一、系统设计背景

   某水库位于山清水秀的重庆市，应相关管路部门的要求，现需要对水库生态外排水的数据进行远程采集并实时监测，使相关管路人员可以通过上位机软件，对现场的数据进行远程查看。

二、系统解决方案

2.1设计整体思路

本系统主要从三个层面进行设计：应用层上本次选用具有实时数据显示，统计报表、历史曲线查询等功能的在线监测系统，以帮助用户解决远距离抄表难题；传输层上选用4G无线监测智能终端，并且选择太阳能供电系统对现场测量仪表及通讯设备进行供电；感知层上选用了大口径管道更加经济且安装方便的超声波流量计。

本系统按照设备分主要包括监测中心、供电设备、监测智能终端、现场计量仪表四部分组成。

图1  系统结构组成

2.2监测中心

现场计量仪表的监测数据，经现场监测终端及其通讯端口，通过移动4G无线网络传输进入到服务器管理平台，通过专用平台软件对数据进行展示，各职能工作人员通过查看显示器，实时了解监测点的排水量。

2.3供电设备

2.3.1供电形式的选择

水库的生态外排水监测点，位于水库闸门下游的河道边上阀门控制室内，周边都为临时建筑，且并无任何永久电源可供使用，如果选用单纯的电池供电方式给设备供电，则需要选用大容量电池组并且需要通过缩短系统对数据的采集频率来减少设备的耗电量，这样系统采集到的数据实时性差，且不能真实的反馈现场监测点的排水趋势。

因此，我们通过部门内部讨论，决定在此监测系统中，对现场计量设备及监测智能终端采用太阳能供电方式。 

2.3.2供电设备选型

水库当地年平均日照时数约为1131小时，按照每天8小时的有效日照量来计算，全年大概有141天的日照，这个日照量并不算多，如果蓄电池组的存储电量与设备的日耗电量“平进平出”的情况下，并不能保障流量计及监测智能终端设备24小时不间断工作。

流量计和监测终端设备的工作电流约为489mA，经计算并且试验得出：选用55AH的蓄电池组，在完全放电的情况下，能维持设备大概4.5天的不间断工作；光电转换板选用晴天转化率更高的100W单晶板来对蓄电池组进行充电。

2.4监测智能终端设备的选择

为方便水库管理人员远程查看现场计量数据，本次智能监测系统的上位机，安装在距离现场计量监测点几公里远的水库管理处内，由于距离远且现场四周环山，通过有线的方式来进行现场数据传输的方案并不可行，现场地形并不具备远距离敷设电缆的条件，经过现场勘查，现场手机信号强，通话质量好，最后决定选用4G DTU来作为现场监测智能终端设备，进行流量仪表数据的无线传输，在管理处的服务器端加装无线接收基站，用于接收现场发送的数据。

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三、系统呈现效果

本计量监测系统软件是以B/S模式开发，支持WEB查看，对软件的所有操作都在浏览器内完成，如果数据服务器已经连接到网络中，则可通过同一局域网内的其他联网计算机的浏览器输入本系统的服务器IP地址，即可实现远程登录，方便数据查询、处理等操作。