基于工业级 4G RTU 物联网智慧水利解决 方案 一、方案背景 水是生命不可或缺的一部分，水资源是关系到国计民生的基础资源，我国存在水资源短缺、 南涝北旱、水污染加剧和水土流失严重等众多水问题，随着全国信息化基础设施建设的不断推进， 物联网技术的推广、网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高，以及各种信息处理、识 别与跟踪技术的出现，全程数字化、网络化的监控系统优势愈发明显，其高度的开放性、集成性 和灵活性为水利监控系统和设备的整体性能提升创造了必要的条件，为了能更好的合理利用水 资源，“智慧水利”应运而生。 才茂通信作为国内物联网安全研究方向的领军团队，是较早的涉及水利行业开发和实施 的企业之一，立足水利行业信息化的发展，结合公司自身的技术优势和水利行业经验，结 合水 利业务安全要求高、空间跨度大、野外作业多等特点，运用物联网等高新技术，提供了全面的智 慧水利解决方案。 二、方案介绍 ◆ 1.何为“智慧水利”？ “智慧水利”是在水利信息化的基础上高度整合水利信息资源并加以开发利用，通过物联网技 术、无线宽带、云计算等新兴技术与水利信息系统的结合，实现水利信息共享和智能管理，有效提 升水利工程运用和管理的效率和效能。“智慧水利”涵盖了水文、水质、水资源、供水、排水、防汛 防涝等方面，是通过各种信息感测设备，测量雨量、水位、水量、水质等水利要素，通过无线终 端设备和互联网进行信息传递，以实现信息智能化识别、定位、跟踪、监控、计算、管理、模 拟、预测和管理。 ◆ 2.系统介绍 不同项目针对性开发的“智慧水利”整套解决方案，由监控中心和各个水源监测点组成， 各个水源 监测点的数据采集终端可监视和采集水位、压力、流速等各种数据，供控制中心分析和决策使用， 提高工作效率，保证引水质量，满足灌区的用水量的需求。 水利智能监控平台按照物联网的架构分为传感层、网络层、业务层，痛痛过集成平台进行业 务和数据的融合，并通过标准的控制指令进行设备进行控制，实现水利的智能监控。水源井监 控设备|水源井监控终端|水源井自动化监控设备|水源地远程监测设备 ◆ 3.实现功能 1. 能够实时自动采集监测点的水位、流量等数据，用于实时监控和统计分析，监控数 据能够长时间保存，供历史查询。 2. 当监测的水位超过了一定警戒高度，或水位上涨的速度过快时，能够及时地提醒用 户，并通过短信、邮件、声音警报等方式保证用户的感知。 3. 集成视频监控功能，用户能够对重要监测点通过摄像设备实时监控，分屏显示多个 监测点的现场情况，并可以回放监控录像。 4. 采用友好简单的用户操作界面，集成 GIS 地图，用户能够在地图上概览各个监控点 的水文闸口信息，并能够实现放大、缩小、显示详细信息等地图基本功能。 5. 集成远程提放闸设备，用户可以在系统界面上看到各个闸口的当前状态和附近水文 的详细数据，根据工作需要对闸口进行远程提放操作。 6. 能够对监控数据做趋势分析、统计、报表查询，为用户展示各监控点 1 个月、24 小 时、1 小时内等各个时间段上的水文趋势图和告警分析图。 7. 管理员用户可以对系统中的监测点、监控设备、用户、角色、机构等基础信息进行 维护，真正做到系统所有的基础数据都是可维护、可扩展的。 8. 提供严格的权限控制，分为功能权限和数据权限。不同角色的用户，能够使用不同 的系统功能；用户所属的组织不同，也使用户能够看到不同的数据范围。 9. 为系统维护人员以及管理员用户提供维护工具，为系统管理员和运维人员的日常维 护工作提供指引和记录。 10. 系统采用分层次、模块化架构实现系统良好的可扩展性，为以后的系统升级。 水利智能监控平台按照物联网的架构分为传感层、网络层、业务层，痛痛过集成平台进 行业务和数据的融合，并通过标准的控制指令进行设备进行控制，实现水利的智能监控。 ◆ 4.方案整体 各层功能描述： 设备接入层：提供统一的设备通信协议的接口适配 数据采集及控制层：提供各种数据的采集及调度策略，以及设备控制信息收发的调度策 略 数据处理层：提供采集上来的数据进行数据格式化为统一的数据格式，并且进行原始数 据入库，计算告警等 数据汇聚层：提供原始数据的汇总及关联分析 数据存储层：提供数据的物理存储 业务逻辑层：提供数据的基础服务以及业务逻辑数据的组织及计算 应用服务层：提供前台客户端软件的各种业务逻辑的服务接口 对外接口层：提供对外界系统的统一服务接口层面 前端方案 前端系统主要由视频监控系统、网络设备、网关、传感器、闸门控制设备等各种设备组成， 实现对自然水域和水利工程现场视频及各种水位、流量信息采集功能，以及控制闸门提放的功能。 后端软件 ◆ 5.系统特点 1. 基于标准的物联网三层架构，易扩展、可扩容弹性大、稳定。 2. 引入传感网安全机制，传感节点发送的信息经过加密，不容易被破解并利用； 具有节点认证安全机制，不容易被仿冒节点。 3. 实时监控功能强大，不仅能从数据上实时监控水位、流量等水文信息，还能够 通过视频监控到现场的实际情况。 4. 具备远程控制功能，能够远程灵活地控制闸门的提放，省去了大量人工成本。 5. 数据分析和告警功能齐全，能够及时地为用户提供警示情报和趋势分析。 6. 系统界面简便友好，操作简单，采用地图、图表等多种形式向用户直观地展现 用户需要的内容。 7. 权限控制严密，能够对用户的操作权限和数据权限进行双重控制。 ◆ 6.产品优势 1、可靠性：主要设备及元器件（包括组态软件）采用国内外著名公司产品。 2、先进性：采用先进的图像监控和工业自动化控制技术，在同类项目中,要求达到国内先 进水平。 3、经济性：系统的建设以适用为主,性能价格比高，实用性强。 4、开放性和可扩充性：系统硬件和软件均采用模块化、结构化、标准化,便于系统功能的 扩充和系统的互联。主要系统设备满足可拆卸重组要求。 5、易操作性、可维护性：系统的操作要简单,维护管理方便。 6、监控系统具有有效的抗雷电、抗强电、抗电磁干扰措施：能在潮湿、振动、灰尘等恶 劣环境下正常运行。对系统的信号传输采用可靠的保护措施。