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- 摘要：平升公司研发了基于北斗通信和低功耗太阳能供电技术的整体解决方案，实现了实时监测、统计分析 、自动报警 、数据存储的功能 ，成功满足了水文局的各种监测需求 ，为水文局提供了一套稳定高效、低成本 、高适应性的水文监测系统。
项目背景
西藏某水文局规划对某水库的水位及降雨量进行监测，需要在野外新建三个监测站并搭建水文监测系统 。但西藏地域广袤 ，新建的监测站所在位置人迹罕至 ，无市电 、无手机信号，部署十分困难 。
面对此种情况 ，平升公司给出了基于北斗通信和低功耗太阳能供电技术的整体解决方案 ，成功满足了水文局的各种监测需求，为水文局提供了一套稳定高效、低成本 、高适应性的水文监测系统。
解决方案
1 、 系统拓扑图
基于北斗通信的水文监测系统
2、 系统通信过程
现场共分布有3个水文监测站 ，使用RS485信号的雷达水位计采集河流水位数据 ，使用单脉冲信号的雨量筒采集雨量数据 。
每个监测站使用1台北斗短报文数据传输终端（以下简称北斗终端），水文局监测中心使用1台北斗终端 。监测站内通过串口连接北斗终端，将采集到的数据转换为短报文发送给在轨工作的北斗卫星 ，经卫星系统中转后发送给水文局监测中心的北斗终端 ，中心计算机通过串口接收短报文，平台软件解析后 ，完成数据的展示及其它操作。
3 、 监测站供电设计
太阳能供电
监测站采用太阳能供电 ，配置60W太阳能电池板+38AH蓄电池，在阴雨天的工况下 ，整套系统可连续运行15日以上 。
蓄电池安装在终端箱内 ，免除了地埋安装的施工 。
低功耗设计
监测站的核心RTU选用DATA-6301，该RTU采用低功耗设计 ，实时在线平均电流≤10mA。
设置每隔五分钟 ，DO端子控制继电器定时为北斗终端提供≥3A的电流供电，VEXT定时输出DC12V的电压为雷达水位计供电 。
完成一次数据采集和上报后断电 ，最大限度降低整套系统的功耗 。
4 、 系统功能
监测点分布位置、现场设备运行状态。 水位、降雨量 、设备电池电压等实时数据。 | 自动统计水位 、降雨量的时、日 、月 、年数据报表 。 自动生成水位、降雨量 、电池电压等数据过程曲线 。 | |
水位 、降雨量超限或现场设备故障时 ，自动报警。 自动向责任人手机发送短信报警（选配） 。 | 监测中心服务器和现场设备终端双向存储历史数据 。 现场终端可存储不少于一年的历史数据记录。 |
5、 “北斗 ”组网注意事项
频度限制：由于北斗卫星通信带宽的限制，短报文通信目前民用主要是分钟卡（军用是秒卡），即每隔一分钟发送一条短报文 。但是对于接收短报文是没有限制的 ，只要北斗短报文设备成功捕捉到卫星信号 ，就可以随时接收，没有频度限制 ，因此中心只需一台北斗终端即可对接现场多个测站 。
报文字节数：按照北斗协议 ，短报文字节数最多是 78 字节，因此无法支持传输现场图片。
入网：使用北斗短报文设备需要购买北斗卡作为入网许可来进入北斗通信网 。
北斗终端安装要求：北斗短报文系统的卫星在赤道上方静止轨道 ，在安装北斗终端（即天线）时朝南方向信号最好 。 一旦锁定卫星 ，信号一直是非常稳定。此外，北斗终端在使用时要求上方尽可能无遮挡物 。
现场照片
项目总结
采用北斗通信的低功耗监测系统尤其适合野外无信号 、供电困难的监测场景 ，广泛应用于水文水资源 、气象、环保等数据监测领域 。
从传感器选型 、终端集成 ，到器租用以及平台搭建，平升电子为客户提供快速高效的一站式配套服务 ，为客户降低采购 、设计、调试、施工等各环节的成本。
自2018年8月份 ，该系统一直稳定运行，极大地免去了现场维护的高额费用。
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