利用云平台进行堰塞湖水位监测

韩佳蓉

【摘 要】堰塞湖是一种具有潜在危害的自然地质现象，近年来由于堰塞湖治理不当造成的地质灾害仍较为频繁。随着计算机与通信技术的发展，云平台技术被广泛运用于监测各种资源状况及生产过程。文章以云平台为基础，云控智能终端装置为核心，介绍了一套由多个计算机终端控制的系统，可以远程自动控制或操作异地的单机设备与设备群，也可以由多部手机进行操作控制，以便随时随地监控堰塞湖的水位信息，通过云平台随时调取该地的监测数据，从而更好地实现监测目的。终端装置提供多功能仪表、控制部件、控制器、软件平台等资源。这个项目较为新颖地运用了云平台技术，可以应用于堰塞湖等水域的水位监测，具有不错的商业价值。

【关键词】云平台;水位监测;压力传感器;云控智能终端装置

【中图分类号】P641.8 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）07-0153-02

目前，我国对云平台监控系统进行了多方面的研究，其中有部分研究者对云平台应用于水利的方案进行设计，以此拓宽了云平台在工程中的应用范围，促进其他工业过程相继使用云平台技术。同时，有研究人员将云平台运用于资源状况的监测，如对水资源及水底生态环境的监测。在我国也有企业设计了环境监控云平台系统及云平台智能健康监测系统，及时反馈实时监测到的环境空气质量及用户的身体状况，保证居民的健康。

1 关于云平台及系统的总体设计

1.1 系统建立与平台互联

基于云平台技术的发展应用，本项目将云平台技术与传感器技术相结合，构建了云平台水位监测系统。项目利用了云平台成熟的数据传输技术、强大的数据计算能力及实时动态更新的云端数据分析算法，实时监控通过压力传感器采集到的堰塞湖的水位数据信息。同时整个系统以云平台为桥梁，云控智能终端装置为核心，由多个计算机终端控制，可以远程自动控制或操作异地的单机设备与设备群，也可以由多部手机进行操作控制，随时随地监控堰塞湖的水位信息，并将其记录保存。这对堰塞湖水域的水位情况预测，以及预防相关地质灾害具有较大的意义。

本系统主要由数据处理前端（即压力传感器、数据处理中转站等）、云平台数据分析存储单元及客户应用终端3个部分组成，是应用于堰塞湖水域的水位监测系统，同时以此实现相关地质灾害预防。数据处理前端利用压力传感器采集堰塞湖水位信息，并对采集数据进行处理。之后将采集数据存储在云平台数据库中，以此进行数据分析。同时利用云控智能终端装置，由多个计算机终端控制，也可以由单机设备或者多部手机等进行操作，实现友好人机交互，可以保证随时随地监测到水位变化情况。

1.2 压力传感器检测水位信号

在云平台监测系统中，系统所获取的水位数据信息是通过压力传感器采集。主要操作方式便是将多个压力传感器安装在堰塞湖的相应关键位置上，水位高度不同在压力传感器的感应面上产生的水压也不同，因此压力传感器内部的压电材料会随着水位的不同而在传感器电路中具有不同的性质，以此产生不同的电信号输出。

将压力传感器输出电信号数据进行采集，转化为水位信息传送到主要的控制界面，实现云平台和勘测装置之间的互联。勘测装置将采集到的数据发送到云平台服务器中，服务器通过云平台将水位数据存放到云平台数据库中，通过数据的发生确保提交数据的正确性。之后云平台系统可以分析数据库中存储的水位信息，判断水位是否异常。

1.3 云平台系统技术支持

各种云平台的出现是人们转向云计算运用的最重要环节。这种平台允许开发者们或是将写好的程序放在“云”里运行，或是使用“云”里提供的服务，或二者皆是。在本项目所设计的云平台监测系统中，压力传感器所采集到的水位数据信息将被传送到云平台数据库中，云平台系统与勘察装置互联，可以实现数据云存储和云计算。

实验室实验阶段需要一套相应的控制面板，其外围电路围绕系统监测水位的功能，设计了不同的外设及接口电路。主控模块通过串口UART、USB、蓝牙等不同传输方式，与数据采集终端进行交互，实现对实时测量的水位数据进行接收，同时测量数据通过网络实时上传至云平台。主控模块又通过输入/输出接口与触摸屏等外设相连，可以由多个计算机控制，让用户实时从云平台获取水位信息。

2 在实验室水平搭建系统实验

实验室中主要利用水位变化模拟箱及云控智能终端装置进行相关的验证实验。实验模拟水箱和连接终端控制箱如图1所示，实验系统柜如图2所示。

实验中通过改变模拟箱中水位，来模拟堰塞湖中水位变化。以此获取不同水位下压力传感器所产生的不同电信号，并将模拟箱连上连接终端控制箱，以此实现勘察装置与云平台互联，将压力传感器收集到的数据信息传送到云平台数据库中。在实验室可利用多台计算机对系统进行操作，利用云控智能终端装置实时收集模拟箱中水位变化情况，并且可以通过云计算对数据进行处理与分析，进而对水位变化是否正常做出预判。

3 结语

利用云平臺处理堰塞湖水位问题整体优点在于利用云平台处理信息实时性较好，同一时间可通过处理大量数据进行水位监测和预警，若遇到极端天气或自然灾害可通过远程操作控制，大大提高了安全性。此外，整套系统还有造价和维护成本较低、操作难度较低等优势。

参 考 文 献

[1]林林.水利云平台若干技术问题研究[D].北京：中国水利水电科学研究院，2016.

[2]佚名.环境监测云平台系统解决方案[EB/OL].https：//wenku.baidu.com/view/fefd7025770bf78a642954b2.html，2016-06-20.

[3]乔英霞，高天雷，刘照阳，等.基于云平台的智能健康监测系统及应用[J].山东科学，2017，30（6）：99-104.[责任编辑：陈泽琦]