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水库河道无线监控与新能源供电综合解决方案

 

互联网+深刻地改变着各行各业,“智慧水利”已经成为水利行业建设的关键词。水利智慧化就是在水利全行业普遍应用现代通信、计算机网络、安防监控、智能采控等先进的信息技术,充分开发应用与水有关的信息资源,直接为防洪抗旱减灾、水资源的开发、利用、配置、节约、保护等综合管理及水环境保护、治理等决策服务,提高水及水工程的科学管理水平。其中,水库、河道作为水资源管理调度关键环节,信息化与智能化的建设势在必行!

水库河道综合监控的信息点(如:泵站、雨量站、水文站、闸门等)分布大多较分散、监控管理地点往往比较偏僻,甚至人迹罕至,解决供电、联网都是很困难的。按照目前水利信息化发展的趋势,这些信息点传输的信息属于典型的多媒体信息(数据、视频、音频等),包括高清数字视频监控、水位监测与降雨量监测、水质在线监测与分析、水量流速与闸门集中控制、网络广播调度系统等。毫无疑问,所有这些IT系统都需要解决可靠的电力和高带宽的网络互联。

供电方面,如果采用传统IT系统建设的拉线方式,建设成本将成为系统不可承受之重。采用从建设地点附近居民、农户 “就近取电”的方式供电,有些地方可行,但不但协调关系困难,后期还要不断支付电费,而且还面临随时停电的威胁。所以,水库河道综合监控信息点的供电最适合的方式是采用国家大力发展的新能源供电系统,即风光互补供电系统。

传统的风光互补供电系统因为基于铅酸电池,体积大、寿命短、可靠性差,且安装困难,使用维护都十分不便;同时,铅酸电池生产储运属于重污染,这让风光互补供电系统这种绿色新能源供电方式面临着环保的拷问。新竹科技推出的iMT-iPower1600Li是集成化的新能源离网独立供电系统,主要是解决物联网行业无线网络系统、视频监控点、信息监测点等电子设备离散及野外环境使用时的供电问题。iMT-iPower1600Li系统基于锂离子电池为核心的在线式UPS系统与高性能单晶硅太阳能电池板、永磁风力发电机,与普通的铅酸或胶体电池太阳能供电系统比较,具备结构简单、体积较小、重量较轻、反复充放电次数多等优点,为野外环境中高端应用的理想之选。

联网方面,IT系统建设的网络互联采用TCP/IP协议的网络是必然。但水库湖泊综合监控的建设环境特殊性,决定了采用城市内联网的有线光网络解决其联网和信息传输,无论是经济性、可靠性,还是系统实施可行性来说,都是不合适的。

通过电信运营商的3G/4G技术虽然可以满足小数据量、非实时的信息传输,但是用在河道或水库监控非常不合适,表现在:

1、借助运营商手机通信平台传输数据,受基站建设限制,野外、乡村偏远通信质量和可靠性无法保证,而这些区域正是水库信息化最为关注的区域,高可靠性、大容量、高带宽的专用网络是必然。

2、河道水库要通过实时大容量的IP高清图像来监控,3G/4G无论带宽还是可靠性都无法满足此种需求,必须依靠真正的宽带IP网络接入系统。

3、智慧水利的流量是很大的,仅一路1080P高清视频监控一个月流量达2TB以上,如果采用3G/4G系统,那么使用过程中会不断产生的高昂的流量费,按照流量包计费的方式导致费用成为不可承受之重。即使建成也只能摆摆样子,不具备24*7小时连续使用的可能。

综上所述,使用自建的宽带IP无线城域网解决方案是水库行业信息化建设的最为合适的传输解决方案。而作为国内乃至国际上最成熟、性价比最高的宽带无线城域网解决方案----新竹科技iMAX 5G宽带无线网络解决方案,无疑是最优之选。

典型的锂电新能源+无线城域网+高清视频监控的前端监控点拓扑示意图:

以某小型水库智慧系统建设为例,解决方案设计思路如下:

水库前端监控点可以选用IP摄像机、水量水位传感器等进行图像、运行数据等的实时采集,再通过无线IP网络,将前端监控点的信息传回指挥中心,就可以实现对水库周边信息点和关键位置24小时不间断的监控和科学管理。

通过专用的iMAX高带宽无线网络系统,将水库监控区域中的每个接入点(如:泵站、雨量站、水文站、闸门等)的网络进行互联。通过此网络,将采集的数据信息(如雨量、风力、流量、流速、水质等)和高清IP视频监控信息等一并传输到指挥中心,同时,可以实时地将各种控制信息传输到现场的仪器和设备,实现闸门、泵站的远程智能控制。水库日常管理效率得到提升,在防汛抗洪调节水量时更能发挥重要的作用。

如果采用新竹科技提供的室外超远距离通信专用的iMAX 5G系统解决联网,通常来说,一个中小型水库做环湖的监测监控,只需要在区域内制高点建设少量基站BS就可以实现无线接入覆盖,分散在水库周边的监测监控点上只要架设了高带宽无线CPE,就可以实现图像、数据的汇聚和控制信号的传输,是真正意义的“多网合一”系统。典型应用拓扑示意图如下:

河道沿线综合监控与水库有区别也有共性,主要体现在网络的构架,河道因为信息点的狭长式分布需求,主要为双层无线组网,即骨干无线网与接入无线网,或者采用多跳链式组网结构,其他与水库综合监控相似。典型应用示意图如下:

水库区域很多监测点工作环境属于比较恶劣的无人值守点,必须采用高可靠性、超远距离、非视距无线传输的iMAX传输系统才能满足需要。iMAX无线通信系统设计的目标就是构建无线城市或者解决室外环境超远距离网络互联的,各系列设备通信距离都很远。其中,作为通讯骨干网的有iMAX-6000iMAX-9000系列,作为接入网的有iMAX-7000iMAX-8000H等系列。

n  通信距离:可视条件下,即使是最小型集成天线的iMAX 5G专用通信系统,点对多点也可以轻松实现半径10公里的覆盖需求;点对点模式,最远可达120公里。

n  传输带宽:iMAX-8000H600Mbps点对多点通信系统,iMAX-700054Mbps点对多点通信系统,iMAX-6000是点对点50\100\300\600Mbps无线通信系统,iMAX-9000是点对点1000Mbps以上通信系统。

iMAX无线城域网技术与iMT锂电新能源技术的完美融合,堪称野外环境解决IT信息点建设的黄金搭档!对用户需求的深刻理解,对技术和产品的精益求精,对产品和服务品质的孜孜以求,新竹科技可以为用户或系统集成商合作伙伴量身定制最合适的河道水库无线网络与新能源供电系统设计,提供最合适的解决方案,欢迎来电垂询!