1、项目设计
本系统是利用了现有的自动化、无线传输、计算机管理等技术，组成的水利管理系统。本文中的水利管理系统主要是由三大部分组成：采集及控制设备、网络传输层、远程监控中心等系统组成。
1.1 采集及控制设备
水利监控系统的前端采集控制包含了水质监测系统、水闸开关控制系统、水流量采集系统、气象站采集系统、水位采集系统、视频监控系统等等，构成了一个水利远程监控管理系统。
1、水质监测站可以选装溶氧传感器、pH传感器、盐度传感器、浊度传感器等，配合智能采集数据集中器，在通过无线传输终端进行传输。主要实现对水域范围内的水质环境参数的在线采集、处理与传输。
2、水闸系统主要由抽水器、水位传感器、流量仪组成，然后配合采集数据集中器，在通过无线控制终端进行传输，主要是对水域的水位、流量、的在线实时采集、处理及其控制。
3、气象站由气象传感器、气象数据记录仪、电源系统、野外防护箱和不锈钢支架等部分构成，通过无线传输终端进行传输。实时监测温度、湿度、风速、风向、雨量、气压、光合辐射、蒸发、土壤温度、土壤湿度等多种气象参数。
4、视频监控子系统是由网络摄像头或者硬盘录像机构成，并在配合无线路由器进行进行数据传输，无线网络摄像头是为了实时采集现场的摄像头的图像信息或者视频信息，起到视频监控的作用。
1.2 网络传输
水利监控系统的网络传输是由WBEE、WCTU、ROUTE等三种工业级无线传输终端设备构成，采用WBee自组网、GPRS、3G等的无线传输方式，可以不受空间和地域的限制，减少布线所带来的巨大工作量，加强传输的稳定、可靠、及时。主要是负责前端各种采集及其控制设备的采集信息的传输，以及对前端环境监测，故障异常产生的报警信息进行报警。
厦门为那通信科技有限公司提供的WBEE、WCTU无线传输设备，支持TCP/IP通信，TCP是可靠传输，数据在传输中安全可靠；通信为了数据在传输过程中防止被截取跟篡改，WBee、WCTU还支持AES、DES、3DES加密方式，加强数据传输的安全性，防止数据被蓄意破坏。
1.3 监控控制中心
监控控制中心由三部分组建成：县级监控中心、市级监控中心、省级监控中心。监控控制中心通过水利专用网络或者INTERNET网络，跟前端的各个采集信息设备进行相连接。并通过无线传输技术对采集到的数据进行分析处理，做出控制决策，控制中心远程控制前端设备。
图4.3-1
图4.3-2
本系统是利用前端的各个采集传感器及其他周边设备对水域环境参数的实时监测。实现水利监控系统主要工作就是水文的数据采集，前端采集设备是整套监控系统的核心功能，是实时反映当前水域情况，起到防洪防汛的具有重要作用，且在水质监测，预防污染具有重要意义。
2.1 水质监测
水质监测主要是由水质监测系统来进行的数据采集功能，水质监控系统各个传感器设备安装在水域各个不同区域的监测点，实时监测在不同水域的水质的溶氧、pH、盐度、浊度等各种水质参数。依据各行业废水污染源主要在线监测指标可知，所需要测量的水质指标不同，通常需要同时监测多种水质指标，并要求根据不同测试环境选择不同的传感器组合配置。通过对不同流域实时监测，收集现场传感器监测水质出现异常时，迅速责令当地环保部门积极调查污染源，保护流域不受污染。
2.2 环境采集控制功能
环境采集控制系统有两部分组建成分别：水闸控制系统、水闸控制系统组成。
1. 气象站监测子系统：主要是实时监控水域区域内的一些天气各种参数数据，然后再把参数数据通过无线的发送发送到数据中心，数据中心把收集到的数据保存到的数据库中，方便以后进行查询的需要。
2. 水闸控制系统：通过实时采集河流水域的实时水位、水流量情况，并把采集的数据发送到监控中心，监控中心根据记录的历史河流汛期、干旱数据，设置水位阀值，通过无线通信发送控制指令进行水闸的开关操作，防止出现洪涝、干旱灾害。
水闸控制系统、气象站监测系统是相互配合使用。通过水闸控制系统流量仪传感器、水位仪传感器采集数据信息跟气象站采集数据信息传输到监控中心，监控中心根据气象站跟水闸监控站采集的信息进行数据分析。根据当地历史汛期、干旱记录，监控中心发送水闸开启、关闭指令，达到防灾抗洪、抗旱的作用。水闸控制系统实时监控水域情况，并实时通过无线的方式把数据传输到监控中心，并对相关数据进行记录，方便以后查询。
2.3 视频监控
前端视频采集部分主要由摄像机、硬盘录像机以及3G无线路由器设备组成。 根据被摄物体及摄像地点的不同，具体环境需求，可以配置一些辅助设备，比如红外灯，大功率探照灯等，让远程人员通过3G无线路由器清楚的监控到水调中心和本地涵闸的现场情况。
1、视频监控子系统支持多画面或者全屏显示，画面可根据闸站位置任意分组。自动控制云台的运动，变换摄像机的方位，从而根据使用需要调整视场。
2、提供计划录像、手动录像、报警录像、移动侦测等录像模式。支持入侵报警，在摄像头软中设置好虚拟警戒区，进行探测跟报警，当探测到人、交通工具或者移动物体跨越虚拟的警戒线时，进行报警
3、报警联动包括，当有监测到移动物体进入监控区域时，打开声光报警器，提示现场移动人员尽快离开危险区域，并把报警信息传输到监控中心了，让相关管理人员处理现场的突发情况，并提供统一的管理功能。
4、提供电子地图功能，和独立的地图编辑引擎，可自行绘制河流监控地图。并可结合GIS系统进行开发。
2.4 系统软件
水利监控系统软件是基于B/S、oracle数据库架构，具有实时信息采集功能、实时信息加工处理、灾害模拟分析、地理数据信息查看、灾害风险评估、实时发布预报数据、预警数据、暴雨洪水分析、防暑抗旱等功能。系统围绕以报警为核心的实时监视、内部预警、报警发布、报警响应、信息查询、数据库保存和配置管理功能。多级管理机制，监控中心将整个系统划为三级：级省级监控、第二级市级监控、第三级为县级监控中心及其监控站点，水利监控多级管理符合统一协调的特点，从而形成一个覆盖全省的水利监控系统。
2.5 短信报警功能
自动预警发布和人工预警发布，依靠县级监测设施，结合省级、市级防汛部门的信息、指令，开展监测报警工作。县级监控中心自动分析实时采集的暴雨、洪水及水库等监测信息，并及时发送预警。短信收发系统直接通过水利监控软件接口控制，通过监控中心的短信服务器群发到灾害点附件生活的群众，进行预警，进行群众转移，保护群众的人身安全 、财产安全等。
2.6 数据存储
强大的数据库，前端设备采集的雨情信息、河流水位情况、水流量、视频图像以及河流水质参数等汇集到县级的监控中心的监控软件，并对现场设备采集的数据分析、处理，然后把数据保存于监测软件的数据库中，方便以后数据分析对比、异常紧急处理。由于系统采用的是多级管理方式，县级监控中心把实时采集的数据共享到市级监控中心跟省级监控中心，进而实现数据信息的联动，使各级政府部门的进行相关数据的共享。
长期以来，国内的水利系统数据监控都是利用工作者靠手测、目测等人工收集的方式进行水利系统信息采集，这样的后果就产生了直接影响到测量数据的精度和准确性。利用数字化监控系统采集数据、图像、声音、视频等信息，不但可提高准确度，同时水利系统抄送人员告别手测跟目测的低效率的工作方式。传统的方式的人工监控观测水文情况，不但开销成本高昂，而且查看周期长，效率和质量更是难以得到加强，同时也浪费了大量的人力物力。
水利站点特殊性，站点在地理上一般不会再同一个位置，且水利监控站点大部分是地形复杂、位置偏僻，与数据监控中心相距较远，实现有线网络化连接，存在成本高昂、施工周期长，且常常河流区域环境恶劣难以架设线缆。重要是，有线传输的抗灾性比较差，在大风、暴雨、决口等恶劣环境下，线路极易遭到破坏，水文监测信息就无法实时传递，难以满足信息安全防范的可靠性要求。
利用水利站点采集设备通过无线传输设备连接到网络后会自动将数据传输到远程监控中心，远程监控中心再根据实时监测各个水域的水位、流量、湿度、盐度、沙量、风量等各种报汛数据。及其通过摄像头的方式进行现场监控，实时查看监控水域的一些视频监控图像，并根据现场情况作出快速反应。并在抗灾、实时性、施工成本上面存在着巨大的优势，于是通过无线的方式进行传输在现代化水利工程中越来越受到门的重视，在全国各个水利工程项目中也逐渐高涨起来。
