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1、行業(yè)概述

水利信息化就是充分利用現(xiàn)代信息技術，開發(fā)和利用水利信息資源，包括對水利信息進行采集，傳輸，存儲，處理和利用，提高水利資源的應用水平和共享程度，從而全面提高水利建設和水事處理的效率和效能。隨著中國水利行業(yè)以及船舶運輸行業(yè)的的迅猛發(fā)展，我國河流、運河、水庫等區(qū)域的相關產(chǎn)業(yè)也得到了進一步發(fā)展壯大，隨著信息化建設步伐的加快，對河流、運河、水庫等區(qū)域的相關信息化控制以及安全監(jiān)控系統(tǒng)的步完善，可以實現(xiàn)對可能或正在發(fā)生的汛情、險情、災情進行實時動態(tài)監(jiān)控，以便及時采取預防和相應的搶險措施，保障人民生命財產(chǎn)安全。

水文站是收集水資源信息的基本站點，是水文工作的基礎。水文站網(wǎng)持續(xù)地對我國江、河、湖、庫的地表水、地下水的水量、水質等進行觀測，實時收集水文水資源數(shù)據(jù)，對水資源開發(fā)、利用、管理、保護，實現(xiàn)水資源的合理調配，提高水資源利用率和改善水生態(tài)等方面具有十分重要的作用。同時，還為防汛防潮的指揮調度提供了及時、準確的決策依據(jù)。

  建設水文站遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對地上、地下水資源信息的實時監(jiān)測，對水源地及管理區(qū)實施全面視頻監(jiān)控，將現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)、圖像、聲音、視頻等基礎信息實時傳送到監(jiān)控中心，極大地提高測報工作的精確度，改善傳統(tǒng)監(jiān)測的工作質量，實現(xiàn)真正意義的實時水文信息的采集、監(jiān)控和統(tǒng)一管理。

關鍵字：工業(yè)路由器；水利監(jiān)測；互聯(lián)網(wǎng)+；無線通信；

2、政策背景

    水利工程建設的現(xiàn)代化是為國家現(xiàn)代化服務的，因此水利行業(yè)現(xiàn)代化首先要滿足國家現(xiàn)代化進程中社會對水的各種需求。但是，水資源是有限的，對水資源的開發(fā)利用又必須遵循自然規(guī)律。
    水利工程行業(yè)的現(xiàn)代化還表現(xiàn)為能清楚地認識水的基本規(guī)律，引導社會對水資源進行合理利用，控制不合理的需求和消費。
    中國水利工程現(xiàn)代化是為滿足中國現(xiàn)代化對水利的需求。即在保障社會經(jīng)濟、環(huán)境、生態(tài)安全的前提下，引導和控制各行業(yè)的用水需求，對有限的水資源進行合理配置，以滿足中國現(xiàn)代化進程中對水資源的總體需求。其基本途徑是通過以流域為單元的國土綜合整治和強化流域管理，提高流域國土的安全度、舒適度和富裕度
    根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2014-2018年中國水利工程行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》分析：中國水利工程現(xiàn)代化過程將貫穿21世紀，目標應當是：未來在20年左右時間內使經(jīng)濟發(fā)達的大城市周圍首先實現(xiàn)水利現(xiàn)代化。
    我國水利觀念上的落后應通過宣傳和教育來彌補，對水利技術的落后要通過發(fā)展水利科技和增加水利投入來解決，而對管理體制上的落后必須通過有力的體制改革和法制建設來解決。

3、行業(yè)特點

1. 水文信息安全防范要求高，在遇到刮風、暴雨、決口等災害時，水文信息能夠及時傳遞到相關管理部門，在最短時間內采取相應解決措施。

2. 水文站點在地理位置上分布較廣、位置較偏僻，監(jiān)控點選擇時應考慮到攝像機安裝地點，要求視野廣、無障礙、監(jiān)控角度大，盡量少設監(jiān)控點，如無法回避死角，可增加監(jiān)控點。

3. 一般各個水文站采集的數(shù)據(jù)需要先匯總到鄉(xiāng)水文站，各個鄉(xiāng)水文站再將這些信息傳回到縣水文站。因此，要求鄉(xiāng)水文站、縣水文站架設的無線設備所提供的帶寬較大，滿足業(yè)務傳輸?shù)膸捫枨螅_保無線鏈路穩(wěn)定性。

4. 當縣水文站與鄉(xiāng)水文站距離較遠時或中間不可視，存在遮擋的情況下，需要架設中繼設備。

5. 水利水文站數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸業(yè)務一般以數(shù)據(jù)為主，例如:水位、流量、流速、潮差等。

6. 考慮傳輸數(shù)據(jù)的準確性對防汛防潮指揮有重要的作用。

4、應用前景

   水文無線監(jiān)測系統(tǒng)，可在多種環(huán)境下運作，抗災性較好，可確保水文信息采集系統(tǒng)在各種惡劣天氣情況下，都能正常運行;安裝方便，無需鋪設網(wǎng)絡電纜，可大量節(jié)省投資;具有極強的靈活性和可擴充性，通過在需要監(jiān)測的地點架設監(jiān)控攝像設備和無線基站，即可迅速實現(xiàn)系統(tǒng)的拓展，促進逐步全面實現(xiàn)水文信息采集自動化、數(shù)字化和網(wǎng)絡化。

   智通水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)旨在建立一個基于3G/4G廣域網(wǎng)、GIS平臺的智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)，加快水利管理信息化建設進程。整個項目充分體現(xiàn)系統(tǒng)集成的思想，網(wǎng)絡符合總體規(guī)劃及長遠發(fā)展。系統(tǒng)設計在一個較高的起點上充分保證系統(tǒng)的可伸縮性和可擴展性，具備相當?shù)耐ㄐ拧⒂嬎銠C和網(wǎng)絡設備的信息容量及處理能力，并有一定的超前性，軟硬件預留接口，便于維護、升級和擴展，以適應將來整個系統(tǒng)發(fā)展的要求。

5、通訊方式

     水利行業(yè)中，由于水利對國計民生的重要性，加上電信運營商的基礎設施條件和業(yè)務選擇性推動，有線網(wǎng)絡仍是主要傳輸途徑，也是水利部門的首選方式，從以往的項目建設經(jīng)驗看，至少占了七成以上。而無線傳輸在過去主要是作為水文采集和圖片傳輸?shù)耐ǖ溃F(xiàn)在也是作為輔助手段來填補難以鋪設線路的地域監(jiān)控需求。
  安防系統(tǒng)中采用何種傳輸方式，一般會結合監(jiān)控的要求和環(huán)境兩方面來考慮，對于監(jiān)控畫面要求清晰、實時的點位（比如水庫、堤圍、漁港、樞紐等），一般采用有線傳輸，會自建專網(wǎng)或租用運營商的專線資源（至少也有ADSL專線），傳輸穩(wěn)定、帶寬充足，可以保障監(jiān)控效果，問題是施工周期長、投入大、維護難度大，目前也基本只有電信運營商才愿意建設。 
  一些無人值守泵站、河道監(jiān)測站、水文站位于崇山峻嶺深處或荒無人煙之地，或者即便在城區(qū)，但有線網(wǎng)絡難以到達或者是投資收益比例差距較大，需要考慮無線網(wǎng)絡（目前以3G/4G網(wǎng)絡為主，也有考慮Wi-Fi的）或點對點傳輸通道（如微波無線擴頻、OFDM、COFDM），優(yōu)勢是架設周期短、成本低，便于安裝施工、調試、運行、維護。

（1）有線方式

有線方式主要有：有線以太網(wǎng)（RJ45線、光纖）、工業(yè)串行總線（RS485、RS232、CAN總線）。

有線以太網(wǎng)主要優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸可靠、網(wǎng)絡容量大，缺點是布線復雜、擴展性差、施

工成本高、靈活性差。

工業(yè)串行總線（RS485、RS232、CAN總線）優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸可靠，設計簡單，缺點是

布網(wǎng)復雜、擴展性差、施工成本高、靈活性差、通信容量低。

（2）無線方式

無線方式主要采用移動運營商的無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)接入業(yè)務，如：GPRS/CDMA/TD-SCDMA/WCDMA/EVDO以及最新的4G LTE網(wǎng)絡等。

無線方式的優(yōu)點是：成本低廉、建設工程周期短、適應性強、擴展性好、維護方便并且擴展容易。

基于此，利用2G/3G/4G無線數(shù)據(jù)傳輸技術，基于服務端應用寬帶有線網(wǎng)絡提供固定IP或者動態(tài)IP（可用域名綁定）以及端口號，將這些服務端參數(shù)設置在才茂通信無線傳輸終端工業(yè)路由器上，利用它能夠自動解析域名地址，連接到服務端的水利管理監(jiān)測平臺，可以為水利行業(yè)提供實時的數(shù)據(jù)采集、傳輸、發(fā)布、遠程管理與控制、實現(xiàn)遠程無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐昝澜鉀Q方案。

6、系統(tǒng)組成及組網(wǎng)方案

智能水利遠程監(jiān)測系統(tǒng)主要由信息中心、通信網(wǎng)絡、水利遠程監(jiān)控點3部分組成。
  1、信息中心：信息中心由相應的應用服務器與通信服務器組成，通信服務器用于與各水利遠程監(jiān)控點的通信，應用服務器用于記錄各水利遠程測控點的相關信息。
  2、通信網(wǎng)絡：通信網(wǎng)絡作為信息中心與各水利遠程監(jiān)控點進行信息交換的樞紐，是整個系統(tǒng)中的核心部分，其工作特點是通信次數(shù)頻繁，每次的通信傳輸量不大。考慮到智能水利遠程監(jiān)控系統(tǒng)將來業(yè)務的發(fā)展和系統(tǒng)的可擴展性，系統(tǒng)采用專線方式接入到2G/3G/4G廣域網(wǎng)絡中。各終端的信息數(shù)據(jù)從終端到達2G/3G/4G廣域網(wǎng)絡后通過專線和智能水利遠程監(jiān)測系統(tǒng)連接，智能水利遠程監(jiān)測系統(tǒng)和2G/3G/4G廣域網(wǎng)絡之間通過防火墻進行保護。
  3、水利遠程監(jiān)控點：水利遠程監(jiān)測點采用2G/3G/4G廣域網(wǎng)，所有的信息數(shù)據(jù)通過2G/3G/4G廣域網(wǎng)絡進行傳輸。

方案一：水利系統(tǒng)工業(yè)路由器應用拓撲圖(增加所有通信接口進去)

方案二：水利系統(tǒng)工業(yè)路由器+WIFI應用拓撲圖

本系統(tǒng)主要由水文監(jiān)測站、才茂無線工業(yè)路由器（各種2G/3G/4G無線數(shù)據(jù)傳輸設備）、水文系統(tǒng)管理平臺軟件等組成。

1、才茂工業(yè)路由器可以提供RJ45/RS232/RS485端子接口等各種接口的設備與各種適配的水文監(jiān)測傳感器連接；

2、工業(yè)路由器通過無線網(wǎng)絡，將各種水文數(shù)據(jù)無線透明傳輸?shù)椒⻊掌鞫说南到y(tǒng)管理平臺。

    考慮到水利遠程監(jiān)測系統(tǒng)容量大、監(jiān)控點多而分散、對信息數(shù)據(jù)的智能處理分析要求高的特點，采用專線接入和專用APN方案。使用專用的APN有：進行訪問權限的控制，比因特網(wǎng)的安全性能提高、可控性提高，網(wǎng)絡傳輸?shù)膬?yōu)先級得到保證等好處。     

7、核心產(chǎn)品

  才茂3G/4G工業(yè)級無線路由器，通過3G/4G網(wǎng)絡，將遍布各地的自助服務終端實現(xiàn)安全、穩(wěn)定、可靠組網(wǎng)，組網(wǎng)規(guī)模大、部署距離不受限制、建設工期短，預算初投資小，為跨區(qū)域大數(shù)據(jù)管理提供技術保障。

產(chǎn)品主要功能：

1、  內置3G/4G模塊,雙模同時在線,自由切換

2、  雙模鏈路備份,支持3G/4G和有線備份

3、  支持VPDN、APN,支持IPSec(支持CA數(shù)字證書)、GRE、IPIP、PPTP、L2TP和DHCP Server

4、  支持WEB、CLI、SSH、平臺多種參數(shù)管理方式,本地、遠程、平臺固件和補丁升級

5、支持WEB 配置保存和恢復，實現(xiàn)參數(shù)的備份和批量設備的快速配置

6、智能防掉線，支持在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，確保設備永遠在線

7、支持TFTP 軟件遠程升級

8、支持DHCP/DHCPD 功能

產(chǎn)品特色特性：

1、工業(yè)級無線模塊：采用工業(yè)級無線模塊，抗干擾強，傳輸穩(wěn)定。

2、電磁防護：以太網(wǎng)接口內置1.5KV 電磁隔離防護

3、使用方便簡單,上電自動拔號,故障率低

4、采用軟硬雙看門狗設計,永遠在線模式,確保24小時在線運行、自動維護

5、串口ESD 保護：串口RS232 內置15KV ESD 保護。

6、支持M2M云平臺設備在線狀態(tài)管理功能,維護簡單、成本小

7、EMC電磁兼容3、4級,適用于對穩(wěn)定性要求高、干擾較大的環(huán)境

8、才茂工業(yè)路由器系列產(chǎn)品資質與檢測報告

1、無線通信在線維持專利技術

2、摩爾實驗室高低溫檢測報告

3、福建省產(chǎn)品質量檢驗研究院檢測

4、著作版權證書

5、EMC檢測報告

6、國家強制3C認證

7、工業(yè)路由器創(chuàng)新產(chǎn)品獎

8、深圳比亞迪用戶測試報告

9、才茂資質

公司榮譽：

2009 年公司GPRS 工業(yè)路由器 產(chǎn)品被評為“創(chuàng)新產(chǎn)品獎”；

2011 年被評為“中國工控行業(yè)客戶滿意最好供應商”；

2012 年公司成為“中國質量萬里行”會員；

2013 年公司成為“智能輸配電設備產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”會員；

2010 年被國家認定的高新科技企業(yè)；

2010 年被國家認定的雙軟企業(yè)企業(yè)；

公司擁有1 項保持設備穩(wěn)定的專利技術證書和12 個軟件著作版權證書；

全國設立了9 大區(qū)域辦事處，66個代理商，方便為客戶提供近距離貼心服務；

公司注冊資本1280 萬；廈門市重點扶持高新科技企業(yè)；

12 年的行業(yè)研發(fā)積累和行業(yè)應用考驗。

10、結束語

水文是水資源開發(fā)利用管理與保護、防治水害以及工程建設規(guī)劃、設計、施工、管理、調度的依據(jù)。在大力加強節(jié)水、保護水質、實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用的前提下，提高現(xiàn)有水資源的管理水平尤為重要。水文站是收集水信息的基本站點，是水文工作的基礎。通過水文站持續(xù)地對我國江、河、湖、庫的地表水、地下水的水量、水質等進行觀測，實時收集水資源數(shù)據(jù)，對水資源開發(fā)、利用、管理，保護，實現(xiàn)水資源的合理調配，達到提高水資源的利用率和改善水生態(tài)的目標等方面具有十分重要的作用。同時，還可為防汛防潮指揮調度提供了及時、準確的決策依據(jù)。