[发明专利]一种基于物联网的虚拟水文测站方法

说明书

本发明涉及水文测站自动化监测技术领域，具体地说是一种基于物联网的虚拟水文测站方法。该基于物联网的虚拟水文测站方法包括感知层、接入层、传输层和应用层，其中感知层为雨量计、水水位计、ADCP、蒸发传感和墒情传感，所述接入层为无线短距离物联网传输和水文测站物联中心，所述传输层为GPRS、CDMA、互联网、专网和北斗卫星，所述应用层为省市县数据中心。

技术领域

本发明涉及水文测站自动化监测技术领域，具体地说是一种基于物联网的虚拟水文测站方法。

背景技术

目前全国水文测站中实现自动化的主要手段是通过建设水文测报系统，系统通过对各种水文参数传感器采集后，经RTU存储传输至控制中心。这种结构在水文测站自动化建设中会存在几点问题。

(1)水文测站对地理空间要求程度高

一般在国家基本水文测站中，测量参数有雨量，水位，蒸发，流量等。这些参数采集空间由标准观测场和河道测量断面组成。标准水文观测场根据监测参数的不同场地大小也不同，一般有6米*6米,12米*12米等不同尺寸，同时场地对周边的环境要求较高，根据水文测站建设的地理位置，经常会出现无法在一个观测场中建设完成所有参数监测。河道断面监测中，根据不同的水位流量测量方式，断面有可能会出现上下移动或多个断面的情况。所以，水文测站对于这种分布式的自动化系统集成到水文管理站房，成为一个测站是十分必要的。

(2)水文自动测报系统建设成本高、维护难度大

目前水文测站实现自动化主要通过建设自动测报系统实现。雨量、水位、流速、蒸发等参数每处建设一套自动化遥测设备，根据不同部门不同的需求，一种参数可能建设几套设备，这样，一个国家基本水文测站中大多有6套以上的遥测设备。每处的结构都是由传感器、RTU、供电系统、通信系统组成，重复性高，建设成本大。这些自动化设备很大程度上由不同供应商建设，这样造成了维护难度大。

(3)水文测站自动化扩展性难度大

水文测站自动化系统每种参数采用的是独立的遥测系统，各部门对数据的要求不同，传输平台不同，需求不同，那么就需要新建新的采集系统来实现。例如，一般遥测系统采用的是报文传输方式，如果有需求采集高频率数据或者传感器所有状态数据，那么就无法满足了。这种结构对于整体水文测站来说是不可扩展的，只有通过建设来满足新增需求。

(4)水文测站容灾能力脆弱

水文测站目前大多数数据通信方式采用的是公网传输，例如，GPRS、CDMA、GSM等方式，这些方式较自建通信网络使用方便，维护成本低，但是在抵抗超强灾害时容易造成同时中断情况，当公网基站故障时，所有采用该运营商的无线传输设备均无法传输数据，这种情况一般在台风时期时有发生。如果采用每种参数都通过北斗卫星传输，一个是建设和维护成本很大，另一方面北斗卫星的普通用户短报文传输字节长度只有120汉字，卡频为1分钟，且目前北斗短报文通信在民用中还是采用一代卫星通信，稳定性不高。

发明内容

本发明目的是提供一种结构简单、原理简明、使用广泛的基于物联网的虚拟水文测站方法。

一种基于物联网的虚拟水文测站方法，包括感知层、接入层、传输层和应用层，其中感知层为雨量计、水水位计、ADCP、蒸发传感和墒情传感，所述接入层为无线短距离物联网传输和水文测站物联中心，所述传输层为GPRS、CDMA、互联网、专网和北斗卫星，所述应用层为省市县数据中心。

一般流程为传感采集、短距离传输、物联中心、信息通道和省实现数据中心，数据通过传感采集后输出到短距离传输系统，将数据传输到水文测站的物联中心后，经物联中心对数据进行分析处理后输出，通过各种通信信道传输到省市县的数据中心。

所述感知层、接入层、传输层构成了虚拟水文测站。

本发明所带来的有益效果是：