《地下水资源监测系统实施方案配置设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地下水资源监测系统实施方案配置设计.docx（36页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、地下水资源监测系统实施方案配置设计实施方案的总体构架地下水水资源监测信息系统包括以下部分：信息采集传输系统、计算机网络系统和监控中心。其中：信息采集传输系统，包括监测点、GSM/GPRS网络、中心站数据接收机等信息采集与传输部分，采集的信息包括水位等水资源信息及PH值、水温、电导率、TDSs溶解氧等水质信息以及信道质量、蓄电池电压等工情信息。信息传输包括通信方式选择、路由组织和信息质量控制等内容。计算机网络系统，包括局域网和广域网，涉及监控中心、相关业务部门的计算机网络互联，实现信息共享。监控中心，包括支撑系统运行的硬件、软件环境，是系统监控信息的最终汇集、数据交换共享、辅助决策和指挥调度的中
2、心。以及支撑系统运行的平台。信息资源规划和数据库设计1.1.1地下水资源监测系统的通信组网设计D各类监测点数据的传输路径、入网节点、网络路由地下水信息中心通过路由器接入Internet,并在Internet上具有固定IP地址，数据接收工作站接收数据的TCP/UDP端口映射到路由器的某个固定端口上。各监测点配置的GSM/GPRS通信设备通过GPRS网络接入Internct,与该路由器端口建立连接，与数据接收工作站进行数据通信，自动上传数据并接收召测命令。数据接收工作站负责监测站点的认证和连接链路的维持。此方式为监测站点与中心站之间通信的主信道。地下水水资源企业信息中心的数据接收工作站同时连接一部
3、GSM通信设备，当Internet连接出现问题时可临时以SMS短信方式直接与监测站点进行通信。各监测站在通过GPRS网络与中心站通信失败时会自动转入SMS方式工作，并自动定期检测尝试主信道的恢复情况。2)系统中心站的通信网关的配置路由器主要性能指标：(1)、处理器：RISC新一代处理器(400MHz)；(2)、转发性能：180Kpps;(3)、固定以太网路由端口：2个百兆接口；(4)、固定以太网交换端口：8个百兆以太网接口；(5)、模块插槽：2个SlC插槽；(6)、ESM插槽：1；(7)USB：1；(8)、AUX：1；(9)配置口：1；(IO)、硬件加密：支持；(11)、内存(缺省/最大)：2
4、56M384M(SDRAM)；(12)、CF:256M/1G；(13)、最大功耗：54W；(14)、电源(AC)：输入额定范围：IoO240V5060Hz;(15)、环境温度：040C;(16)、环境相对湿度：5-90%(不结露)。交换机主要性能指标：(1)固定端口：24个10100BaseTX自适应端口；2个COmbo口；(2)管理端口：1个COnSOIe口;(3)交换容量：所有端口支持线速转发5.20Gbit/S；(4)包转发率：3.72Mpps;(5) VLAN；最多支持4K个符合IEEE802.IQ标准的VLAN；支持基于端口的vlan；(6) VLAN接口：支持一个VLAN虚接口；(
5、7) GVRP：支持；(8)广播风暴抑制：支持基于端口带宽百分比的广播风暴抑制；(9) ffi:IGMPvlv2v3Snooping；MVR；256个二层组播表项；(IO)端口汇聚：支持LACP；支持手动端口汇聚；支持最多三个聚合组；每个聚合组支持8个端口；(Il)MAC地址表：支持地址自学习；符合IEEE802.1D标准；最多支持8K个MAC地址；支持IK个静态MAC地址；支持添加动态/静态单播MAC地址、多播MAC地址和黑洞MAC地址；(12)管理：支持命令行接口(CLI)配置；支持TeInet远程配置;支持通过COnSOIe口配置；支持SNMP(SimpleNetworkManageme
6、ntProtocol)；支持RMON(RemoteMonitoring)1,2,3,9组MIB；支持H3CQuidView网管系统;支持WEB网管；支持系统日志；支持分级告警；(13)电源:采用交流输入:额定电压范围：IooV240VAC；5060Hz;最大电压范围：90V264VAC；47HZ63Hz；整机最大功耗：14W；工作环境温度：Oc45。GSM/GPRS通信终端，其主要性能指标如下：频段：900/1800MHZ发射功率：2W(GSM900MHzClass4)IW(GSM1800MHzClass1)最高DTE速率：115200bps；工作电压：7.5V-24V；待机功耗：3mA；工作
7、功耗：20mA；数据传输标准：RS-232C；工作温度：-20C55；工作湿度：95%RH(40oC);可靠性：MTBF225000H；支持功能：GPRS,短信双向收发且最大长度70个汉字或160个ASCII字符掉电工作模式可控电源开关射频模块监测电路自动复位看门狗和应用层的双层外部复位RS232C串口控制信号复位3)系统通信组网拓扑图网络结构拓扑图；SM ；PRS地下水采集 监测点地下水采集 监测点GSM/GPRS通信网络；SX1 20mgL,分辨率0.Olmg/L；3）电导率:量程0-100mscm,读数的1%,0.01PSS；分辨率：4digits;4）PH：量程0-14,准确度0.2,
8、分辨率0.01；5）浊度：量程ITOOo1.1.4.3数据采集器RTU数据采集器设备技术性能指标：采用XX水文水资源系统SCSW008-2008协议标准；遥测数据能够与XX省水文水资源系统MorIitOr接收软件进行无缝链接;输出：420mA（自行转换瞬时流量与液位）可按照设置自动采集、存储、传输水雨情要素；具有灵活方便的传感器接口：至少12位并行数字输入接口，并行接口按照设定可识别格雷码、二进制、BCD等常用水文传感器输出编码。具有RS-485或SDI-12串行接口数字输入接口，可至少并行连接3个相同通讯协议标准的串行智能传感器;具有一个2线或3线的脉冲式增量接口，增量接口具有仪器唤醒功能；
9、具有与光纤专线、PSTN、GSM等多信道设备相连的接口不少于3个；可通过包括光纤专线通信、PSTN通信、GPRS通信、GSM短信等信道方式传送数据。可同时连接上述两种或以上的信道设备、设置优先顺序，具有对通信信道的自动监测并实现信道间的自动切换。为实现通过上述信道的自报工作和单一信道的多目标传送，数据采集器对每一信道必须具有至少两个目标号码的设置和呼叫（拨号）能力；具有连接计算机、人工置数装置的RS-232C接口，RS-232C和PSTN接口均具有接收信号后唤醒数据采集器工作的能力；具有至少4路开关量输出接口。可用于控制外部设备工作或供电；能将测量的数据在本地显示出来，具有采集数据的存储功能，
10、每组存储数据必须包括时间和采集要素的全量信息。存储容量应满足1年以上长期存储的需要。存储器必需采用非易失技术。存储数据可以在测站用计算机读取，也可以通过电话从分中心实现远程下载读取；具有定时器、事件、通信接口等多种唤醒工作方式。令有灵活的编程设置能力。可现场和远程配设、修改系统参数，支持远程诊断、维护；可选择设置多种工作模式和标准：定时采集、增量采集、根据水位级标准采集。水资源数据采集模式可分别设置。具有测试功能，测试数据不进入固态存储器；令具有可靠的低功耗设计，静态值守电流W8mA,具有可靠的支持外接设备节电的功能；水情信息采集、存储段次和发送段次可以分别设置。但一般应满足：采集段次2存储段
11、次发送段次；令支持定时自报、加报和召测以及增量自报等兼容的工作体制；令具有实时钟，可通过PSTN、卫星信道实现校时；令具有人工置数接口，实现人工键入信息的发送。人工置数器有数字显示窗和键盘，通过人机对话方式可输入水位、水量、水质等水资源要素并发送的功能；令数据采集器具备可以增加如水位、水量、水质等水资源要素的自动采集、存储和传输功能；令环境温度：TO45；令环境湿度：95%RH(40)；令平均无故障工作时间：225000k1.1.4.4通信Modem设备技术性能指标： 支持EGSM900和GSMI800双频；采用GPRS分时复用的CIaSS8的标准; 小巧、轻薄的的设计；支持数字、语音、短消息
12、和传真； 提供SIM应用工具箱；经过R&TTE的认证； 信息传送内容：语音和数据；电源：单电源3.3V5.5V； 频段：双频GSM900MHz和DCS1800MHz（Phase2+）； 发射功率：2W（GSM900MHzClass4）IW（DCS1800MHzClass1）； SIM：卡连接方式外接；天线：由天线连接器连接外部天线； 温度范围：工作温度：-20Cto+55oC储存温度：-30Cto+85C 工作电流损耗：通话模式：300mA（典型值.）空闲模式：3.5mA（最大值）省电模式：100uA（最大值） 语音解码标准：三种速率：半速（ETS06.20）全速（ETSO6.10）增强型全速
13、（ETS06.50/06.60/06.80） 短信息：MT,MO,CB和PDU模式音频接口：模拟信号（麦克风，耳麦，免提手柄）。1.L4.5充放电控制器1）最大充电电流：12A；2）最大自消耗电流:W4mA；3）最终充电电压：13.8V；4）蓄电池过充电断开电压：14.4V0.2V；5）蓄电池过充电恢复点电压：13.8V0.2V;6）环境温度：一40C+60；7）环境湿度：95%RH（40）；8）具备防电源线反接、反充保护;9）具备过载、过充、过放、短路保护；10）具备自动解除过充保护恢复充电功能；11）独立安装。1.L4.6蓄电池采用65AH铅酸蓄电池，主要性能指标为：阀控式全密封免维护铅酸
14、电池；额定电压12V；容量65AH；无浮充条件下保证水位站工作不低于40天，无需均衡充电，期待寿命6年，内阻小，不渗漏液体，无酸性气体溢出，自放电小，运输方便，绿色环保，有可靠的密封结构及安全阀，无漏液，无酸雾弥漫，利用氧复合原理设计，实现内部水循环，冒气少，失水少。1.1.4.7地下水位监测点设备拓扑图电源龙正翳1.1.5中心站的主要硬件产品1.1.5.1中心站的路由器名称：路由器 处理器：RlSC新一代处理器（400MHz）； 转发性能：180Kpps; 固定以太网路由端口：2个百兆接口； 固定以太网交换端口：8个百兆以太网接口； 模块插槽：2个SIC插槽； ESM插槽：1； USB：1；
15、 AUX：1； 配置口：1； 硬件加密：支持； 内存（缺省/最大）：256M384M（SDRAM）； CF：256M/1G； 最大功耗：54W； 电源（AC）：输入额定范围：100240V5060Hz; 环境温度：040； 环境相对湿度：5-90%（不结露）。1.1. 5.2中心站数据库服务器中心站数据库服务器选配技术性能指标为： CPlJ类型：两颗四核Xeon5405二级缓存2*6MB FSB（总线）：1333MHz 扩展槽：3 内存类型ECCDDRII2GB 最大内存容量32GB 硬盘：四个15KSAS146G 磁盘阵列卡内置PERC5i(SAS3.OGb/秒RAID控制器、含256MB电
16、池支持缓存) IDE控制器ATA100 光驱DVD-ROM 软驱外置USB软驱 网络控制器双内置BroadCOnl10/100/1000GigabitNIC 显示芯片：集成ATlRN50控制器、含16MBSDRAM 标准接口：2个RJ-45、1个9针串口、4个通用串行总线(USB)2.0、Video、带蓝色/黄色LED灯光的ID按键、用于可选DRAC45/1管理控制器的RJ-4515针视屏接口4 散热系统：热插拔、冗余散热风扇 电源热插拔冗余电源 配套导轨 管理工具：集成基本管理控制器(BMC)和智能平台管理界面(IPMD2.0版软件可以通过OPenManage工具或其他IPMI兼容的管理工具
17、实现基于标准的管理功能、BMC可以监控服务器和服务器系统主板附带组件的运行状态：启动POST程序时出现的故障；自动服务器恢复功能可以在OS挂起的情况下重新启动系统(WatChdOg定时器)；预执行环境(PXE)支持,可以在OS安装之前通过网络启动系统;网络唤醒(WOL)支持,可以远程启动服务器O 系统支持WindowsServer2003R2EnterpriseEditionsWindowsServer2003R2WebEdition、WindowsServer2003R2x64EnterpriseEditionsWindowsServer2003R2x64StandardEdition、Wi
18、ndowsStorageServer2003R2WorkgroupEdition01.1. 5.3中心站的交换机 固定端口：24个10/100Base-TX自适应端口；2个Comb。口； 管理端口：1个COnSOle口； 交换容量：所有端口支持线速转发5.20Gbits; 包转发率：3.72Mpps; VLAN；最多支持4K个符合IEEE802.IQ标准的VLAN；支持基于端口的vlan； VLAN接口：支持一个VLAN虚接口； GVRP：支持； 广播风暴抑制：支持基于端口带宽百分比的广播风暴抑制； 组播：IGMPvlv2v3Snooping；MVR；256个二层组播表项； 端口汇聚：支持LA
19、CP；支持手动端口汇聚；支持最多三个聚合组；每个聚合组支持8个端口； MAC地址表：支持地址自学习；符合IEEE802.ID标准；最多支持8K个MAC地址；支持IK个静态MAC地址；支持添加动态/静态单播MAC地址、多播MAC地址和黑洞MAC地址； 管理：支持命令行接口(CLD配置；支持TeInet远程配置；支持通过COnSOIe口再己置；支持SNMP(SinIPleNetworkManagementProtocol)；支持RMON(RemoteMonitoring)1,2,3,9组加8；支持H3CQuidView网管系统；支持WEB网管；支持系统日志；支持分级告警； 电源：采用交流输入：额定
20、电压范围：10OV240VAC；5060Hz;最大电压范围：90V264VAC；47Hz63Hz；整机最大功耗：14W；工作环境温度：045。1.L5.4中心站服务器机柜中心站数据库服务器机柜600X1000X2000；带键盘鼠标显示器套件、高度：IlJ/LCD尺寸：15寸液晶;外配KVM切换器输入接口数量：4/输出接口数量：1；PDlJ数量：2/输出接口数量：12。 .1.6中心站工作平台软件1.1.6.1中心站的服务器操作系统软件系统选配WindowSServer2008R2中文企业版。1.1.6.2中心站的服务器数据库软件系统选配SQLSERVER2008中文标准版。1.L6.3中心站的
21、网络杀毒软件系统选配诺顿网络版25用户。1.L6.4数据接收处理监控软件其模块结构如下图所示:遥测数据接收处理接收处理系统监控I遥测站管理数据接收及存储遥测数据遥测数据接收处理应完成如下功能：1）接收、解码、存储通过GPRS或其他信道传输的水质水情和工况信息。2）能实时监视遥测站最新的水情、水质数据、工况信息和遥测站的基本参数。3）能实时监视接收工作站的运行工况（包括通信信道状态、通信端口状态）。4）使操作员能向遥测站发送召测、数据补传、参数设置等控制命令。5）对所有接收的数据按规定的存储格式以数据库形式和文本文件格式两种方式保存。6）提供完善的运行日志功能，运行日志提供运行监视、故障处理所需
22、的相关信息。7）对遥测系统出现的各种异常提供报警功能，可能的报警包括： 遥测站数据未按指定时间到达； 水情水质数据和工况数据异常；遥测站信道异常； 接收工作站通信端口、MODEM池和终端服务器异常。报警功能报警功能主要包括：测站数据未按指定时间到达报警、蓄电池电压报警、暴雨报警、超警戒水位报警、通信信道报警：令测站数据未按指定时间到达报警：以测站最新数据按测站发送控制标准、发送时间间隔控制，判断测站数据是否按时到达，如果未按时到达则启动报警。在实时数据显示表格中对应该测站编号显示的表格单元的背景色显示为红色，置系统报警为报警状态。电池电压报警：当采集的电池电压值低于设置的报警电池电压值，则启动
23、报警。在实时数据显示表格中对应该测站电池电压显示的表格单元的背景色显示为红色，置系统报警为报警状态。超警戒水位报警：当采集的水位值大于该测站设置的警戒水位值，则启动报警，在实时数据显示表格中对应该测站水位显示的表格单元的背景色显示为红色，置系统报警为报警状态。令通信信道报警：当采集的数据是通过备用信道获得，则启动报警，在实时数据显示表格中对应该测站通信信道显示的表格单元的背景色显示为红色，置系统报警为报警状态。令系统报警：当系统报警为报警状态时，系统状态栏中的报警指示图标会闪烁，同时伴有扬声器的语音提示。1.1. 6.5软件安全与策略软件安全主要包括数据独立性、数据安全性、数据完整性、并发控制
24、、故障恢复等几个方面。数据独立性数据独立性包括物理独立性和逻辑独立性两个方面。物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据是相互独立的；逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。数据安全性操作系统中的对象一般情况下是文件，而数据库支持的应用要求更为精细。通常比较完整的数据库对数据安全性采取以下措施：（1）将数据库中需要保护的部分与其他部分相隔。（2）采用授权规则，如账户、口令和权限控制等访问控制方法。（3）对数据进行加密后存储于数据库。数据完整性数据完整性包括数据的正确性、有效性和一致性。正确性是指数据的输入值与数据表对应域的类型一样；有效性是指数据库中的理论数
25、值满足现实应用中对该数值段的约束；一致性是指不同用户使用的同一数据应该是一样的。保证数据的完整性，需要防止合法用户使用数据库时向数据库中加入不合语义的数据。并发控制如果数据库应用要实现多用户共享数据，就可能在同一时刻多个用户要存取数据，这种事件叫做并发事件。当一个用户取出数据进行修改，在修改存入数据库之前如有其它用户再取此数据，那么读出的数据就是不正确的。这时就需要对这种并发操作施行控制，排除和避免这种错误的发生，保证数据的正确性。故障恢复由数据库管理系统提供一套方法，可及时发现故障和修复故障，从而防止数据被破坏。数据库系统能尽快恢复数据库系统运行时出现的故障，可能是物理上或是逻辑上的错误。比
26、如对系统的误操作造成的数据错误等。数据处理和存储系统设计1.1.7信息处理和数据存储系统的结构系统充分考虑利用已有数据，对已有的常用数据提供数据接口可以导入；对于实时采集的数据能实时导入到系统数据库中。按照数据流的方向，系统层次结构自上而下可分为表示层、数据层和数据获取层共3个层次。表示层包含系统管理和辅助决策总界面和信息查询子界面，结果以可视化形式展示和返回给用户，完成对基础地理信息、水质水位监测信息、水环境标准、污染源信息、多媒体信息等和计算结果的查询和输出。服务层包含数据服务，负责响应客户端发出的查询分析和计算请求，将所需要的数据从数据库中提取出来，进行分析计算再将结果发送给表示层。数据
27、层对数据进行组织、管理和维护，存放基础数据、模型、专家知识和文本。数据获取层对系统所需各种信息进行采集和处理，生成系统支持的通用数据格式，为数据库做准备。1.1.8信息处理和数据存储系统的技术特征本着开放性和标准化目的，水情数据库严格按照水利部水情实时数据库表结构及标识符标准进行设计，如此可以在前端的数据采集系统与上层数据应用系统之间建立标准的数据库平台，便于不同厂商系统的相互衔接，可有效降低项目实施的风险，保护用户的投资。工况数据库和水环境数据库则根据项目的具体特点单独设计，数据库管理系统选用MSSQLServer2008,其特点如下：高可用性：SQLServer2008的失败转移集群和数据
28、库镜像技术确保企业向员工、客户和合作伙伴提交高度可靠和可用的应用系统。管理工具：SQLServer2008引进了一套集成的管理工具和管理应用编程接口(APIs),以提供易用性、可管理性、及对大型SQLServer配置的支持。安全性增强：SQLServer2008旨在通过数据库加密、更加安全的默认设置、加强的密码政策和细化许可控制、及加强的安全模型等特性，为企业数据提供最高级别的安全性。SQLServer2008中的新安全模式将用户和对象分开，提供fine-grainaccess存取、并允许对数据存取进行更大的控制。另外，所有系统表格将作为视图得到实施，对数据库系统对象进行了更大程度的控制。可伸缩性：SQLServer2008可伸缩性的先进性包括表格分区、复制能力的增强和64位支持。CommonLanguageRuntime(CLR)集成：SQLServer2008引入了使用MiCroSOft.NET语言来开发数据库目标的性能。深入的XML集成：SQLServer2008提供一种新的XML数据类型，使在SQLSerVer数据库中存储XML片段或文件成为可能。Transact-SQL增强：新的查询类型和在交易过程中使用错误处理的功能，为开发人员在SQLServer查询开发方面提供了更高的灵活性和控制力。SQLServer2008为开发可升级的
