氣象監測系統整體配置方案

1 系統概述

1.1系統概述

互聯(lián)防爆型氣象站系統（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：氣象站系統）是一款按照國家行業(yè)標準設計、生產(chǎn)的防爆型氣象監測站。該系統優(yōu)化核心數據分析算法，以高性能環(huán)境監測方案提供可視化數據服務(wù)，基于微型氣象站、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)，構建“后端+云+服務(wù)”的新型大氣環(huán)境監管模式，實(shí)現實(shí)時(shí)監測、數據追蹤、動(dòng)態(tài)預警、快速定位、及時(shí)管理等功能。

本次針對陜西省液化天然氣有限責任公司增設氣象站監測站現場(chǎng)調研情況，結合現場(chǎng)實(shí)際，特建立以下方案。

為實(shí)現監測液化天然氣儲罐區域的氣象環(huán)境，本項擬根據現場(chǎng)情況確認在1#/2#/3#液化天然氣儲罐頂3個(gè)站點(diǎn)配置五參數氣象儀（防爆型）、采集主機、市電供電系統，于中控室布置PC系統軟件，實(shí)現對大氣溫度、相對濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓等數據的不間斷實(shí)時(shí)監測。

1.2系統搭建

1.2.1流程圖

3套氣象設備與采集主機分別安裝于1#/2#/3#液化天然氣儲罐頂，氣象數據通過(guò)采集主機實(shí)時(shí)發(fā)送至私密云控平臺，主控室布置一套PC系統，PC系統通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)云控平臺，即可實(shí)現實(shí)時(shí)查詢(xún)并顯示3臺氣象設備數據信息，同時(shí)云控平臺支持數據追蹤、動(dòng)態(tài)預警、歷史數據查詢(xún)，數據下載，數據打印等功能。

1.2.2配置清單

1.2.3通訊組成

該系統通信分為三部分，分別為：氣象傳感器與采集主機通信部分、后臺服務(wù)器與采集主機通信部分、主控室PC系統軟件通信部分。

1）氣象傳感器與采集器通信部分通信方案

氣象傳感器與采集器通信之間采用有線(xiàn)連接，使用雙絞屏蔽線(xiàn)作為通信介質(zhì)，通過(guò)RS485接口與采集器通訊；

2）后臺服務(wù)器與采集主機通信部分

采集主機設置IP地址，端口號等信息，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接口，與后臺服務(wù)器連接；

3）主控室PC系統軟件通信部分

主控室PC系統通過(guò)外網(wǎng)，訪(fǎng)問(wèn)云控平臺，在云控平臺登錄賬號及密碼即可實(shí)時(shí)獲取監控點(diǎn)位氣象數據信息，同時(shí)具備數據顯示，查詢(xún)，存儲，下載等功能。

2 產(chǎn)品特點(diǎn)

氣象站系統集氣象數據采集、顯示、傳輸和管理于一體，具備結構緊湊、性能穩定、防爆、設備全國產(chǎn)，具有快速響應的服務(wù)機制。

2.1五參數氣象儀（防爆型）

                                 圖片僅供參考

特點(diǎn)：

n 采用金屬外殼設計，堅固耐用防腐蝕，專(zhuān)為戶(hù)外應用設計，使用壽命長(cháng)；

n 具備防爆資質(zhì)，符合國家GB3836.1-2010、GB3836.4-2010標準；

n 標準的數據接口，能精準測定并提供可靠數據；

n 簡(jiǎn)便的一體化設計，無(wú)機械運動(dòng)部件，無(wú)需定期維護 ；

n 信號接入方便，兼容性強；

n 定制超聲波探頭，響應速度更快，抗干擾能力更強，無(wú)啟動(dòng)風(fēng)速、風(fēng)向；

n 寬電壓供電；

n 自研產(chǎn)品.

2.2數據采集主機

數據采集主機為我司自主研發(fā)，是一種物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)數據傳輸終端設備，可用于我司工業(yè)、農業(yè)、環(huán)境等環(huán)境監測設備應用領(lǐng)域，可以通過(guò)手機、IPAD、PC 遠程監控或分析處理測量數據。提供RS232、RS485、TTL 三種通訊接口；通過(guò)USB 通訊端口進(jìn)行參數配置，使用同一款配置軟件配置設備，極大地方便了用戶(hù)；內嵌TCP/IP協(xié)議棧，支持TCP/MQTT協(xié)議，實(shí)現設備與平臺的透明傳輸，每個(gè)通訊鏈路最大發(fā)送數據緩沖為10K B也是，即使網(wǎng)絡(luò )阻塞也可以緩存上傳數據。支持遠程短信配置參數查詢(xún)，遠程設備重啟，遠程設備參數配置。

特點(diǎn)：

n 模塊化接口配置，高速率采集，不掉幀；

n 可通過(guò)RS-232/RS-485與傳感器、DTU、板卡連接；

n 內置大容量FLASH，寬電壓供電；

n 自研產(chǎn)品；

n 板卡經(jīng)過(guò)老化試驗，經(jīng)過(guò)板廠(chǎng)特殊工藝處理，具備防塵，防靜電，防短路等功能；

n 金屬外殼，表面進(jìn)行了熱處理，并噴涂防護漆，具備一定的耐腐蝕性能；

n 防反接，防靜電電路設計，具有防雷措施，其通信接口和電源接口均具有防雷設計，可將雷擊損害降到最低。

2.3市電供電系統

                                 圖片僅供參考

特點(diǎn)：

n 具備防爆資質(zhì)；

n 內置避雷器，保護器等；

n 模塊化組裝，全密封，安裝便捷，可配置防雨罩；

n 具備軟硬件保護電路；

n 內置轉換電源，可調電源。

3 供電電路安裝

電氣連接示意圖

電路安裝分為兩部分，

第一部分：內部電路安裝，自動(dòng)氣象站內部電路已經(jīng)全部模塊化，只需要根據標識，將對應航插插入采集孔，即可搭接完成；

第二部分：外部電路安裝，自動(dòng)氣象站需要外部引入AC220V電源，安裝于控制箱內，接入總開(kāi)關(guān)，接線(xiàn)時(shí)，應按照法律法規要求，做好防護措施進(jìn)行施工。

4 終端軟件

4.1 設備管理

終端軟件提供設備的全面管理，可以對1#/2#/3#液化天然氣儲罐區域的氣象環(huán)境數據進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢(xún)、動(dòng)態(tài)預警、歷史數據查詢(xún)、數據下載、數據打印等，同時(shí)服務(wù)終端支持固件升級、遠程設備重啟、查看設備日志、分組管理等功能。

4.2 報警管理

云監測提供報警推送功能，在云端設置好報警配置，包括報警規則、推送規則，當設備發(fā)生報警后可通過(guò)微信、短信、郵件的一種或者多種方式推送給相應的人員，實(shí)現設備異常情況及時(shí)報警。

4.3 云組態(tài)

云組態(tài)提供云端的組態(tài)編輯器，像組態(tài)軟件一樣，通過(guò)拖拽控件并且綁定好數據即可實(shí)現設備工藝流程圖展示。

靈活易用：只需簡(jiǎn)單拖拽控件即可實(shí)現設備工藝流程圖展示。

組件豐富：提供豐富的組態(tài)素材，用戶(hù)直接使用搭建場(chǎng)景。

流程簡(jiǎn)單：和組態(tài)軟件一樣直接綁定數據點(diǎn)就可以展示數據。

5 系統設計原則

5.1  設計目標

通過(guò)前端設備信息采集，結合超低功耗技術(shù)，將采集到的輸電線(xiàn)路周邊狀況及環(huán)境數據通過(guò)485/GPRS傳輸到監控中心，從而實(shí)現對監控點(diǎn)及周邊環(huán)境的全天候監測，使管理人員及時(shí)了解現場(chǎng)信息，

5.2  設計原則

5.2.1實(shí)用性原則

在保證應用需求的前提下，設計時(shí)力求做到簡(jiǎn)潔、實(shí)用，并且充分考慮目前實(shí)際業(yè)務(wù)處理情況和信息系統建設的實(shí)際情況，尊重用戶(hù)單位現有的管理模式和經(jīng)驗，繼承用戶(hù)的實(shí)際運行慣例，方便使用，減少使用者的工作強度。

裝置中所用元器件及功能模塊，以技術(shù)成熟和性能可靠為標準，采用性?xún)r(jià)比高的產(chǎn)品，而不是一味地追求技術(shù)上的先進(jìn)性。設備選型符合國家和地方政府的法規政策和行業(yè)技術(shù)標準，與用戶(hù)及其上級管理部門(mén)的有關(guān)規定要求相適應，與用戶(hù)在經(jīng)濟能力方面的實(shí)際情況相吻合，最大限度地利用現有的環(huán)境、設備、通信等資源，保證客戶(hù)的投入產(chǎn)出效益最大化。

5.2.2 先進(jìn)性原則

裝置采用的相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品均為目前主流應用技術(shù)，并預留升級空間，保護用戶(hù)投資的長(cháng)期有效。裝置在實(shí)用可靠的前提下，盡可能追蹤國內外先進(jìn)的計算機軟硬件技術(shù)、信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)，充分利用科技進(jìn)步成果，采用先進(jìn)的設備、軟件、結構體系和其他先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)品，保障裝置的高效運行。

裝置軟件采用模塊化設計，針對不同的用戶(hù)層和不同的環(huán)境提供不一樣的設計方案，在此基礎上可以進(jìn)行軟件的二次開(kāi)發(fā)，保證各項技術(shù)可以不斷的更新和升級以維持系統的先進(jìn)性，使裝置軟件具有較長(cháng)的生命周期。

5.2.3 標準性原則

裝置設計時(shí)遵循最新國家電網(wǎng)針對輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監測裝置提出的一系列標準以及與此相關(guān)的國家標準、國際標準。

5.2.4 可管理性與易維護性原則

裝置設計中，充分考慮系統日常運行中的管理與維護的有效與便利。

采用業(yè)內通用的易于維護的系統平臺。

考慮軟件的體系結構、開(kāi)發(fā)平臺、開(kāi)發(fā)工具及合理的網(wǎng)絡(luò )體系結構。

裝置軟件配置自動(dòng)化，避免復雜繁瑣的操作步驟。

裝置維護管理的操作簡(jiǎn)單、方便，備份及數據恢復快速簡(jiǎn)單，并在后臺軟件中建立完整的維護文檔，為設備維護人員提供方便。

裝置具有自診斷和自恢復功能，大部分設備故障可以由裝置本身自行修復，并提供故障信息幫助維護人員定位和排除故障，從而進(jìn)一步減少設備維護人員的工作量。

5.2.5 可擴展性原則

裝置軟、硬件采用模塊化結構，各模塊功能明確，配置靈活方便，可以根據用戶(hù)的實(shí)際情況和具體要求增減相應模塊，使應用更具合理性。

裝置結構易于擴充，提供靈活的組合方式，用戶(hù)可根據需求靈活配置設備數量。當裝置需要增加前端圖像采集設備時(shí)，只需增加相應獨立的設備即可融入現有裝置，完全適應今后可能出現的更大任務(wù)負載的要求。

5.2.6 開(kāi)放性原則

遵循最新的國網(wǎng)標準、國家標準、國際標準，可以與其它相關(guān)設備互聯(lián)互通。

5.2.7 可靠性原則

裝置能夠長(cháng)時(shí)間穩定工作，運行可靠性高。同時(shí)裝置具有良好的容錯能力，不會(huì )因用戶(hù)的誤操作引起程序運行出錯。

硬件設計與開(kāi)發(fā)均采用工業(yè)級標準，以保證系統的高質(zhì)量和高穩定性。

軟件最大限度地集成業(yè)界穩定且優(yōu)秀的主流技術(shù)及組件，采用成熟技術(shù)以降低裝置的不穩定因素。

采用先進(jìn)的容錯技術(shù)以提高可靠性，提供詳盡的故障處理方案，以保證裝置發(fā)生故障時(shí)能夠快速恢復。

5.2.8 數據的安全性原則

為了防止數據的丟失和數據的惡意篡改，設計時(shí)采用了可靠的防范措施。具備堅固的安全措施保護關(guān)鍵數據。