取水点
取水量监测
一、地表水水资源取水点监测
1.1适用范围
工业取水点的地表水水源，包括水库、河湖水源，这些取水点的监测、计量。是工业常规水资源的重要组成部分，对这些地点的取水量监测，有助于水资源保护、水生态调蓄、调度取水点水量。
1.2系统组成
地表水水源地IC卡工业取水点水量监测设备：
·内置32位高性能低功耗ARM芯片；
·主板微功耗设计，供电电流4~24mA；电压：5V~30V
·数据通信：
❉数据可无线通信网络传输4G/3G/GPRS/LoRa/NB-IoT可选
❉终端传感设备数据可有线传输
❉外设RS485标准总线接口
❉射频IC卡功能（可以1卡多设备、1卡一设备、多卡一设备）
❉亦可通过外置DTU数据通信模块，将数据通过无线网络传输出去
·设备可模拟量采集、数字量采集，模拟量输出、数字量输出、继电器控制输出等
·设备具有双计量模式（如水、电），通过这种设置，可以控制设备的启停。
·设备具有防拆卸、预警、数据异常报警功能，数据信息发送监控中心软系统平台、手机App程序平台。
智能流量计（超声波、电磁）、智能水表（超声波、电磁）:
·这些仪表均符合国家仪器仪表标准
·采用高精度传感器，精确度优于二级
·数据本地存储、远端存储
·微功耗设计，可无线通信网络数据传输
·支持IoT设备，窄带低功耗物联网数据传输
·支持RS485、RS232数据传输
·支持LoRa窄带私有域微功耗数据通信
·可接物联网传输节点进行数据通信
智能无线压力表：
·这些仪表均符合国家仪器仪表标准
·采用高精度压力变送传感器，精确度优于二级
·数据本地存储、远端存储
·微功耗设计，可无线通信网络数据传输
·支持IoT设备，窄带低功耗物联网数据传输
·支持一路RS485数据传输
·支持LoRa窄带私有域微功耗数据通信
·可接物联网传输节点进行数据通信
工业用水取水量监测系统软件平台：
·J2EE程序设计，B/S程序架构，Hadoop分布式数据存储；
·Android App程序，程序支持Android5.0以上版本；
·监测设备实时在线，状态监测；
·传感数据明细显示，重要数据，历史保存。手机程序同步；
·程序指令控制设备；
1.3通信平台
随着物联网通信技术的发展，无线通信NB-IoT网络，成为工业取水量监测的首选数据通信网络，它具有性能稳定、窄带低功耗、网络运营商运营等特点。对于信息数字量要求低的物联设备，是个良好的选择。在这个领域内，低功耗LoRa免费通信频段，是自组网、数据传输保密程度高的一项首选技术，在晴天而且空旷的野外，LoRa的通信节点可有效传输5Km，如果在加大发射功率和天线发射高度的情况下，LoRa节点有效传输距离，可延展至几十公里。
随着5G技术的发展，在线视频监测，越来成为各领域的重要检测、监测支柱，对于工业取水量点的工况监测的4K高清实时在线，成为可能。
工业取水量在线监测系统，SIM卡/UIM卡，通信平台移动NB-IoT网络、4G（全网通）、5G、LoRa 433Mhz，这些是无线通信网络；在有线方面，支持RS485总线设备、RS232接口设备、RJ45接口设备、RJ11接口设备的数据通信。标准的Modbus-RTU、Modbus-TCP/Ip协议、蓝迪通信68协议、HTTP协议、Json数据传输格式。
设备数据采集通信，符合水利部水资源监测数据传输规约
1.4终端概述
这些终端传感产品，均具有高性能处理芯片，低功耗、现场总线、无线远传能力。
具有标准的ModBus-RTU协议、ModBus-TCP/IP协议；
标准的RS485总线接口、RS232接口；
可预留USB/RJ45/COM接口；
支持自定义协议栈，蓝迪通信68协议；
支持各类组态软件
数据通信产品、RTU产品，通过水岩仪检测部门专项检验，符合水资源监测数据传输规约；
智能预警、防拆卸功能；
1.5监控中心
监控中心通过计算机及大屏幕，监测取水点水量、工况视频监测。
接收监测点取水量数据信息、视频信息、监测设备信息、预警信息等，通过水资源监测平台（IoT软件平台）取水点监测，对这些设备进行实时在线监控、管理，数据分类、保存。
对接收到的异常信息、预警信息进行在线处理，特殊情况，上报，派专人维护解决。
重要数据移入历史数据库。
拨号无线通信调制解调器：功能就是将监控中心计算机处理的信息或者程序平台将数据整理，通过RS232接口连接计算机或其他终端设备，将数据通过拨号调制解调器的无线通信功能，发送出去，各类移动设备可接受数据。这里的无线通信网络可以是LoRa低功耗免费频段通信网络，也可以是4G、5G、3G或者GPRS等数据通信网络。
参数：·支持最高115200的串口波特率；·宽电压范围供电：DC5V-24V；·设备自动登录网络，断线后自动重连，用户免维护；·宽电压范围供电：DC5V-24V；·1.5m吸盘天线/口线/DC12V电源适配器；
（手机及其它android系统移动设备监测、异常数据接收、数据查询等）
1.6调度管理中心
调度中心，通过对历史数据的分析、计算，预测水资源用量，产生计划用水量，对水资源用量调配，资金及水量的预估。
重要数据、分析报表、分析图，打印、保存。
二、地下水水资源取水点监测
2.1适用范围
工业取水点的地下水水源，这些取水点的监测、计量。是工业常规水资源的重要组成部分，因其水质清澈，细菌少，也成为工业生活取水的一部分。对这些地点的取水量监测，有助于地下水资源保护、超采开采检测监测以及地下水位红线时，进行水生态调蓄补充，调整调度取水点水量。
我们公司，在做好地下水取水监测的同时，完成市政环保相关部门，对地下水环境的监测，尤其是地下水水位的实时变化，并形成数据，保存至软件数据库中。
2.2系统组成
地下水位监测设备：
由于地下水体的重要性以及地下水环境可维护性差的特点，我公司研发了这套一体化多功能地下水位监测设备。
✲ 微功耗设计，32位核心处理芯片
✲ 可无线数据通信（4G、NB-IoT、LoRa）
✲ 标准Modbus-RTU协议、Modbus-TCP/IP协议；蓝迪通信68协议；水文水资源监测数据通信规约
✲ 采集精度：模拟量：≤0.5%、脉冲量：≤0.01%
✲ 采集分辨率：24位差分输出
✲ 量程转换：自动进行量程转换和上下限判断
✲ 参数设置：本地串口设置、远程参数设置
✲ 工作模式：定时主动上报，上报周期可任意设置、监测数据超限时立即上报
✲ 工业时钟：内置工业时钟，自动校时
✲ 上报方式：数据可以上报到1个监控中心，也可以同时上报到4个监控中心
✲ 数据间隔：采样时间间隔、存储时间间隔、上报时间间隔可任意设置
✲ 供电方式：自供电（2x3.6V串联）一次性锂电池供电，根据用户使用条件，可以选配电池容量大小的电池组
✲ 工作电流：休眠<50uA、发射<150mA
✲ 电池寿命：标配（2x3.6V）一次性锂电池供电，数据发送>10000条
✲ 防护等级：传感器（压敏）部分防护等级IP68；主设备IP67
IC卡地下水取水量监测设备
·内置32位高性能低功耗ARM芯片；
·主板微功耗设计，供电电流4~24mA；电压：5V~30V
·数据通信：
❉数据可无线通信网络传输4G/3G/GPRS/LoRa/NB-IoT可选
❉终端传感设备数据可有线传输
❉外设RS485标准总线接口
❉射频IC卡功能（可以1卡多设备、1卡一设备、多卡一设备）
❉亦可通过外置DTU数据通信模块，将数据通过无线网络传输出去
·设备可模拟量采集、数字量采集，模拟量输出、数字量输出、继电器控制输出等
·设备具有双计量模式（如水、电），通过这种设置，可以控制设备的启停（智能电源管理系统）。
·设备具有防拆卸、预警、数据异常报警功能，数据信息发送监控中心软系统平台、手机App程序平台。
智能井房（室外）：
用于移动水源地取水点监测使用，因为其可移动性，对于水源地监测，具有很好的经济效果。
材质可选。尺寸定制。内部可放置智能装置、防雷电装置、智能仪器仪表。
智能机箱（室内）：
不锈钢材质、尺寸定制。用于室内，内部可放置多功能智能设备、数传装置、换能器、蓄电池、电源管理系统等装置，内部有35mm标准安装导轨，下部开口，可接各类智能有线仪表（如智能压力表、智能流量表、智能温度表等）。
工业用水取水量监测系统软件平台：
·J2EE程序设计，B/S程序架构，Hadoop分布式数据存储；
·Android App程序，程序支持Android5.0以上版本；
·监测设备实时在线，状态监测；
·传感数据明细显示，重要数据，历史保存。手机程序同步；
·程序指令控制设备；
·省市级平台数据接收在线监测
视频监控系统：
集成软件、LED大屏幕、计算机网络，实现大屏幕定点、定位GPS数据显示，一张图模式。
可以方便、快捷的反应监控区域的实时点位取水量信息、设备信息、视频信息、计划取水量信息等。
2.3通信平台
4G全网通通信网络，支持0.3~150Mbps数据通信，自定义数据加密通信；
NB-IoT窄带物联网微功耗（电信IoT平台），Json数据格式传输。
HTTP协议BS程序通信。
压敏传感终端数据采集通信，符合水利部水文水资源监测数据通信规约。
IC卡射频通信距离<2cm,核心数据存储功能，计量计费等软件平台数据保存、核算功能。
有线通信线路支持标准电话线通信，双绞线通信等。
2.4终端概述
这些终端传感产品，均具有高性能处理芯片，低功耗、现场总线、无线远传能力。
具有标准的ModBus-RTU协议、ModBus-TCP/IP协议；
标准的RS485总线接口、RS232接口；
可预留USB/RJ45/COM接口；
支持自定义协议栈，蓝迪通信68协议；
数据通信产品、RTU产品，通过水岩仪检测部门专项检验，符合水资源监测数据传输规约；
IC卡双相计量设备，组态方式可设置，符合国家计量器具相关标准。
智能预警、防拆卸功能；
2.5监控中心
监控中心通过计算机及大屏幕，监测地下水取水点水量、设备运转信息、工况视频信息。
接收地下水监测点取水量数据信息、视频信息、监测设备信息、预警信息等，通过水资源监测平台（IoT软件平台）取水点监测，对这些设备进行实时在线监控、管理，数据分类、保存。（设置通过地下水位监测数据功能，将异常水位信息推送省市级环保部门平台）。
对接收到的异常信息、预警信息进行在线处理，特殊情况，上报，派专人维护解决。
重要数据移入历史数据库。
（手机及其它android系统移动设备监测、异常数据接收、数据查询等）
2.6调度中心
调度中心，通过对历史数据的分析、计算，预测水资源用量，产生计划用水量，对水资源用量调配，资金及水量的预估。
重要数据、分析报表、分析图，打印、保存。
三、自来水水资源取水点监测
3.1适用范围
自来水生产用水监测、工业生活区自来水用水监测
3.2系统组成
IC卡自来水工业取水量监测设备：
·设备由射频IC卡和多功能计算能力的RTU终端组成
·主设备采用32位ARM处理芯片，具有高计算能力、微功耗性能
·RS485总线接口、可接各类智能仪器仪表；
·标准的Modbus—RTU、Modbus-TCP/IP协议；蓝迪通信68协议，支持用户开发用自定义协议。
·设备可无线通信网络传输，4G/3G/5G/NB-IoT/GPRS可选
·自来水双计量模式，组态方式可设置。支持一卡、多卡一设备或一卡多设备模式；
·工业时钟：内置工业时钟，自动校时
·刷卡记录自动核算
·GPS定位功能，可实现自来水取水点在线位置大屏幕显示。
·内置存储单元8G
·液晶显示屏数据显示，电源接通即运行
·RJ45/USB/COM接口可设
·R4触摸屏可选800*480px；尺寸：154.1x85.9mm, 16:9
·主设备尺寸159mm*95mm*60mm
IC卡充值，支持互联网在线直冲、支付宝、微信等平台在线手机充值。
智能流量计（超声波、电磁）、智能水表（超声波、电磁）:
·这些仪表均符合国家仪器仪表标准
·采用高精度传感器，精确度优于二级
·数据本地存储、远端存储
·微功耗设计，可无线通信网络数据传输
·支持IoT设备，窄带低功耗物联网数据传输
·支持RS485、RS232数据传输
·支持LoRa窄带私有域微功耗数据通信
·可接物联网传输节点进行数据通信
智能无线压力表：
·这些仪表均符合国家仪器仪表标准
·采用高精度压力变送传感器，精确度优于二级
·数据本地存储、远端存储
·微功耗设计，可无线通信网络数据传输
·支持IoT设备，窄带低功耗物联网数据传输
·支持一路RS485数据传输
·支持LoRa窄带私有域微功耗数据通信
·可接物联网传输节点进行数据通信
工业用水取水量监测系统软件平台：
·J2EE程序设计，B/S程序架构，Hadoop分布式数据存储；
·Android App程序，程序支持Android5.0以上版本；
·监测设备实时在线，状态监测；
·传感数据明细显示，重要数据，历史保存。手机程序同步；
·程序指令控制设备；
·在线监测数据上报水务部门平台
3.3通信平台
支持4G、GPRS、3G、5G、NB-IoT通信网络，支持以太网100M计算机网络数据通信，蓝牙设备参数设置（手机App）。
IC卡射频通信距离<2cm,核心数据存储功能，计量计费等软件平台数据保存、核算功能。
有线通信线路支持标准电话线通信，双绞线通信等。
NB设备电信NB-IoT平台，设备数据监控，Json数据格式接收，可转。
4G、3G通信设备、以太网接口数据传输，蓝迪通信工业取水量在线监测平台数据接收。
3.4终端概述
工业自来水取水量监测设备，具有量值自由组态功能，通过工业取水量监测平台，可以很好的解决财政支出中水资源问题，来弥补工业企业财政在水资源使用中的财政漏洞。
这些终端传感产品，均具有高性能处理芯片，数据存储单元，低功耗设计，具有现场总线功能，标准的Modbus协议，可任意桥接智能仪器仪表，同时，它还具有无线远传能力，传输距离无限制。
工业自来水取水量监测过程的管道信息如流量、压力、温度等的仪器，具有标准的ModBus-RTU协议、ModBus-TCP/IP协议，可接其他厂家RTU、DTU或智能设备。
预留USB/RJ45/COM接口；
支持自定义协议栈，蓝迪通信68协议；
数据通信产品、RTU产品，通过水岩仪检测部门专项检验，符合水资源监测数据传输规约；
工业自来水取水量监测设备还具有智能预警、防拆卸功能；
3.5监控中心
监控中心通过计算机及大屏幕，监测自来水取水点水量、设备运转信息、工况视频信息。
接收自来水监测点取水量数据信息、视频信息、监测设备信息、预警信息等，通过水资源监测平台（IoT软件平台）取水点监测，对这些设备进行实时在线监控、管理，数据分类、保存。
对接收到的异常信息、预警信息进行在线处理，特殊情况，上报，派专人维护排查解决。
重要数据移入历史数据库。
（手机及其它android系统移动设备监测、异常数据接收、数据查询等）
3.6调度中心
调度中心，通过对历史数据的分析、计算，预测水资源用量，产生计划用水量，对水资源用量调配，资金及水量的预估。
重要数据、分析报表、分析图，打印、保存。
四、废水排放-回用点监测
4.1适用范围
工业取水，从资源角度上可分为常规水资源和非常规水资源，地表水、地下水、自来水都是常规工业用水资源，而海水、废水或者污水等水资源属于非常规水资源。据资料显示：工业生产过程中使用的生产用水和厂区内职工生活用水，虽然用水量较大，但实际消耗量并不多，一般耗水量约为其总用水量的0.5%～10%，即有90%以上的水量使用后经适当处理仍可以重复利用。所以，现代企业在节约成本、环保、水务部门水资源节约问题上，建立了自己的污水、废水、雨水积蓄利用的处理环节，将处理后的净水，再用到工业生产中或排放到河湖、渠道中。
所以，作为水资源取用水系统化的建设，我们将它归结到工业取用水量监测体系中。
作为水资源监测的一个环节，进行监测、排查、数据上报市地区环保部门、水务部门。
4.2系统组成
多功能低功耗RTU：
·ARM 32位处理芯片，高性能、微功耗
·RS485总线接口，可接废水处理工艺管线上的各类智能仪器仪表
·无线通信功能，支持4G/GPRS/NB-IoT/LoRa/WIFI/Bluetooth
·以太网通信功能
·电源智能管理功能
·RJ45/com/USB/RS232接口
·外置天线
·波特率：300~115600bps（9600bps缺省）
智能废水处理管线电磁流量计：
·产品测量精度高，产品测量精度由于2级
·四氟衬里
·显示采集分辨率0.001
·可无线通信，LoRa/4G/3G/GPRS/Nb-IoT可选
·RS485现场总线接口，可接各类智能设备
·可蓝牙设置参数，手机App设备检测
·管径：DN100缺省
智能废水处理管线超声波流量计：
·插入式、外夹式管段流量计可选
·一体式超声波流量计（水表）、分体式超声波流量计（水表）可选
·可满足生产工艺作业情况下，不停产安装
·满管测量（可不满管测量）
·声道传感器支持单声道和双声道
·显示分辨率0.001
·管径：DN80（缺省）
·微功耗设计，可无线通信数据传输，设备控制
·分体式超声波流量计，具有高性能处理芯片，处理更加复杂的计算
·分体式超声波流量计主设备，分为箱体式和外挂式，主设备性能不变
·尺寸可定制
工业用水回水取水量监测系统软件平台
·J2EE程序设计，B/S程序架构，Hadoop分布式数据存储；
·Android App程序，程序支持Android5.0以上版本；
·监测设备实时在线，状态监测；
·传感数据明细显示，重要数据，历史保存。手机程序同步；
·程序指令控制设备；
·在线监测数据可上报环保部门、水务部门平台
4.3通信平台
由计算机以太网络、管线网络、工业AP无线网络组建的程序平台网络环境，对于超远距离通信数据，可依靠4G、3G、NB-IoT、LoRa通信网络环境，进行数据通信，程序接收。
4.4终端概述
这些终端传感产品，均具有高性能处理芯片，低功耗、现场总线、无线远传能力。
具有标准的ModBus-RTU协议、ModBus-TCP/IP协议；
标准的RS485总线接口、RS232接口；
可预留USB/RJ45/COM接口；
支持自定义协议栈，蓝迪通信68协议；
数据通信产品、RTU产品，通过水岩仪检测部门专项检验，符合水资源监测数据传输规约；
智能预警、防拆卸功能；
4.5监控中心
监控中心，将处理后的水资源量，进行监测，对于污水、废水、雨水积蓄利用的工艺过程，可由第三方或工业企业担当研发部门或功能需求，进行二次开发使用。
系统平台支持Java语言、C#.net语言等，数据库MSSql数据库
（手机及其它android系统移动设备监测、异常数据接收、数据查询等）
4.6调度中心
调度中心，将处理后净水核算入工业用水环节，预测工业取水量水资源总量，产生计划用水总量，对水资源用量调配，资金及水量的预估。
重要数据、分析报表、分析图，打印、保存。
总结：
通过工业取水量远程监测系统的系统建设，利用现代的无线通信技术、物联网技术、计算机技术、软件技术，从取水用水开始监测，完善工业水污染源头智慧化监测，污染的现代概念，也从原始的水质问题，扩大到了水量问题，从取水量监测扩大到了每个用水点用水量的监测，从粗放的管理，进入到了可持续化发展的精细化远程监测的管理模式，从原始的自动化监测，进入到智慧物联、数字化新模式。
作者：何涛
