水位达到起报阀值标准时，则立刻自动报汛，否则按时段自动报汛。
（2）报文管理
为了便于数据管理，系统按信道的不同分有：GSM报文、GPRS报文、PSTN报文、人工置数报文等，各信道报文应设有不同的标志位。每种信道报文还应按正常报文、人工置数、调试置数（系统安装调试或维护维修时随机输入的数据）、告警信息等分别加注第二标志位，以方便中心站对数据的分类、入库和处理。
发报报文应包含采集时间、发报时间、发报端站号、中心端站号、遥测站电源电压等工况信息和水文信息。
C.管理及其它
具有本地实时水文参数数据显示、参数设置修改功能、人工置数功能，在传感设备发生故障时可以人工置入其它自动采集的水情数据。
具有远程修改测站参数和时钟校正的功能。
遥测站设备功耗低，采用蓄电池组和太阳能电池板，需保证在连续阴雨50天内正常供电。
遥测站对中心站下达的指令均给予确认，以保证中心站运行状态与遥测站状态一致。遥测站每天处于待机状态以便随时接收指令，唤醒遥测终端；在遥测站发报后等待回执的过程中，还可以接收中心站的指令，并执行相应的操作。
具有分析记录报送天气阴雨睛、水位涨落平峰的功能。
D.信源编码和信道编码
信源编码(传感器),采用格雷码或带奇偶校验的二—十进制码(BCD)。
信道编码采用抗干扰编码,以发现和纠正在传输中产生的错码。如汉明码(BCH)、循环冗余校验CRC－16等。
通过编解码措施，使遥测站数据畅通率>98%。
