基于LED多媒体大屏的远程水文信息自动采集显示系统应用

汪孟春 武 锋王砚海郭 鑫 朱小磊

一、引言

安徽省响洪甸水库是新中国治理淮河的重点工程，坐落在淮河支流西淠河上游，六安、霍山和金寨三市县交界处，是六安、合肥等城市重要饮用水水源地，和佛子岭水库一起承担着淠河灌区660万亩农田灌溉任务。响洪甸水库水利信息化建设起步于1998年，重点开展了水利信息基础设施建设。目前已建有大坝安全监测自动化系统、闸门自动监控系统、视频监视系统、水文自动测报系统、防汛调度自动化系统等。为便于响洪甸水库水文与工情信息的对外发布和显示，提高响洪甸水库水利风景区的形象，管理处提出在坝区安装一套室外LED多媒体大屏幕显示系统，该大屏幕显示系统不仅可播放影像图片文字资料，还可通过配套的无线数据采集系统对外实时发布水位、雨量、库容、空气温度等工情水情数据。

根据管理处的需求，结合坝区实际情况，在坝区左岸值班室安装了多媒体LED大屏显示系统，其中LED多媒体大屏幕安装在左岸值班室的外墙上，应用控制终端安装在左岸值班室内，应用控制终端通过无线网卡与远程的无线采集模块（RTU设备）进行联接，可远程自动采集水文与工情信息并通过大屏幕进行发布显示。

二、系统组成与工作原理

该项目中的LED大屏幕显示单元采用P5点阵式室外高亮彩色LED模块进行组装，由应用控制终端对大屏幕显示单元进行显示控制，可同时对文字、数据、图片和影像等多媒体信息进行显示控制。该系统中的水位计、雨量计、温度计等数据信号由安装在现场的远程无线数据采集模块（RTU设备）进行远程采集，采集后的数据可通过GPRS无线模块经公共网络系统传送到应用控制终端中，应用控制终端远程接收到有关的数据后，将有关数据通过LED大屏幕显示单元对外实时显示发布，其系统组成原理框图如图1所示。

由于该项目中的应用控制终端可实现LED大屏幕显示单元的多窗口和多画面显示，为提高LED多媒体大屏幕的应用效率，增强水情数据的显示效果，可根据项目实际情况对大屏幕显示单元进行多窗口划分，再由应用控制终端分别对不同的窗口进行不同的控制，该项目中的LED多媒体大屏幕显示单元共划分成了三个显示窗口，其中窗口1为滚动文字显示区域，窗口2为实时水情数据显示区域，窗口3为多媒体影像显示区域。

图1 系统组成原理框图

三、主要仪器设备的选型与要求

1.应用控制终端

应用控制终端为MEC-5031 SERIES无风扇低功耗高性能嵌入式整机，支持Un-buffered，NON-ECC，单条内存插槽可支持最大内存容量4GB，可提供SATA2.0、COMX、USB2.0 等多种接口，内部加装西安诺瓦PCI同步图形控制卡，应用控制终端可通过PCI同步图形控制卡对P5户外表贴全彩显示单元进行多窗口的显示控制。

2.无线采集模块（RTU设备）

无线采集模块（RTU设备）是远程数据采集的核心设备，本次采用的是GDA1902（4）型智能采集模块，内嵌无线GPRS模块和高性能锂电池，可自动定时采集多种开关量和数字量信号，可根据需要选择太阳能供电或交流电供电，支持无线GPRS通讯和RS485通讯，支持4通道数据测量，采用密封防水结构的金属外壳，可有效防护多种电磁干扰。

3.其他仪器设备

该项目中的水位仪和气温计应选用带有标准RS485接口的数字量输出仪器设备，能提供标准的通讯协议并通过RS485接口与无线采集模块（RTU设备）实现数据通讯。雨量计可采用具有开关量输出的翻斗式雨量计，通过开关量端口与无线采集模块（RTU设备）实现数据传输。

四、应用播放软件

诺瓦PCI同步图形控制卡的配套播放软件为NovaStudio，可支持文字、图片、视频等多种媒体文件的播放，其所支持的主要媒体文件类型表如表1所示。

该项目中的滚动文字、影像与图片资料均可用NovaStudio直接播放，而实时采集数据和计算数据的显示需要在NovaStudio播放软件的基础上进行二次开发来实现。

二次开发的主要内容有：在应用控制终端利用SQLServer建立采集数据库，用java、javascript开发一个后台软件，通过后台将已采集入库的数据读取出来，将读取到的信息开发成web页面，大屏系统通过NovaStudio加载该web页面的链接地址，即可在实时采集数据显示区显示有关的数据。

表1 主要媒体文件类型表

五、结语

基于LED多媒体大屏的远程水文信息自动采集显示系统已在响洪甸水库成功应用，效果良好。在该项目中的实时数据采集显示区中，水位、雨量、气温的数据都是由采集仪器、仪表现场采集的数据，库容的数据则是根据水位值由水位库容数据表计算得出的。

该系统除自动采集显示水位、雨量、气温、库容等数据外，还可根据需要扩充水温、湿度、负氧离子浓度等数据的自动采集显示，以进一步提高LED多媒体大屏的利用率，也可通过增加动态过程线的显示等增强其显示效果