才茂通信基于工業級4G RTU物聯網智慧水利解決方案

一、方案背景      

      水是生命不可或缺的一部分，水資源是關系到國計民生的基礎資源，我國存在水資源短缺、南澇北旱、水污染加劇和水土流失嚴重等眾多水問題，隨著全國信息化基礎設施建設的不斷推進，物聯網技術的推廣、網絡帶寬、計算機處理能力和存儲容量的迅速提高，以及各種信息處理、識別與跟蹤技術的出現，全程數字化、網絡化的監控系統優勢愈發明顯，其高度的開放性、集成性和靈活性為水利監控系統和設備的整體性能提升創造了必要的條件，為了能更好的合理利用水資源，“智慧水利”應運而生。

     才茂通信作為國內物聯網安全研究方向的領軍團隊，是較早的涉及水利行業開發和實施的企業之一，立足水利行業信息化的發展，結合公司自身的技術優勢和水利行業經驗，結合水利業務安全要求高、空間跨度大、野外作業多等特點，運用物聯網等高新技術，提供了全面的智慧水利解決方案。  

二、方案介紹      

◆ 1.何為“智慧水利”？ 

“智慧水利”是在水利信息化的基礎上高度整合水利信息資源并加以開發利用，通過物聯網技術、無線寬帶、云計算等新興技術與水利信息系統的結合，實現水利信息共享和智能管理，有效提升水利工程運用和管理的效率和效能。“智慧水利”涵蓋了水文、水質、水資源、供水、排水、防汛防澇等方面，是通過各種信息感測設備，測量雨量、水位、水量、水質等水利要素，通過無線終端設備和互聯網進行信息傳遞，以實現信息智能化識別、定位、跟蹤、監控、計算、管理、模擬、預測和管理。

◆ 2.系統介紹 

    不同項目針對性開發的“智慧水利”整套解決方案，由監控中心和各個水源監測點組成，各個水源監測點的數據采集終端可監視和采集水位、壓力、流速等各種數據，供控制中心分析和決策使用，提高工作效率，保證引水質量，滿足灌區的用水量的需求。

    水利智能監控平臺按照物聯網的架構分為傳感層、網絡層、業務層，痛痛過集成平臺進行業務和數據的融合，并通過標準的控制指令進行設備進行控制，實現水利的智能監控。 

水源井監控設備|水源井監控終端|水源井自動化監控設備|水源地遠程監測設備 

◆ 3.實現功能 

    1. 能夠實時自動采集監測點的水位、流量等數據，用于實時監控和統計分析，監控數據能夠長時間保存，供歷史查詢。 

    2. 當監測的水位超過了一定警戒高度，或水位上漲的速度過快時，能夠及時地提醒用戶，并通過短信、郵件、聲音警報等方式保證用戶的感知。 

    3. 集成視頻監控功能，用戶能夠對重要監測點通過攝像設備實時監控，分屏顯示多個監測點的現場情況，并可以回放監控錄像。 

    4. 采用友好簡單的用戶操作界面，集成GIS地圖，用戶能夠在地圖上概覽各個監控點的水文閘口信息，并能夠實現放大、縮小、顯示詳細信息等地圖基本功能。 

    5. 集成遠程提放閘設備，用戶可以在系統界面上看到各個閘口的當前狀態和附近水文的詳細數據，根據工作需要對閘口進行遠程提放操作。 

    6. 能夠對監控數據做趨勢分析、統計、報表查詢，為用戶展示各監控點1個月、24小時、1小時內等各個時間段上的水文趨勢圖和告警分析圖。 

    7. 管理員用戶可以對系統中的監測點、監控設備、用戶、角色、機構等基礎信息進行維護，真正做到系統所有的基礎數據都是可維護、可擴展的。 

    8. 提供嚴格的權限控制，分為功能權限和數據權限。不同角色的用戶，能夠使用不同的系統功能；用戶所屬的組織不同，也使用戶能夠看到不同的數據范圍。 

    9. 為系統維護人員以及管理員用戶提供維護工具，為系統管理員和運維人員的日常維護工作提供指引和記錄。 

    10.系統采用分層次、模塊化架構實現系統良好的可擴展性，為以后的系統升級。 

    水利智能監控平臺按照物聯網的架構分為傳感層、網絡層、業務層，痛痛過集成平臺進行業務和數據的融合，并通過標準的控制指令進行設備進行控制，實現水利的智能監控。 

◆ 4.方案整體 

各層功能描述：

    設備接入層：提供統一的設備通信協議的接口適配 

    數據采集及控制層：提供各種數據的采集及調度策略，以及設備控制信息收發的調度策略 

    數據處理層：提供采集上來的數據進行數據格式化為統一的數據格式，并且進行原始數據入庫，計算告警等 

    數據匯聚層：提供原始數據的匯總及關聯分析 

    數據存儲層：提供數據的物理存儲 

    業務邏輯層：提供數據的基礎服務以及業務邏輯數據的組織及計算 

    應用服務層：提供前臺客戶端軟件的各種業務邏輯的服務接口 

    對外接口層：提供對外界系統的統一服務接口層面 

前端方案

    前端系統主要由視頻監控系統、網絡設備、網關、傳感器、閘門控制設備等各種設備組成，實現對自然水域和水利工程現場視頻及各種水位、流量信息采集功能，以及控制閘門提放的功能。 

后端軟件

◆ 5.系統特點 

    1. 基于標準的物聯網三層架構，易擴展、可擴容彈性大、穩定。 

    2.引入傳感網安全機制，傳感節點發送的信息經過加密，不容易被破解并利用；具有節點認證安全機制，不容易被仿冒節點。 

    3.實時監控功能強大，不僅能從數據上實時監控水位、流量等水文信息，還能夠通過視頻監控到現場的實際情況。 

    4.具備遠程控制功能，能夠遠程靈活地控制閘門的提放，省去了大量人工成本。 

    5.數據分析和告警功能齊全，能夠及時地為用戶提供警示情報和趨勢分析。 

    6.系統界面簡便友好，操作簡單，采用地圖、圖表等多種形式向用戶直觀地展現用戶需要的內容。 

7.權限控制嚴密，能夠對用戶的操作權限和數據權限進行雙重控制。 

◆ 6.產品優勢 

    1、可靠性：主要設備及元器件（包括組態軟件）采用國內外著名公司產品。 

    2、先進性：采用先進的圖像監控和工業自動化控制技術，在同類項目中,要求達到國內先進水平。 

    3、經濟性：系統的建設以適用為主,性能價格比高，實用性強。 

    4、開放性和可擴充性：系統硬件和軟件均采用模塊化、結構化、標準化,便于系統功能的擴充和系統的互聯。主要系統設備滿足可拆卸重組要求。 

    5、易操作性、可維護性：系統的操作要簡單,維護管理方便。 

    6、監控系統具有有效的抗雷電、抗強電、抗電磁干擾措施：能在潮濕、振動、灰塵等惡劣環境下正常運行。對系統的信號傳輸采用可靠的保護措施。