建大仁科

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第一章项目概述

1.1 项目背景

山洪灾害通常发生在山区，一般是指由于暴雨、融雪等原因导致山间溪流突然涨水，引发洪水等灾害。山洪灾害的发生往往与天气、地形等因素有关，极端天气如暴雨、大风等容易造成雨水堆积，引起山洪灾害；此外，在地形条件复杂的山区，雨水更容易在局部地区汇集，形成强大的水流，造成伤亡。据相关数据显示，近年来山洪灾害发生的频率逐渐增加，影响范围也在不断扩大，通常有着突发性强、来势迅猛、成灾快、破坏性大的特点，导致群死群伤事件，损失惨重，给人们的生命财产安全带来巨大威胁。为有效应对山洪灾害，减少损失，人们致力于搭建山洪防御体系，提高灾前预警，灾后抵御能力，但在实践中仍然存在一些短板和弱项：

· 雨水情监测针对性不强，存在部分地区暴雨预报准确率不高、监测盲区等情况；

· 通信保障率不高，极端天气情况下信息传递受阻；

· 预警精度不足、覆盖不全，对流动人口缺乏有效预警手段；

· 预警覆盖面不足以及信息共享难度较大，“最后一公里”传递效率低。

因此，山洪灾害防御形势依然严峻，如何有效解决小流域内防灾对象的监测不到位、通信缺保障、预警不精准、信息传不快等问题是完善当前山洪灾害防御系统首先应当考虑的问题。此外，在山洪灾害发生时，洪水迅速淹没山谷、冲毁道路、桥梁和房屋等。剧烈的洪水还可能引发泥石流、山体滑坡等次生灾害，也需要对此加以重视。

1.2 建设目标

山洪灾害监测预警系统的总目标是实现对山洪灾害防治任务较重、下垫面条件复杂的山丘区小流域地区的综合性监测、预警。利用高精度的水雨情、雨量等监测设备，实时监测水位、降雨量等相关数据，必要时搭配GNSS卫星导航技术，并及时上传至云平台，以便管理人员及时知悉相关情况作出相应处理，达到预防山洪、滑坡、泥石流等灾害，保障居民安全的目的。

具体目标包括：

· 针对不同监测区域进行详细调查，因地制宜设计适用于不同场景的监测预警一体化洪灾防御系统。

· 通过各种高精度灾害类监测设备，实时监测水位、雨量等数据，并通过4G/RJ45网口上传至云平台；

· 云平台接收来自各区域的监测数据，进行分析处理，派发指令；

· 根据实际情况选择不同报警方式，实现短时间预警入户到人，解决预警的“最后一公里”传递困难的问题。

1.3 建设原则

在研发设计山洪灾害监测预警系统的时候，我们应该总结前人开发的经验，结合最新自控和软硬件技术，围绕智能水雨情、雨量监测设备，打造信息化、无缝隙、精准化、可视化、智慧型现代山洪灾害监测预警体系，还可以GNSS位移监测设备为辅，实现对监测地点的集中分布式监控和智能化预警的目标，保证系统的高稳定性、高可靠性、高安全性。

具体原则如下：

■ 技术的先进性

系统选型、软硬件设备的配置均要符合高新技术的潮流，关键的监测设备实时采集、传输均采用国内外工程建设中被广泛采用的技术与产品。在满足功能的前提下，系统设计具有先进性，并且在今后一段时间内保持一定的先进性。

■ 稳定性

整体方案从方案架构、产品设计等各个层面，都以稳定可靠作为设计的第一目标。采用先进成熟的技术来架构由各个子系统组成稳定可靠的大系统，使系统能安全平稳地运行，有效地消除各子系统可能产生的瓶颈，选用合适的设备来保证各子系统具有良好的扩展性，确保各设备的正常运行。

■ 经济性

我司在山洪灾害监测预警系统的建设上，一直以更高性价比为目标，不断升级和改进软硬件产品，针对各大环境监控系统都有对应的产品和方案。以“为客户提供最高性价比的方案”为设计目标来进行方案设计，综合客户需求以及扩展性要求，选择最合适的产品，降低系统造价，为客户节约项目成本。

■ 实用性

在设备选型时，依据项目实际情况结合目前我国市场上的占有率高的各类产品中选择具有性能价格比和扩充能力的产品。

■ 可维护性

方案在设计过程中根据客户需求、项目规模等等选择合适的监控产品和技术方案实现，其采用的产品均满足简单、实用、易操作、易维护的特性，力争使系统更容易使用和维护，降低客户使用监控系统的管理和维护成本。

■ 可管理性

方案中现场各设备及各分系统都集中于中心统一控制，实施对所有远端设备的控制、设置，以保证系统的高效、有序、可靠的发挥其管理职能。

■ 安全性

山洪灾害监测预警系统安全可靠，具有一定的安全保护措施，防止病毒感染、攻击，防雷击、过载、断电和人为破坏，具有高度的安全和保密性。

■ 规范性

控制协议、编解码协议、接口协议、传输协议等应符合相关国家标准、行业、标准和环保部颁布的技术规范。

1.4 建设依据

■ 《水位观测标准》GB/T 50138-2010

■ 《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

■ 《水位测量仪器通用技术条件》GB/T 27993-2011

第二章项目介绍

2.1 山洪灾害监测预警系统介绍

山洪灾害监测预警系统是一个以先进物联网技术为支撑，综合采用先进水情、雨情监测设备、远程告警设备的智能灾害类监测预警系统，该系统可选配GNSS位移监测设备，从“ 监测、预警、防护、应用 ”等各个方面，将数据通信技术、数据处理与分析技术、机械技术、信息技术、工程技术深度融合，实现了从终端硬件到平台系统管理模式，解决了安全、质量、效率等问题，达成了用科技避险、保障安全的目的。

总的来说，山洪灾害监测预警系统由监测系统（水雨情、雨量、GNSS位移（选配））、预警系统（实时、远程、入户式报警器、室外广播站）以及综合环境监控云平台组成，主要为重点城集镇、行政村、沿河村落等受山洪灾害威胁风险高且防洪能力较低的场所提供实时监测及预警服务。针对目前预警时间短，预警的“最后一公里”传递困难这一薄弱环节，系统采用高度集成的一体化水雨情监测站、雨量监测站设备，实时监测所在区域的水位、雨量等情况并实现多方式自动报警，针对小流域内的沿河村落、学校、景区、企业、工地等防御对象开展详细调研，设计适用于不同场景的监测预警一体化洪灾防御系统。此外，在泥石流、滑坡等次生灾害易发区域，可搭配GNSS位移监测站设备，做到更加精准、全面的灾害监测预警，更大程度的保障居民的人身财产安全。

本系统施工部署非常简便，细节考虑周到，扩容方便。监测设备采集到的水位、雨量、位置等信息通过4G/RJ45网口网络远程传输至综合环境监控云平台，不仅无距离限制，还避免了铺设线路的麻烦，监控管理平台也非常人性化，界面友好、操作简单、功能全面、可广泛应用。

2.2 山洪灾害监测预警系统拓扑图

2.3 山洪灾害监测预警系统优势

■ 专注所以专业

我司多年来一直专注于环境监测这个行业，力争为客户提供最好的、最高性价比的环境监测产品和解决方案，是环境监测行业的知名厂商。具有完备的产品和解决方案，供应地区300+、服务全球110k+客户。

■ 系统级整体性及平台化

借助自身多年来的行业经验，结合客户需求的各个方面，给出系统级、整体性的解决方案，具备更好的分工以及协同效率，设计将具备良好的系统扩展性。该系统集可视化、智能化、无人化于一体，采用先进的监测技术和设备为山洪灾害的监测预警提供更多的技术支持和保障。

■ 专业传感器，精准监测

该方案中监测设备采用高度集成的一体化监测、预警设备，测量范围广，准确度高，确保产品优异的可靠性、高精度和互换性。

■ 提供免费云平台，功能强大

平台采用B/S架构，维护和升级方式简单，最少支持1000个采集设备的监控和管理，采用专业的数据库，稳定可靠、易于扩展，支持软、硬件分层，支持多级用户管理权限。云平台自动收集上传的监测数据，通过GPS地图、列表、图标、曲线的方式在平台页面端显示，满足用户对实时监测信息的多维度、多层面查看数据。

■ 多平台远程管理

山洪灾害监测预警系统支持电脑网页、手机APP、微信小程序、微信公众号等多种方式远程查看/管理数据。其中，手机端APP通过蓝牙无线链接方式配置设备，参数包括：上传目标地址、上传目标端口、各通道水位上限值、各通道参数、通道显示内容，可实时查看各个测点设备状态、水位值及电池电量，数据上传间隔、ICCID值。多种查看方式，管理起来更方便。

■ 具有丰富的自动告警方式

该系统可在监测终端和平台端分别设置安全阈值，当测点的雨量等参数超过所设置的安全阈值时，报警功能会自动开启，系统支持查看实时、历史数据，电话、短信、声光、邮件远程告警，广播告警以及入户式报警等报警功能，可及时通知相关人员。

■ 系统支持设备实时定位

该系统可在云平台设备管理中设置设备经纬度，当数据异常或数据超限，用户可根据经纬度定位，快捷找出设备异常的位置，及时处理便于后期维护与管理。

■ 应用广泛

该系统即可用于重点城集镇、行政村、沿河村落等地为山洪灾害探查预警工作提供数据支持，为居民出行安全提供保障，保护居民的生命财产安全。

■ 软硬件产品集成度高

山洪灾害监测预警系统软硬件产品根据行业发展的需要，与时俱进，不断更新换代对应的产品，剔除过时及冗余的功能，不断集成有效地新功能，使产品具备越来越高的集成度，给客户提供更高性价比的产品。

■ 支持定制

我司在设计方案时从客户使用的角度出发，集成了很多比较实用的功能，也可根据客户需求定制方案，做到在应用和维护尽可能方便省心。

第三章山洪灾害监测系统

3.1 水雨情监测

山东仁科水雨情监测站（型号：RS-RADN/USCN）主要利用综合采集控制技术、计算机软件技术、远程通讯技术等，通过部署水雨情数据采集终端，实现数据智能化采集和一体化上传，搭配后端环境监控平台，健全防汛减灾监测系统，加强分析研判，及时发布告警信息，为其安全稳定运行提供综合全面的保障。能够24h连续采集水位、总雨量、瞬时雨量、日雨量、当前雨量等多个要素进行实时监测。完全实现监测现场无人值守，能够胜任在野外恶劣的环境下常年不间断工作。

3.1.1 结构组成

水雨情监测站主要由翻斗式雨量计、雷达液位计、雷达流量计、防水电控箱（内含智能气象主机、网络视频字符叠加器（选配）、7寸触摸屏（选配）等）、太阳能供电系统、摄像头以及立杆支架组成。

【配置列表】

设备	功能特点
翻斗式雨量计型号：RS-YL--4-*	本仪器为降水量测量一次仪表，用于测量自然界降雨量，同时将降雨量转换为以开关量形式表示的数字信息量输出，其性能符合国家标准 GB/T 21978.2－2014《降水量观测要求》要求。其中核心部件翻斗采用了三维流线型设计，使翻斗翻水更加流畅，且具有自涤灰尘、容易清洗的功能。测量时，雨水从最上端的承雨口进入承水器，落入引水漏斗，经漏斗口流入翻斗，当积水量达到一定高度时，翻斗失去平衡翻倒；将水倒出，随着降雨持续，将使翻斗左右翻转，接触开关将翻斗翻转次数变成电信号，送到记录器，在累积计数器和自记钟上读出降水资料，如此往复即可将降雨过程测量下来。
雷达液位计型号：RS-RAD-N01-1	雷达液位计是指工作在76-81GHz的调频连续波(FMCW)雷达产品。产品最大量程可以达到70m, 盲区在10 cm以内。该设备天线发射较窄的微波脉冲，经天线向下传输。微波接触到被测介质表面后被反射回来再次被天线系统接受和处理,传输信号经电子信息处理单元自动转换成液位信号（因为微波传输速度极快,电磁信号到达目标并经反射返回接收器这一过程几乎是瞬间完成的）。
雷达流量计型号：RS-RAD-N01-3	我司自主研发的雷达流量计，可配合本公司水雨情立杆、主机使用。采用485通信，标准 ModBus-RTU 通信协议，最远通信距离 2000 m，设备采用非接触式测量，免受泥沙影响以及维护简单，主要应用于水渠、河流等需要流量及水位监测的场合。
防水电控箱	防水电控箱采用高强度钣金箱体及白色喷塑防锈，外观美观，耐长期雨雪、太阳辐射，适应温度范围宽。内有精心设计的散热格栅、气流通道，确保阳光直射下箱体内部温度恒定，更好的保护内部智能气象网关和字符叠加器等设备。根据用户需求，可选择带视窗的电控箱，通过视窗可以直观的看到监测站数据及内部结构工作状态，增加视窗之后仍可达到IP65防护等级。触摸屏采用全彩显示画面，实时显示监测数据，可触摸修改参数配置、报警上下限等，支持定制，可免费帮助用户修改LOGO及页面功能。
智能气象网关型号：RS-QXZ-M-Y	作为水雨情监测站信息采集的传输，支持4G/以太网（二选一）方式将数据上传至环境监控云平台。除此之外，网关还带有一路ModBus-RTU从站接口，支持外部设备通过ModBus-RTU协议问询监测站中的数据。
网络视频字符叠加器（选配）型号：RS-ZF-ETH	该设备是我司专为市面通用标准Modbus-RTU通讯模式 485设备研发的一款适用于高清网络摄像机的设备。用户可根据实际需求将此产品连接 485 设备，简单配置叠加器后，高清网络摄像机视频画面上会叠加显示相应字符信息。
太阳能供电系统	水雨情监测站支持三种供电方式分别是220V市电供电、太阳能板+蓄电池供电、双供电。在使用过程中优先市电供电，当市电断电后太阳能板和蓄电池才提供供电，双重保障。
立杆支架	水雨情监测站主杆采用3m高屈服强度碳钢，特有的防锈耐腐蚀工艺，能够长期用于恶劣的户外环境。当现场无法采用混凝土浇灌底座时，可以采用地笼安装，在地下放入地笼固定支架，即可达到与膨胀螺丝安装时相近的抗风强度。

3.1.2 功能特点

■ 1路ModBus-RTU主站接口

水雨情监测站具有1路 ModBus-RTU 主站接口，可连接我司变送器，能够监测水位、总雨量、瞬时雨量、日雨量、当前雨量等多种要素。

■ 外接国标雨量计

水雨情监测站可外接1路翻斗式雨量计。其雨量计防护等级高，筒身不易变形。符合国标要求承雨口径200mm，精度：±2%，桶口口缘呈刃口状，刃口角度44°。

■ 4G/RJ45通讯接口（二选一）

1 路多功能 GPRS 通信接口，只需插入一张手机卡便可将数据上传至远端监控软件平台，还可选择插网线来通过网口上传。

■ 1 路 ModBus-RTU 从站接口

具有 1 路 ModBus-RTU 从站接口，可外接用户自己的监控主机、PLC、组态屏或组态软件，还可用作外接室外屏（选配）。

■ 继电器输出（选配）

选配2路继电器输出，可做远程手动控制。

■ 1路室外LED单色显示屏

可外接1路室外LED单色显示屏，默认点阵96*48（最大点阵数 1024*256），满足不同场景的观看要求。

■ 支持太阳能板供电

可搭配太阳能电池板和蓄电池，用于野外测量，解决供电问题。

■ 支持市电与太阳能双供电

多种供电方式，保证设备在恶劣的情况下也可以正常不间断工作。

■ 一体化设计

山东仁科水雨情监测站杆体上增加微连孔设计，所有设备一律杆内走线，有效避免紫外线及鸟虫对设备线造成的损坏。杆体底部留有检修口，不仅方便检修，还支持供电接线及土壤类传感器走线，一举多得。

■ 抗震防雷性能好

山东仁科水雨情监测站拥有防雷击、抗干扰等保护措施，采用了降额、电磁兼容、野值剔除等多种技术，增强了监测站对野外环境的抵抗能力，使其更加适应野外各种恶劣的环境。

■ 安装简单

山东仁科水雨情监测站整体立杆采用2节法兰连接。内部每个传感器都有单独的线缆，采用防水对插线连接，只需拔插线缆，即可完成安装。并且每条线缆上均带有标识，当设备发生故障时，可快速判断故障位置并及时维修。具有走线简单、接线便捷、安装稳定、运输方便等特点。

■ 适配性高

设备唯一 8 位地址，易于管理识别，可搭配我司提供的多种软件平台。

3.1.3 技术参数

名称	参数
供电	配套我公司太阳能35W电池板和20Ah蓄电池（蓄电池续航时间7天左右）
数据上传方式	4G/RJ45网口，支持外部设备通过ModBus-RTU协议问询气象站中的数据
数据采集通信接口	能够采集485接口的变送器的数据，最长通信距离≥1500m
点阵LED屏显示接口	市电供电情况下可搭配96*48点阵的室外屏
1路继电器输出（选配）	继电器容量：250VAC/30VDC 5A 可用作远程控制
1路翻斗式雨量计脉冲信号输入	默认脉冲当量：0.2mm 可上传瞬时雨量、日雨量、当前雨量及累计雨量值。（默认采用第二路开关量作为雨量计输入）
数据上传间隔	数据上传间隔30s~10000s可设（默认30s）

3.2 雨量监测

山东仁科雨量监测站（型号：RS-QXYL-1）是一款户外测试雨量专用控制主机。由翻斗式雨量筒，太阳能供电系统，电控箱以及立杆支架组成，主要监测雨量状况。

该设备可采集各种雨量数据，包括：总雨量+瞬时雨量+日雨量+当前雨量+10min降雨量等，供电采用太阳能系统供电，内置宽温胶体免维护蓄电池，主要用于水库预警、山洪监测等没有市电供电或者其他雨量监测设备监测不到的场合。该设备可通过4G/RJ45网口方式将数据直接上传至我司环境监控云平台，客户可随时随地通过网页登陆或通过APP查看数据及管理设备。

3.2.1 结构组成

雨量监测站主要由翻斗式雨量计、太阳能供电系统、防水电控箱以及立杆支架组成。

【配置列表】

设备	功能特点
翻斗式雨量计型号：RS-YL--4-*	本仪器为降水量测量一次仪表，用于测量自然界降雨量，同时将降雨量转换为以开关量形式表示的数字信息量输出，其性能符合国家标准 GB/T 21978.2－2014《降水量观测要求》要求。其中核心部件翻斗采用了三维流线型设计，使翻斗翻水更加流畅，且具有自涤灰尘、容易清洗的功能。测量时，雨水从最上端的承雨口进入承水器，落入引水漏斗，经漏斗口流入翻斗，当积水量达到一定高度时，翻斗失去平衡翻倒；将水倒出，随着降雨持续，将使翻斗左右翻转，接触开关将翻斗翻转次数变成电信号，送到记录器，在累积计数器和自记钟上读出降水资料，如此往复即可将降雨过程测量下来。
防水电控箱	防水电控箱采用高强度钣金箱体及白色喷塑防锈，外观美观，耐长期雨雪、太阳辐射，适应温度范围宽。内有精心设计的散热格栅、气流通道，确保阳光直射下箱体内部温度恒定，更好的保护内部智能气象网关和字符叠加器等设备。根据用户需求，可选择带视窗的电控箱，通过视窗可以直观的看到监测站数据及内部结构工作状态，增加视窗之后仍可达到IP65防护等级。触摸屏采用全彩显示画面，实时显示监测数据，可触摸修改参数配置、报警上下限等，支持定制，可免费帮助用户修改LOGO及页面功能。
智能气象网关型号：RS-QXZ-M-Y	作为雨量监测站信息采集的传输，支持4G/以太网（二选一）方式将数据上传至环境监控云平台。除此之外，网关还带有一路ModBus-RTU从站接口，支持外部设备通过ModBus-RTU协议问询监测站中的数据。
网络视频字符叠加器（选配）型号：RS-ZF-ETH	该设备是我司专为市面通用标准Modbus-RTU通讯模式 485设备研发的一款适用于高清网络摄像机的设备。用户可根据实际需求将此产品连接 485 设备，简单配置叠加器后，高清网络摄像机视频画面上会叠加显示相应字符信息。
太阳能供电系统	雨量监测站支持三种供电方式分别是220V市电供电、太阳能板+蓄电池供电、双供电。在使用过程中优先市电供电，当市电断电后太阳能板和蓄电池才提供供电，双重保障。
立杆支架	雨量监测站主杆采用高强度 2.5 m立杆安装架。

3.2.2 功能特点

· 能够采集并传输总雨量、瞬时雨量、日雨量、当前雨量以及10min降雨量等诸多雨量数据信息。

· 采用太阳能供电系统，内置宽温胶体免维护蓄电池，能够用于野外无市电场合。

· 4G/RJ45网口数据自动上传，提供免费环境监控云平台及 APP。

· 默认赠送流量卡并免费赠送 1 年流量。

· 采用高强度 2.5 m立杆安装架，抗大风、降雨、降雪等恶劣天气长期工作于户外。

3.2.3 技术参数

名称	参数
供电	配套我公司太阳能电池板和蓄电池（蓄电池续航时间≥3 天）
数据上传接口	通过 GPRS/4G 方式上传数据（默认 GPRS）
雨量采集	默认脉冲当量：0.2mm 可上传瞬时雨量、日雨量、当前雨量及累计雨量值。
数据上传间隔	30s 上传一次数据

3.3 GNSS位移监测（选配）

山东仁科自主研发GNSS位移监测站（型号：RS-GNSS-BA/TA-4G），该设备可通过4G信号网络将数据上传至综合环境监控云平台，适用于地表位移监测和建筑物的形变监测。

其中基准站将获取的卫星定位坐标以及手动导入的精准定位坐标、设备状态等信息上传至云服务器，同时，测量站也将获取的卫星定位坐标上传至云服务器。服务器根据1h内获取的数据计算出卫星定位修正补偿数据，并进一步解算出更为精准的经纬度信息。测量站间隔20min向云服务器问询得到解算数据，计算出当前水平位移、垂直位移，并将获取以及计算出的所有信息传回至云服务器进行实时监测，发现异常情况立刻启动报警。部分山间（坡）地势较高区域在洪水冲击下易发生滑坡、泥石流等突发灾害，可选择在水雨情、雨量监测的基础上，搭配GNSS位移监测站，从而更全面地掌握水情、雨情、位置位移等相关信息，应对各种突发状况，实现救灾预防统筹调度，搭建智能山洪灾害监测预警体系。

3.3.1 结构组成

我司GNSS位移监测站主要由GNSS天线、太阳能电池板、主控制机箱（内有主控传输模块）和安装支架组成，分为基准站和测量站。

3.3.2 功能特点

· 差分定位方式

基准站、测量站与卫星通信时，由于存在着轨道误差、时钟误差、SA影响、大气影响、多径效应以及其他误差，设备解算出的实时卫星坐标定位信息与实际坐标定位信息存在一定的误差。因此我司GNSS位移监测站采用差分定位方式，能够有效提高定位精度，缩小误差。

· “1＋N”灵活布点方式

有些地质灾害变化过程比较缓慢，因此很难及时发现并预防危险。山东仁科GNSS位移监测站采用“1+N”灵活组网布点方式，即一个基准站可对应多个测量站（最多对应32个测量站）。用户可以提前在监测地域根据实际情况合理布置若干个测量站，以此全面监测山体的位移趋势，预判山体滑坡出现的几率，提前做好紧急预案，尽可能将损失降至最低。

· 同时测定三点“三维位移”

山东仁科GNSS位移监测站综合采用北斗卫星导航系统、GPS全球卫星定位系统、伽利略卫星导航系统以及格洛纳斯全球卫星导航系统卫星定位技术，并联合了RTK载波相位差分定位技术，可同时测定多点的三维位移。

· 全系统全频信号接收

我司GNSS位移监测站采用高精度GNSS芯片联合RTK载波相位差分定位技术，能够最大限度接收GNSS卫星信号，保证响应快速、测量准确，且不受周围气候条件影响，可以实现24h无人值守自动监测，并将监测到的数据通过4G信号上传至综合环境监控云平台，让用户实时掌握被测点的“动态”。

· GNSS位移监测站数传模组（选配）

GNSS位移监测站对测量站所在位置信息进行长期监测，可通过分析位移量对地质灾害是否会发生进行简单预测，以降低风险。但如果监测区域已经发生滑坡等灾害、监测站倾倒等情况，普通位移监测站很可能就无法发挥作用，造成损失。该数传模组能够采集高精度GNSS模块的RS485上行数据接口，并通过4G上传至任意平台，方便用户以SDK形式进行二次开发。除此之外，监测站搭配数传模组还可对倾角、加速度、雨量、气象等多种要素进行实时监测。

· 自动监测报警

地质灾害的危险主要在于它的瞬时性，无法及时作出应对，而很多人不了解的是，大多数地质灾害在爆发前都会有一定程度的倾斜或者位移变化。用户可以将GNSS位移监测站安装在地质灾害易发地上，并为其设置位移、倾斜变化量的上限值，一旦其变化量超过此限值，平台便会第一时间向用户发出报警信息，危急时刻，给与用户警示，提前洞察危险，以便用户及时撤离。

· 太阳能供电，持久续航

任何一件在户外使用的设备，优先考虑的问题肯定是“如何续航”。GNSS位移监测站采用20W太阳能板搭配6Ah锂电池供电系统，充电五小时就能将锂电池从0充到100%，且配备太阳能支架，方便安装，无需另外铺设供电线路，有效解决户外供电不便，续航困难问题。

20W太阳能板	6Ah锂电池	太阳能供电转换器

· 安装简单，稳定牢固

GNSS位移监测站整体为分体式结构，产品各部分可以拆卸，方便移动和携带，有效降低运输成本，其中，主控制机箱为金属喷塑电控箱，使用抱箍固定，耐阳光照射、耐雨水腐蚀，设备接入的线缆采用1对1对插，操作简单，容易上手。设备底座采用4个膨胀螺丝安装，并用加强筋让其更加坚固稳定，大大增加了抗风能力，适用于多种不同的场合（如果用户在土质地面中使用，也可以选择地笼安装），不受地域的限制。

· 内部走线，便捷美观

GNSS位移监测站防水对插线均为杆体内部走线，杆体上设有微联孔，在使用时用小锤或螺丝刀敲开，方便进出线，在不使用时则与杆为整体，更加美观。

· 手机APP“碰一碰”蓝牙配置

为方便用户使用，GNSS位移监测站设备参数可通过手机配置软件“蓝牙配置软件”对基准站所在的经纬度、目标地址、目标端口、发射频率、接受频率等进行配置，简单便捷。

· 4G数据传输

通过4G方式上传数据，无需现场布线，无距离限制，只需一张手机卡便可传输数据至监控平台，简单便捷。

3.3.3 技术参数

参数名称	参数
供电	太阳能板供电
功耗	2.4W(平均功耗)
通信接口	4G，中国移动、中国联通或中国电信的手机网络
数据上传	数据上传间隔 20 min
参数设置	手机APP“碰一碰蓝牙配置”
变送器电路工作温湿度	-20℃~+60℃，0%RH~95%RH（非结露）
定位精度	水平精度:土(2.5+0.5 x 10^-6 x D) mm
定位精度	垂直精度:土(5.0+0.5 x 10^-6 x D) mm
定位精度测定条件	晴天无云、环境温度 25℃、环境湿度 45%RH、空气质量优设备安装在空旷位置，周围无物体遮挡卫星信号
数据更新时间	1h
天线射频输入	BDS- B1I，B2I，B1C； GPS/QZSS -L1C/A，L2C； GLONASS- L1，L2； Galileo -E1

第四章山洪灾害预警系统

4.1 实时数据、历史数据在线监测预警

我司免费为用户提供环境监控云平台，平台支持实时查看监测数据。数据可以通过图形化界面、列表等方式反映，图形化界面的优势在于让用户直观看到数据和传感器的相对位置，列表则更利于用户对数据进行对比。此外，平台拥有自动存储功能，用户可以通过表格/折线的方式查看不同时间段的历史数据，并进行分析/导出。

【实时数据监测】

【降雨量实时监测折线图】

用户除了可以在平台中查看所有监测设备的监测数据（水位、雨量、经纬度位置、水平/垂直位移数据等），还可以看到各项设备实时在线/离线情况、流量卡实时剩余流量、电量剩余情况等，从而及时对设备进行维护、充值，避免出现监测盲区。

4.2 多方式远程告警

用户可以根据监测场景设置设备告警值，当某个/多个测点的位移超过设置的告警值时，平台便会以电话、短信、微信、邮件、页面数据变红、弹窗、声音等多种方式发出报警，以便在洪水、滑坡、泥石流等灾害来临之前及时疏散人群，减免损失。

4.3 入户式4G报警器

山东仁科入户式4G报警器可应用在洪涝、山体滑坡、泥石流、积水等地质、气象灾害多发地区，设备直接安装于居民家中，基于雨量、气象监测站，水雨情监测站采集到的信息上传至云平台服务器后，设备从云平台服务器获取到相关数据并显示在看板屏幕上，来实现预警信息准确及时入户，是集实时监测、信息显示、多时段声光报警功能的监测报警设备，支持不同级别的声光报警。当监测数值超过设定的危险警戒值时设备会及时发出报警声，警示居民做好防汛（转移）准备，从而保障居民人身财产安全。同时设备还具有居民常用的日历、时钟、实时通信状态。

4.3.1 结构组成

山东仁科入户式4G报警器由电子显示屏主控、4G语音报警器、扩音器（默认内置型，可选配外接室外扩音器、外接室内扩音器）、声光报警器（选配）等组成。

4.3.2 功能特点

· 多要素信息显示

山东仁科入户式防汛报警器，搭配水雨情监测站、雨量气象站等仪器设备使用，屏幕可实时显示多种灾害要素：包括降雨量、水位、液位、位移、雨雪、风速、风向等（屏幕显示要素可自行更换），全方位保障居民安全。

· 多方式报警

设备支持声光报警、短信转语音播报、电话喊话播报、云平台下发播报等多种报警方式。支持进行音量、语速调节以及暂停报警等操作；支持某一时间段报警，可自定义时间段。

【人工电话喊话播报】

【报警暂停】

· 可连接扩音喇叭、声光报警器

入户式4G报警器一般默认内置扩音器、喇叭，用户根据实际使用情况可以选配外接室内型扩音喇叭或者室外型扩音喇叭。

· 碰一碰蓝牙配置

可通过“碰一碰蓝牙配置”APP进行配置和读取实时值，方便快捷，同时支持云平台下发设置。

· 设备支持移动、联通、电信三种运营商手机卡，用户可根据需要自行选择。

4.3.3 技术参数

参数名称	参数
供电	DC 9-30V（建议使用 12V）
功耗	喇叭未工作时3W，喇叭处于工作状态时最大功耗约21.2W
使用环境	工作温度-20℃~+60℃，0%RH~95%RH 非结露
配置方式	手机蓝牙配置
通讯接口	4G方式上传
时间误差	≤5min（运行一年）
安装方式	壁挂安装

4.4 室外预警广播站

山东仁科室外预警广播站，预警对象以自然村或相邻村组为单元选择预警范围，是一种可人工实时报警、可远程喊话紧急报警、可监测关联设备报警的多功能产品设备。配合我司灾害类物联网在线监测设备的使用，可实现远程喊话、语音、邮件等多种危险预警方式，具有一定的报警覆盖范围，可使用于受威胁人口集中区解决预警时间短，预警的“最后一公里”传递困难等实际问题，使其更加容易应对山洪灾害等紧急情况。该设备安装方便，简单便捷，容易调度。防水防尘等级达 IP65，可长期使用在室内或室外，可靠而稳定的监测云平台数据。

4.4.1 结构组成

本方案中室外监测预警站由光报警模块、4G语音报警器、语音报警模块连接件、2m专用安装立杆以及太阳能供电系统组成。

4.4.2 功能特点

· 支持多种告警方式

山东仁科室外预警广播站具有声光报警、短信转语音播报、电话喊话播报、现场一键报警以及云平台下发播报等多种告警方式。设备支持设置白名单，通过人工拨打设备电话进行远程喊话；支持发送短信远程播报，可将接收的文字信息转化为语音，并能实现短信语音的重复播放；支持某一时间段报警，可自定义时间段。

【电话喊话播报】

【短信转语音播报】

【云平台下发播报】

· 音量、语速可调节

设备报警音量可调节、语速可调节，同时支持自定义编辑语音播报内容。

· NFC方式配置，并提供专业配置APP

支持通过手机 NFC“碰一碰”进行配置和读取实时值，可设置语音报警模块状态、音量大小、白名单号码、云平台取数状态等，同时以上功能还可通过云平台进行配置。

· 4G数据实时上传

设备支持4G获取实时数据进行监测，最大支持同时获取8组，支持上传报警器实时播报状态、播报音量大小、信号强度、供电电压等信息至服务器平台端；支持远程获取平台节点实时数据及超限、离线状态触发语音广播播报。

4.4.3 技术参数

参数名称	参数
供电	DC 9-30V（建议使用 12V）
功耗	喇叭未工作时 0.5W，喇叭处于工作状态时最大功耗约 21.2W
使用环境	工作温度-20℃~+80℃，0%RH~95%RH 非结露
配置方式	NFC 配置
通讯接口	4G 方式上传，ModBus-RTU 通讯
防水等级	IP65

第五章综合环境监控云平台

5.1 概述

综合环境监控云平台（www.0531yun.com）以先进的信息采集系统、物联网、云平台、大数据以及互联网等信息技术为基础，各级用户通过PC端WEB、APP客户端、微信端等多种渠道访问平台数据，实现远程系统管理功能。用户可实时对项目上每个重要参数进行实时监测、管理，同时实现基于平台的远程手动控制。

5.2 功能介绍

5.2.1 数据实时监控

平台支持实时查看监测数据。数据可以通过图形化界面、列表等方式反映，图形化界面的优势在于让用户直观看到数据和传感器的相对位置，列表则更利于用户对数据进行对比。

【首页数据展示】

【列表展示】

5.2.2 实时地图显示

系统以物联网技术和GIS技术为支撑，使用户更加直观的观测所有测点分布位置及状态。

5.2.3 超限告警

当任一要素超过预置报警值、设备处于离线状态时，系统能提供平台界面告警、短信告警、电话告警、邮件告警等报警方式，并进行事件记录，供调用和分析。

支持所有监测因子报警上限、下限，预警上限、下限设置，支持因子数据异常字体变色，因子告警数据颜色用户可自定义。

针对短信、振铃、微信、邮件告警方式有专门的告警联系人管理列表，便于当报警联系人变动时快速查询、添加、删除。

5.2.4 历史数据查询、导出

可通过系统查询每个监测点的设备信息，对设备监测数据、历史数据进行查询。并生成数据曲线图，具有单个或多个因子数据存储/查询/导出数据功能，支持PDF、excel等多种数据格式导出，导出内容标题、使用单位名称用户可自定义，同时可导出数据查询的时间段、查询数据账号、保存数据间隔、离线判断间隔等重要信息。

【历史数据列表查看】

【历史数据曲线查看】

【历史数据导出】

5.2.5 继电器控制

支持电脑端、APP端远程手动控制现场设备继电器，且继电器名称可自定义编辑，相应继电器控制功能是否启用客户可自行编辑。

5.2.6 系统管理

平台具有完善的权限分级和管辖分区等等功能，无限级权限设定，可以根据要求自由组合权限。用户操作具有完善的日志记录，方便查看操作记录。

5.2.7 账号分级

支持账号分级管理，针对项目实际需求增设子账号，并分配不同管理权限，做到项目管理分工明确，用户可定义不同的用户角色，并赋予角色的不同权限管理，所有的用户操作都进行自动记录，没有权限的用户将不能进行操作。

【账号分级管理】

【管理员权限设置】

【管理员菜单权限】

5.2.8 设备管理

该监测系统可对设备进行节点、报警、储存进行设置。

名称	解释
设备名称	填写设备名称，默认名称为设备地址
设备地址	显示设备地址，不可更改
设备经纬度	写入设备经纬度，可在地图中查看设备显示位置。（注意：如果以设备自带经纬度信息为准，此处可不填写）
告警记录	开启告警记录，当设备报警时，数据库中会记录告警信息，关闭告警记录，则无法查询告警记录。
离线短信	开启离线短信，当设备离线时会发送告警短信至绑定手机号
离线邮件	开启离线邮件，当设备离线时会发送告警邮件至绑定邮箱。
离线判断间隔	设置设备离线时间，当设备在设置时间内重新上线，平台默认此设备未离线。
短信告警间隔	当设备在平台告警后，告警信息按照设置时间间隔发送告警短信，时间最低设置5min。
邮件告警间隔	当设备在平台告警后，告警信息按照设置时间间隔发送告警邮件。
保存数据间隔	设置时间间隔保存设备数据。
短信发送次数	防止设备超限时间过长，一直发送告警短信，可设置最多发送短信次数。
节点列表	设备节点设置，详情见节点信息设置。