可设置闸口水位、流量等的警戒线的物联网水利信息化系统解决方案

一、背景
     水资源是国计民生的基础资源，在水资源短缺、水污染加剧和水土流失严重、流沙等问题越来越突出。为了促进水利建设健康可持续发展， 2011年中央一号文件《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》提出，水是生命之源、生产之要、生态之基，要建设具备"国家安全"的更可靠的"水利保障"，到2020年，基本建成防洪抗旱减灾体系，在"十二五"期间基本完成重点中小河流(包括大江大河支流、独流入海河流和内陆河流)重要河段治理、全面完成小型水库除险加固和山洪灾害易发区预警预报系统建设。加快水利改革发展，不仅事关农业农村发展，而且事关经济社会发展全局；不仅关系到防洪安全、供水安全、粮食安全，而且关系到经济安全、生态安全、国家安全。
目前存在问题：
?偏远地点监测困难：数据传输和供电都是大问题；
?人工监测耗时、耗力且时效性差；
?传统的水文监测系统仅限于水文信息的监测；
?传统的给排水管理仅限于给排水自动化；
?传统的水文监测、水管理存在数据孤岛，没有统一的数据标准和使用规划；
?没有系统的数据分析、趋势预演，没有深挖信息数据的价值为水资源管理、防洪抗旱提供更有效的依据。
二、整体解决方案
（一）需求分析：
?对河流、湖泊、水库内水的变化进行监测，收集水位、流量、含沙量、水质等基本水文资料；
?对降雨量、蒸发量、土壤墒情、地下水水位等信息进行监测和收集；
?预报洪水演变过程，监测、分析、评价水资源的量、质及其水文要素的时空分布与变化规律；
?工业用水管控、收费；
?灌溉、农用水管控；
?管道给排水管控；
?大型水利设施安全监测、预警；
（二）系统架构图

图1 智慧水利系统架构图
（三）系统功能
整个系统主要包含三大模块：中小流域水文监测及闸门控制系统、地下水资源管理系统、饮用水安全管理系统；实现对中小流域河流水库、地下水、饮用水等水资源的水文监测、智能管控、安全保障等功能。
1、中小流域水文监测及闸门控制系统
（1）系统简介
利用先进的物联网技术，对河流、湖泊、水库内水的变化进行监测，收集降雨量、水位、流量、水质等水文信息，统计分析水情变化情况，及时预警；对各类水闸进行全方位监控，实现提放闸远程智能化操作；实现水利感知、传输、应用的网络化和智能化，有效的实现水利信息的共享，提升水利工程的运用和管理的效率和效能。
（2）系统功能
视频监控
通过客户端软件和浏览器可以实时的掌握河流现场的一切情况。

远程提放闸
显示看到闸口信息，开关状态，现场视频监控；实现全程提放闸操作。

实时数据监测
直观实时显示各监测点水位、水速、雨量等水文信息和各闸点闸口状态信息。

预警报警
可以实现水位告警、水位增速告警、水流量告警、水流量增速告警、设备报警等功能，并可按照严重程度分三个等级：一级、二级、三级。

统计分析
可查询任意时间段历史数据，并生成相应的水文趋势图和报表。
其他功能
闸点管理、设备管理、水文告警配置、短信邮件配置、用户管理、角色管理、组织机构管理。

（3）系统特点
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；
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；
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；
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；
灵活的部署方式，可以实现光纤、3G、4G等多种传输方式，AC220、太阳能、电池等多种供电方式，满足各种复杂的现场环境；
基于标准的物联网三层架构，易扩展、可扩容、弹性大、稳定；
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。