基于物联网水情测控系统的开发与应用分析

李海涛

摘要：水情系统是水利系统中的重要组成部分，针对当前水情监测系统的发展情况，应与物联网技术相结合，发展适合社会运行的水情系统，集中对其运行情况进行监控与管理。基于此，文章阐述水情测控系统的概念，系统的开发情况，探讨其应用情况。

关键词：物联网;水情测控系统;开发;应用

水利工程是当前社会发展过程中重点关注的内容，对社会水资源的应用情况产生的影响是较大的。我国人口数量较大，对水资源的需求量也較大，因此我国应注重对水资源的合理利用。水情测控技术的开发与应用能有效提升对水资源的管理能力，减少水资源运输过程以及使用过程中产生的浪费情况。基于此，文章以物联网为研究背景，分析水情测控系统的开发情况与运用情况。

一、水情测控系统

测控系统实际上就是结合测量与控制为一体的系统，相关工作人员依据被测控对象的实际运行参数以及检验结果，将其与人们心中预期的结果相结合，对其进行控制[1]。最早的监控系统是由测量与控制共同组成，但是其功能较少。在科学技术不断发展的当今社会中，测控技术在设计上有了很大程度上的提升。水情测控系统实际上就是通过使用测控系统，对我国水情情况进行检测与控制，提升我国水资源的使用效率，促使我国水资源利用率的提升。

二、系统开发

（一）覆盖内容

物联网发展背景下，我国水情测控系统在开发过程中应注重软件与硬件两个部分[2]。其中硬件设备包括传感器、相机、云台等;软件设备包括数据库、服务器、程序等。对水情测控系统进行分层管理，能将其分为感知层、传输层以及应用层。物联网技术的应用以及普及对水情测控系统的发展产生了质的飞跃。通过物联网技术以及电子电路技术的影响，设计人员对其进行综合运用，能促使水情测控系统的覆盖范围更加广阔，信息采集更加准确，信息内容更加可靠。在这一基础上，能从整体上提升水情测控系统的信息化水平，能满足我国当前水资源管理工作的发展，提升其管理过程中产生的信息化，能尽早预知洪涝灾害等自然灾害情况的发生，并对其进行严格的管理，降低灾害对群众产生的影响。

（二）技术开发

文章分别从不同层面出发，对其进行技术开发情况进行分析。

1、感知层

感知层指的是在水情测控系统运行过程中，充分利用感知技术，对设计水位、流量、降水量等进行计算，并通过计算等方式，实现对其进行自动化控制，并利用自动化视频等设备对其进行监控[3]。信息采集范围应该包括整个区域的通信、照明、水位、动力等，并将其实际情况以图像的方式进行传播，保证传播情况的真实性与准确性。在实行感知层技术开发的过程中，应注重对视频水尺的计算。传统的水尺包括浮子水位计、压力水位计、超声波水位计等，不同的水尺具有不同的特征。其中浮子水位计方式较为简单，并且该方式进行的测控工作较为准确，但是在其运行过程中对工程需求较高，建设工程的过程中需要耗费较多的工作造价，并且会对已经完成的渠道进行测量的过程中容易对其渠底产生破坏。超声波水位计方式在测控的过程中无需产生接触，因此，能方便施工工作的运行，并且不会出现浮子水位计方式中对渠底产生破坏的情况。但是该方式会受到空气密度以及温度的影响，在测量的过程中容易产生较大的误差，影响测控准确性，并且不能满足水利工程监控工作的基本要求。压力水位计方式是施工较为便利的方式，但是其需要在水下进行工作，在其运行一段时间后，可能会被水中杂质影响，产生淤泥阻塞等情况，影响测量工作的准确性。并且，随着时间的推移，其误差产生的范围逐渐扩大，影响测控工作的运行。

因此，以上三种测控方式均存在缺点，影响施工工作的运行，对测量精准度产生不良影响。因此，我国应及时进行技术创新，提升感知层的作用。经过研究与测量，在物联网技术发展的背景下，应研制出具有较强检错功能的水尺，提升图像处理效果，方便安装，在恶劣天气下仍能放心使用，能实现对天气的观测与监控，满足水情测控系统对图像处理工作的任何需求。这样的技术创新方式有利于实现图像质量的提升。

2、网络层

网络层是根据当地实际情况，确保通讯安全的测量措施。在水情测控系统运行过程中，网络层能发挥其作用，通过有线网络或者无线网络对信息进行处理，并实现对信息的传输。在物联网技术不断发展的当今社会中，网络信息传播速度逐渐加快，对网络层的需求也逐渐提升。因此，相关工作人员应注重对物联网技术的应用与管理，促使信息更加准确高效的传播，提升水情测控系统的应用效果。

3、应用层

应用层实际上是通过采集数据，并对数据进行调度，将其与系统模型相结合，并通过防洪调度、水位监测等系统，对水情进行实时监控与预报的技术，能实现根据水情的实际情况对其进行调度。应用层技术开发过程实际上是对上机软件以及数据库软件进行开发，能通过网络通讯技术，对终端数据进行采集，并对其进行远程控制。该方式能实现对设备的实时控制，并将数据进行上传。同时，还能使用多线程技术对并发事务进行处理，让一套上位机软件能同时对不同的终端设备进行数据处理以及接收。技术人员将上位机中产生的数据进行上报，将其告知指令处，并由指令出对其进行理解与解析，将其移入数据库，并实现对数据进行统计以及分析，最终将数据以报表或者图形的方式展示出来。该系统在运行过程中能解决偏远遥测点数据采集困难的问题，又与纸质数据管理方式不同，能提升数据管理效果，能利用计算机对数据进行处理与计算，减少人工计算过程中产生的数据错误问题，同时又能为决策者提供更加充足的数据支持了。

三、系统应用

（一）遥测终端开发

本文涉及到的遥测终端开发技术均为RUT技术，并且该技术均为rabbi t设计，使用该公司J LP3500技术中的核心模块，并且能对模板进行自定义，促使其扩展。J LP3500是控制器的一种，在运行过程中产生

（二）水尺设计

本文中涉及到的水尺设计，均有TI公司研究，其芯片采用DM642，并将DSP作为其主芯片，进行水情测控系统的运行。在其运行过程中，水尺是進行图像采集的过程，能实现对图像的处理，并能以较为灵活的方式进行编程。在水情测控系统周围，聚集了较多的音频、视频以及网络等设备，也就是将音频、视频等通讯设备进行接口处理。水尺设计实际上是需要根据测控需求进行制作。一般情况下来说，水尺需要以不锈钢材料制作，防止其使用过程中产生生锈情况。水尺是自定义制作的水尺。文章中提及的水尺与传统水尺的区别在于其水位刻度值的表示方式，文章中的水尺表示刻度值的方式是格雷码。其开发工具为Code ComposerStudio集成开发环境（CCS3. 3），能支持Windows XP或者Wi ndows7系统的应用。

（三）应用层软件开发

水情测控技术在运行过程中，需要对传感器中的数据进行传送，传送方式为无线传输与有线传输两种，其中当前物联网技术发展的背景下，较为常见的传输方式为无线传输，包括GPRS技术、CDMA技术、3G技术或者4G技术等。因此，在水情测控技术运行中，需要建立一套能与多种设备相对接的数据采集系统。文章中提及的数据传输技术为F2114数据传输模块技术。该技术的开发工具为VS2010，能支持Windows XP或者Wi ndows7系统的应用。最后，其传播方式为在Web Services的辅助下进行，将其传送至水情测控平台中，为相关工作人员的数据分析提供资料，促使其合理分析出当前该地区的水情情况，并进行相应的决策。

结论：

综上所述，本文以物联网技术发展背景为基础，通过对图像处理技术、软件开发技术等的研究，将不同技术相融合，设计出更加完善、可靠、具有扩展性的水情测控系统，为我国当前水资源利用情况、自然灾害发生情况等进行分析，促使相关管理人员通过测控出的数据进行正确决策。

参考文献

[1]徐燕，姜岚，马寅晨，等. 基于实时监测系统的水环境运维管理平台架构探究[J]. 山西建筑，2020，46（4）：197-198.

[2]唐佳，唐军峰，钟平，等. 水库地质灾害智能监控与预警系统研究及应用[J]. 水利水电快报，2020，41（6）：56-64.

[3]宁爱民，张存吉. 基于物联网的水文监测系统关键技术研究[J]. 物联网技术，2019，9（12）：11-14.

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