一、 項目概述
1.1 系統(tǒng)背景
從我國中小學(xué)正式設(shè)立地理課程以來,氣象科學(xué)就-直是《地理》教科書中的內(nèi)容,但氣象科學(xué)并沒有成體系地教授給學(xué)生們。
知名氣象主持人宋英杰曾說過,直到大學(xué),他才完整接受過氣象教育,如果氣象科普知識能從中小學(xué)生課本中普及,孩子們的氣象防災(zāi)減災(zāi)意識將會大為提高。因此,開展氣象科普進校園活動,在中小學(xué)生開展氣象科普教育更顯得意義重大。面對全社會,尤其是廣大中小學(xué)生的氣象科普工作是氣象事業(yè)的重要組成部分,校園氣象站則是進行校園氣象科普的優(yōu)秀平臺和重要的載體。在中國氣象局頒發(fā)的 《氣象科普發(fā)展規(guī)劃( 2019-2025年)》中明確提出要實施校園氣象科普活動提升工程,繼續(xù)鼓勵和支持中小學(xué)校自辦校園氣象站,把校園氣象站建設(shè)與學(xué)校氣象科技教育相結(jié)合,創(chuàng)造性地開展校園氣象科普嘉年華、氣象知識競賽、鋇報天氣、小小減災(zāi)官全國科普大賽、氣象研學(xué)之旅等多種活動。
1.2 方案介紹
山東仁科校園氣象站可以作為教育主管部]推進科普進學(xué)校的重要平臺,對校園的風(fēng)速、風(fēng)向、雨雪、輻射、氣壓等多種氣象要素信息進行全天監(jiān)測,并將其上傳至環(huán)境監(jiān)控云平臺。
1.3 校園氣象站方案拓撲圖
二、 方案簡介
2.1 方案組成
山東仁科校園氣象站主要是由太陽輻射傳感器、風(fēng)速/風(fēng)向傳感器、 多要素百葉盒、攝像頭、供電系統(tǒng)、選配LED顯示屏、防水箱和支架構(gòu)成。
2.1.1 氣象站
RS-QXZN 標(biāo)準(zhǔn)版氣象站是一款我司標(biāo)準(zhǔn)配置的氣象站。
2.1.1.1 功能特點
· 具有 1 路 ModBus-RTU 主站接口可接入我司 485 變送器：風(fēng)速、風(fēng)向、土壤溫度水 分、土壤 ECTH、土壤 PH、空氣溫濕度、噪聲、空氣質(zhì)量、大氣壓力、光照、雨雪、 紫外線、總輻射、CO、O3、NO2、SO2、H2S、O2、CO2、蒸發(fā)量、負氧離子、 NH3、TVOC 等變送器。
· 外接翻斗式雨量計，可采集總雨量、瞬時雨量、日雨量、當(dāng)前雨量。
· 默認1路繼電器輸出，第2路繼電器輸出選配。
· 1 路多功能 GPRS 通信接口，只需插入一張手機卡便可將數(shù)據(jù)上傳至遠端監(jiān)控軟件平臺，還可選擇插網(wǎng)線來通過網(wǎng)口上傳。
· 具有 1 路 ModBus-RTU 從站接口，可外接用戶自己的監(jiān)控主機、PLC、組態(tài)屏或組態(tài) 軟件，還可用作外接室外屏（選配）。
· 可外接 1 路室外 LED 單色顯示屏，默認點陣 96*48（最大點陣數(shù) 1024*256）。
· 多種測量要素可自由搭配。
· 可搭配太陽能電池板和蓄電池，用于野外測量，解決供電問題。
· 支持市電與太陽能雙供電，保證設(shè)備在惡劣的情況下也可以正常不間斷工作。
· 設(shè)備唯一8位地址，易于管理識別，可搭配我司提供的多種軟件平臺。
2.1.1.2 技術(shù)參數(shù)
|
參數(shù)名稱 |
范圍或接口 |
說明 |
|
供電 |
外部電源供電 |
220V AC 交流電 |
|
雙供電 |
支持 220V 市電與太陽能板雙供電 （優(yōu)先市電供電，當(dāng)市電斷電后太陽能板和 蓄電池提供供電，設(shè)備正常工作不會間斷） |
|
太陽能供電 |
配套我司太陽能電池板和蓄電池（蓄電池續(xù)航時間 7 天左右） |
|
數(shù)據(jù)上傳接口 |
GPRS 無線 |
通過 GPRS 方式上傳數(shù)據(jù) |
|
4G |
通過 4G 方式上傳數(shù)據(jù) |
|
RJ45 網(wǎng)口 |
通過網(wǎng)口方式上傳數(shù)據(jù) 和 GPRS 或 4G 上傳方式無法共存 |
|
ModBus-RTU 從站接 口 |
支持外部設(shè)備通過 ModBus-RTU 協(xié)議問詢氣 象站中的數(shù)據(jù)。 |
|
數(shù)據(jù)采集通信接口 |
主 RS485 接口 |
能夠采集 485 接口的變送器的數(shù)據(jù)，最長通 信距離≥1500 米 |
|
點陣 LED 屏顯示 接口 |
LED 屏顯示接口 |
默認搭配 96*48 點陣的室外屏 |
|
繼電器輸出 |
繼電器干接點輸出 |
繼電器容量：250VAC/30VDC 5A 可用作遠程控制，默認一路繼電器輸出，兩 路繼電器輸出選配 |
|
1 路翻斗式雨量計 脈沖信號輸入 |
采集開關(guān)量脈沖信號進 行雨量計量 |
默認脈沖當(dāng)量：0.2mm 可上傳瞬時雨量、日雨量、當(dāng)前雨量及累計 雨量值。 （默認采用第二路開關(guān)量作為雨量計輸入） |
|
數(shù)據(jù)上傳間隔 |
2s~10000s |
數(shù)據(jù)上傳間隔 2s~10000s 可設(shè)（默認 30s） |
2.1.1.3 設(shè)備安裝
2.1.2 監(jiān)測要素設(shè)備外觀
|
翻斗式雨量計 |
雨雪變送器 |
多氣體合一百葉盒 |
光合有效輻射傳感器 |
 |
 |
 |
 |
|
本儀器的核心部件翻斗采用了三維流線型設(shè)計，使翻斗翻水更加流暢，且具有自滌灰塵、容易清洗的功能。 |
雨雪變送器是測量室外或自然界是否降雨或降雪的定性測量設(shè)備。 |
該一體式百葉箱可廣泛適用于環(huán)境檢測，設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)ModBus-RTU 通信協(xié)議，RS485信號輸出，通信距離最大可達2000米（實測）。 |
光合有效輻射傳感器采用光電感應(yīng)原理，可用來測量光譜范圍在400~700nm的光合有效輻射。 |
|
聚碳風(fēng)速傳感器 |
聚碳風(fēng)向傳感器 |
蒸發(fā)量變送器 |
超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器 |
 |
 |
 |
 |
|
外形小巧輕便，便于攜帶和組裝，三杯設(shè)計理念可以有效獲得風(fēng)速信息，殼體采用聚碳酸酯復(fù)合材料，多種輸出模式可選。 |
外形小巧輕便，便于攜帶和組裝，全新的設(shè)計理念可以有效獲得風(fēng)向信息，殼體采用聚碳酸酯復(fù)合材料，具有良好的防腐、防侵蝕等特點，能夠保證變送器長期使用不變形。 |
我司研發(fā)用來觀測水面蒸發(fā)的儀器，產(chǎn)品采用雙層不銹鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，可有效隔離外界干擾，并防止因太陽直曬導(dǎo)致的蒸發(fā)量誤差，使測量精度更加準(zhǔn)確。 |
超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器使用四個超聲波探頭在二維平面內(nèi)循環(huán)發(fā)送和接收超聲波，通過超聲波在空氣中傳播的時差來測量風(fēng)速和風(fēng)向。 |
2.1.3 供電方式
雙供電是由220V市電供電和太陽能供電系統(tǒng)構(gòu)成。校園氣象站在運行的過程中,會優(yōu)先進行市電供電,在市電斷電后,才會開啟太陽能供電系統(tǒng)供電。選擇太陽能板+蓄電池供電方式可在陰雨天連續(xù)工作7天(蓄電池充滿電) , 保障設(shè)備在野外可以正常運行。
2.1.4 電控箱
電控箱內(nèi)還可以選配7寸觸摸屏,全彩顯示畫面,實時顯示監(jiān)測數(shù)據(jù),支持觸摸修改參數(shù)配置、報警上下限等,還能為學(xué)校免費定制修改頁面功能、增加校徽等!
2.1.5 通訊服務(wù)器
為能夠讓游客能夠更加直觀的了解景區(qū)內(nèi)的實時氣象數(shù)據(jù),搭載通訊服務(wù)器RS- DCEN-M ,能夠?qū)脑破脚_抓取的環(huán)境數(shù)據(jù)實時傳到分散的8臺LED顯示屏,大能夠支持512*1024像素LED屏。
2.1.5.1 功能特點
● 設(shè)備通過以太網(wǎng)/GPRS從云平臺獲取數(shù)據(jù)輸出RS485信號，可連接PLC、進行二次開發(fā)。
● RS232、RS485 兩路通信協(xié)議可選連接 LED 屏
● 網(wǎng)口、4G 兩種方式獲取實時數(shù)據(jù)
● 斷電續(xù)電后自動刷新數(shù)據(jù)
● 最多可接收 32 個節(jié)點（設(shè)備）實時數(shù)據(jù)
● 最多可接收 32 個節(jié)點（繼電器）實時狀態(tài)
● 同時傳送 8 臺 LED 屏顯示
● 最大支持 1024*256 像素的 LED 屏
● 支持文本、鐘表、表格顯示
2.1.5.2 產(chǎn)品參數(shù)
三、綜合環(huán)境監(jiān)控云平臺
3.1 概述
環(huán)境監(jiān)控云平臺是我司旨在為用戶提供便捷的服務(wù)而專門]開發(fā)的網(wǎng)頁登錄平臺。云平臺部署于公網(wǎng)服務(wù)器，可方便的接入我司所有網(wǎng)絡(luò)型設(shè)備。客戶無需再自行架設(shè)服務(wù)器，省去了服務(wù)器的維護費用，無需具備公網(wǎng)IP或者域名解析服務(wù)。設(shè)備到現(xiàn)場后用戶無需再進行復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，便可連接到云平臺，極大的節(jié)省了現(xiàn)場施工的時間。
公司云平臺免費，界面完全中性，支持多級權(quán)限訪問、支持客戶增添子賬號。客戶可憑賬號隨時隨地登錄，方便的查看自己的設(shè)備狀態(tài)、查詢數(shù)據(jù)記錄、下載打印數(shù)據(jù)等，還可以根據(jù)需要選擇短信報警、郵件報警等服務(wù)，平臺穩(wěn)定可靠，已接入設(shè)備數(shù)量超過萬臺。
3.2 功能介紹
3.2.1 數(shù)據(jù)實時監(jiān)控
平臺支持實時查看所氣體檢測數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以通過圖形化界面、列表等方式反映，圖形化界面的優(yōu)勢在于讓用戶直觀看到數(shù)據(jù)和傳感器相對位置，列表則更利于用戶對數(shù)據(jù)進行對比。
【首頁數(shù)據(jù)展示】
【列表展示】
3.2.2 實時地圖顯示
系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和GIS技術(shù)為支撐，使用戶更加直觀的觀測所有測點分布位置及狀態(tài)。
3.2.3 超限告警
當(dāng)任一要素超過預(yù)置報警值、設(shè)備處于離線狀態(tài)時，系統(tǒng)能提供平臺界面告警、短信告警、電話告警、郵件告警等報警方式，并進行事件記錄，供調(diào)用和分析。
支持所有監(jiān)測因子報警上限、下限，預(yù)警上限、下限設(shè)置，支持因子數(shù)據(jù)異常字體變色，因子告警數(shù)據(jù)顏色用戶可自定義。
針對短信、振鈴、微信、郵件告警方式有專門的告警聯(lián)系人管理列表，便于當(dāng)報警聯(lián)系人變動時快速查詢、添加、刪除。
3.2.4 視頻監(jiān)控
全面性的監(jiān)管，實現(xiàn)水雨情監(jiān)測站周邊環(huán)境畫面聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)，支持在現(xiàn)場安裝攝像頭及傳感器，傳感器監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過視頻字符疊加器可疊加在監(jiān)控畫面上，其界面顯示全部信息，避免反復(fù)切換，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
3.2.5 歷史數(shù)據(jù)查詢、導(dǎo)出
可通過系統(tǒng)查詢每個監(jiān)測點的設(shè)備信息，對設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)進行查詢。并生成數(shù)據(jù)曲線圖，具有單個或多個因子數(shù)據(jù)存儲/查詢/導(dǎo)出數(shù)據(jù)功能，支持PDF、excel等多種數(shù)據(jù)格式導(dǎo)出，導(dǎo)出內(nèi)容標(biāo)題、使用單位名稱用戶可自定義，同時可導(dǎo)出數(shù)據(jù)查詢的時間段、查詢數(shù)據(jù)賬號、保存數(shù)據(jù)間隔、離線判斷間隔等重要信息。
【歷史數(shù)據(jù)列表查看】
【歷史數(shù)據(jù)曲線查看】
3.2.6 繼電器控制
支持電腦端、APP端遠程手動控制現(xiàn)場設(shè)備繼電器，且繼電器名稱可自定義編輯，相應(yīng)繼電器控制功能是否啟用客戶可自行編輯。
3.2.7 系統(tǒng)管理
平臺具有完善的權(quán)限分級和管轄分區(qū)等等功能，無限級權(quán)限設(shè)定，根據(jù)要求自由組合權(quán)限。用戶操作具有完善的日志記錄，方便查看操作記錄。
3.2.8 賬號分級
支持賬號分級管理，針對項目實際需求增設(shè)子賬號，并分配不同管理權(quán)限，做到項目管理分工明確，用戶可定義不同的用戶角色，并賦予角色的不同權(quán)限管理，所有的用戶操作都進行自動記錄，沒有權(quán)限的用戶將不能進行操作。
【賬號管理】
3.2.9 設(shè)備管理
可對設(shè)備進行節(jié)點、報警、儲存進行設(shè)置。
|
名稱 |
解釋 |
|
設(shè)備名稱 |
填寫設(shè)備名稱，默認名稱為設(shè)備地址 |
|
設(shè)備地址 |
顯示設(shè)備地址，不可更改 |
|
設(shè)備經(jīng)緯度 |
寫入設(shè)備經(jīng)緯度，可在地圖中查看設(shè)備顯示位置。（注意：如果以設(shè)備自帶經(jīng)緯度信息為準(zhǔn)，此處可不填寫） |
|
告警記錄 |
開啟告警記錄，當(dāng)設(shè)備報警時，數(shù)據(jù)庫中會記錄告警信息，關(guān)閉告警記錄，則無法查詢告警記錄。 |
|
離線短信 |
開啟離線短信，當(dāng)設(shè)備離線時會發(fā)送告警短信至綁定手機號 |
|
離線郵件 |
開啟離線郵件，當(dāng)設(shè)備離線時會發(fā)送告警郵件至綁定郵箱。 |
|
離線判斷間隔 |
設(shè)置設(shè)備離線時間，當(dāng)設(shè)備在設(shè)置時間內(nèi)重新上線，平臺默認此設(shè)備未離線。 |
|
短信告警間隔 |
當(dāng)設(shè)備在平臺告警后，告警信息按照設(shè)置時間間隔發(fā)送告警短信，時間最低設(shè)置5分鐘。 |
|
郵件告警間隔 |
當(dāng)設(shè)備在平臺告警后，告警信息按照設(shè)置時間間隔發(fā)送告警郵件。 |
|
保存數(shù)據(jù)間隔 |
設(shè)置時間間隔保存設(shè)備數(shù)據(jù)。 |
|
短信最多發(fā)送次數(shù) |
防止設(shè)備超限時間過長，一直發(fā)送告警短信，可設(shè)置最多發(fā)送短信次數(shù)。 |
|
節(jié)點列表 |
設(shè)備節(jié)點設(shè)置，詳情見節(jié)點信息設(shè)置。 |
3.2.10流量卡預(yù)警功能
實時獲取現(xiàn)場4G型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的卡號，自動分析卡號剩余流量，自動分析，到期時間預(yù)警提醒，讓項目管理人員及時充值，防止流量卡到期運營商銷號造成項目停滯。
3.2.11大屏可視化
可投屏顯示，自動刷新，集中滾動顯示各監(jiān)測點的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，實時展現(xiàn)水位、降雨量等要素的動態(tài)曲線，數(shù)據(jù)清晰、直觀，便于管理人員進行系統(tǒng)查看。
3.2.12二次開發(fā)
山東仁科提供的云平臺完全免費，界面完全中性，并支持用戶二次開發(fā)。
3.2.13千人千面
針對小規(guī)模應(yīng)用的用戶，云平臺提供可配置的“千人千面”界面與私有域名解析的服務(wù)，客戶只需要投入幾十元購買一個域名，備案成功后就能擁有自己的私有登錄鏈接，且登錄界面平臺名稱可根據(jù)用戶要求更改。
3.3手機APP
為方便移動端用戶監(jiān)測數(shù)據(jù)，推出“云控通”手機APP，方便用戶24小時實時監(jiān)測?？梢酝ㄟ^賬號密碼登錄云平臺，一鍵控制上萬個設(shè)備。支持視頻查看，設(shè)備故障/異常報警，支持離線告警功能，支持實時數(shù)據(jù)查看，歷史數(shù)據(jù)曲線查看，還可連接藍牙打印機進行數(shù)據(jù)打印。
