地热水资源动态监测系统
一、系统概述
为加快推进区域内地热水资源管理，控制地热水过分开采，加强水资源监测和考核体系建设，及时掌握主要资源使用的动态变化，建立一套地热水资源自动监测体系和信息应用平台十分必要。对做好新形势下水资源管理工作，提高区域水资源监督管理水平意义重大。地热水资源监测系统包括前端数据采集和在线监控系统软件平台两个部分，把前端所有监测数据采集传输到地热地热水资源监控平台。
二、系统组成
2.1总体结构及系统部署
2.2传输信道
监测点设在地热水井房，通信条件一般较好，传输的信息流量比较小，因此优先选择4G或GPRS无线传输方式进行信息传输。
2.3 监测服务
监测服务部署在地热地热水资源监控中心的监测服务器上，逻辑上也属于信息采集与传输的一部分。监控服务随时接收由各监测点发来的数据，经过初步处理进入实时数据库。同时把收到数据的时间及合理性判别的结果存入指定文件，供用户按指定的时段间隔查询、整理、打印。
监测服务利用监测服务器上配置的GPRS通信模块在有人工监测需求的情况下激活监测点，使其上报实时数据。
2.4工作机制
水量监测点选用应答／自报兼容的工作方式。按照“无人值守、有人看守、定期巡检”的运行维护机制实施信息采集作业。对不适宜设置全自动监测点的地方，亦可按有人值守模式配置设备、设点观测。
2.5预付费管理
通过刷卡控制电动阀门的启停，刷卡取水，卡上余额不足，欠费关阀，禁止取水。液晶屏上会显示取水量，欠费时也会提示充值。也可在监控中心远程控制电动阀门的启停。
三、监测站点建设
3.1监测对象
区域内的地热水井、回灌井。
监测点位布置在井房内，通过对管道的改造，安装流量、温度监测计量设备，安装电动阀门，安装液位计及配套球阀，以便掌握实时用水情况和地下水位变化数据。
3.2地热水资源监测体系结构设计
3.2.1监测点信息采集
监测点根据管道管径加装管道式超声波热量表，井口安装球阀及液位计，所有采集数据统一通过测量设备的RS485或4-20mA数据输出接口进行数据的采集，将采集得到的数据通过GPRS传输方式发送到地热地热水资源监控平台上。
3.2.2监测点信息传输
在线监测信息传输指将采集站获得的水资源信息通过无线信道送至系统接收端的传输过程。对于水资源信息采集共用部门采集设施和传输通道的，应遵从既有传输方式和传输路径。对于其覆盖不到的区域确需新建传输通道的，可根据当地公网实际状况和采集传输系统建设、运行维护的经济性要求综合权衡，在保障信息传输适度安全的前提下，选择适宜的公共通信信道进行信息传输组网。
3.2.3监测点体系结构
四、监测点核心硬件产品介绍
4.1地热水计量终端
地热水资源监测终端由MGTR-W4040 Linux系统 4G遥测终端机、触摸屏、电压转换设备、防雷模块、继电控制设备、仪表防箱体等组成。
MGTR-W4040 Linux 4G智能安全遥测终端机采用四核 ARM Cortex-A7 处理器，linux操作系统。支持嵌入式数据库SQLite3、WEB SERVER服务，支持chrome，firefox等主流浏览器远程访问查看并设置参数。硬件方面终端机全部采用工业级部件，内嵌工业级4G模块（全网通）向下兼容GPRS。集数据采集、北斗/GPS/Glonass定位、Wifi、433Mhz无线通讯、移动侦测、加密通讯、液晶显示（触摸屏）、大容量存储和远程管理为一体的安全终端设备，广泛应用于水利、气象、环保、电力、钢铁冶金、石油化工、车载等行业。
4.1.1产品功能
◆采集功能：采集压力、温度等变送器的标准信号（模拟量）；
采集流量计、积算仪等串口仪表（RS485/RS232）；
采集脉冲表的流量数据（脉冲信号）；
采集水泵或阀门的运行状态；
采集设备供电状态；
采集箱门开关状态；
采集SDI-12接口仪表；（定货前提前说明）。
◆控制功能：支持自动控制、远程控制、就地控制水泵、阀门等设备。
◆有线通讯功能：标准RJ45接口，支持网络通讯，支持下接设备端口映射功能，支持路由功能，内部可设置本机IP，以及路由配置功能。
◆远程通讯功能：支持通过4G传输数据，支持对设备进行远程参数设置、程序升级，速度高达10M以上，时间缩短到1s。
◆报警功能：监测数据越限，立即上报告警信息并有语音提示。
◆存储功能：8GB EMMC+8Gb LPDDR3。
◆存储卡功能：实测支持32GB容量SD卡扩展，可保存图像采集历史数据与数据库数据。
◆移动侦测功能：结合工业级红外摄像头，箱门开门拍照报警，支持延迟拍照、连续拍照、语音报警等功能；（订货前提前说明）
◆视频传输功能：支持接入RJ45/ WIFI摄像头，传输视频数据。
◆Wifi功能：支持智能手机通过Wifi热点连接设备，并推送实时监测界面和巡检签到界面。
◆就地显示功能，可接触摸屏就地显示现场实时数据。示意图如下：
4.1.2产品特点
◆ 采用linux操作系统，嵌入式数据库，具有能够实现复杂功能的潜力。
◆ 支持HTTP、HTTPS（GET POST）*方式将采集的各类仪表数据提交至指定服务器数据库，无需软件平台解码，避免一切对接障碍。
◆ 支持MQTT即时通讯协议。
◆ 对传输数据加密，防止机密数据在传输过程中被盗取（MGTR-W4140）。
◆ 箱门打开可延迟时间拍照也可连续多张拍照，支持语音报警。
◆ 通讯方式为4G传输，较之前GPRS传输，上网速度提升到10M以上，时间缩短到1s。
◆ 产品的每项接地点：GND，AI_GND，DI_GND，DO_GND，DAC_GND，U_GND，此六项地均为彼此隔离的，从而致使产品性能更稳定，抗干扰能力更强。
◆ 产品增加一路（4-20）mA输出功能，可以通过串口通讯控制变频器，从而控制阀门或泵的开度大小，而不再需要外置AO模块。
◆ 产品共有4路串口（RS232或RS485）和1路USB接口，可以接入更多设备或仪表。
◆ 支持采集标准USB口协议和RS485总线的图像采集设备。
◆ 支持水资源和水文应用协议。
◆ 既可以DC12V_24V供电，也可以采取AC220V供电，使得对产品供电方式更方便，电源为全隔离电源。
4.2水位计
量程 ： 0~0.2~500mH2O 任意可选
准确度 ： ±0.2%FS、±0.5%FS（包括非线性重复性迟滞性在内的综合误差）
输出信号： 4~20mADC（两线制）、0~5VDC、1~5VDC、0~10VDC（三线制）
供电电压： 24VDC(10~40VDC)（两线制）
介质温度： -20℃~85℃
环境温度： -20℃~85℃
零点温度漂移： ≤±0.02%FS℃
量程温度漂移： ≤±0.02%FS℃
补偿温度： 0~70℃
安全过载： 150%FS
极限过载： 200%FS
响应时间： 5 mS(上升到90%FS)
测试介质： 与316不锈钢兼容的各种液体
外壳材料： 316不锈钢
长期稳定性： ≤±0.2%FS/年
五、地热水资源管理系统平台
水利系统监测软件采用B/S架构开发，用户使用浏览器进行登录，不必安装客户端，操作简单方便，易于后期维护。能实时显示监测点位的流量等情况，并以各种图形展示业务数据，形象直观。
本系统共分为七大模块，分别为日常监控模块、图表分析模块、记录查询模块、报表统计模块、信息管理模块、系统管理模块和通讯管理模块，具备跨地域、跨平台、跨厂商的综合管理，提供了强大的功能，稳定易用的综合解决方案，能够有效地提高资源利用率和运行质量。
中心软件平台采用我公司的智慧水利云平台系统（WDECP-IC），软件为B/S架构,监测中心只需有固定IP，服务器，显示器，打印机等设备。
中心平台接收现场上传的数据，如取水量、液位；同时接收箱门打开的报警信息，方便中心调度人员做出相应的指挥；遇到紧急情况，无现场控制人员，可在中心进行远程打开/关闭阀门，避免了因需赶去现场而耽误的损失；软件采集现场监测点供电状态，若为电池供电，会实时上报电池电压，并且电压低会报警，可以提醒中心调度人员，及时更换电池；平台软件通过采集到的数据会自动生成报表，也可自动分析，为管理部门的决策提供依据。
B/S的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件，只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零安装、零维护。系统的扩展非常容易。对于现在上网非常先进的时代，用户出门在外，只要手机能上网，用手机就可查看实时数据，如果客户需要，我公司也可为客户研发定向手机APP，让客户手机操作更加方便。
