氣象監(jiān)測系統(tǒng)整體配置方案

1 系統(tǒng)概述

1.1系統(tǒng)概述

互聯(lián)防爆型氣象站系統(tǒng)（以下簡稱：氣象站系統(tǒng)）是一款按照國家行業(yè)標準設計、生產的防爆型氣象監(jiān)測站。該系統(tǒng)優(yōu)化核心數(shù)據分析算法，以高性能環(huán)境監(jiān)測方案提供可視化數(shù)據服務，基于微型氣象站、物聯(lián)網、云計算等技術，構建“后端+云+服務”的新型大氣環(huán)境監(jiān)管模式，實現(xiàn)實時監(jiān)測、數(shù)據追蹤、動態(tài)預警、快速定位、及時管理等功能。

本次針對陜西省液化天然氣有限責任公司增設氣象站監(jiān)測站現(xiàn)場調研情況，結合現(xiàn)場實際，特建立以下方案。

為實現(xiàn)監(jiān)測液化天然氣儲罐區(qū)域的氣象環(huán)境，本項擬根據現(xiàn)場情況確認在1#/2#/3#液化天然氣儲罐頂3個站點配置五參數(shù)氣象儀（防爆型）、采集主機、市電供電系統(tǒng)，于中控室布置PC系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)對大氣溫度、相對濕度、風速、風向、氣壓等數(shù)據的不間斷實時監(jiān)測。

1.2系統(tǒng)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(shù)據通過采集主機實時發(fā)送至私密云控平臺，主控室布置一套PC系統(tǒng)，PC系統(tǒng)通過訪問云控平臺，即可實現(xiàn)實時查詢并顯示3臺氣象設備數(shù)據信息，同時云控平臺支持數(shù)據追蹤、動態(tài)預警、歷史數(shù)據查詢，數(shù)據下載，數(shù)據打印等功能。

1.2.2配置清單

1.2.3通訊組成

該系統(tǒng)通信分為三部分，分別為：氣象傳感器與采集主機通信部分、后臺服務器與采集主機通信部分、主控室PC系統(tǒng)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連接，使用雙絞屏蔽線作為通信介質，通過RS485接口與采集器通訊；

2）后臺服務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，通過無線網絡接口，與后臺服務器連接；

3）主控室PC系統(tǒng)軟件通信部分

主控室PC系統(tǒng)通過外網，訪問云控平臺，在云控平臺登錄賬號及密碼即可實時獲取監(jiān)控點位氣象數(shù)據信息，同時具備數(shù)據顯示，查詢，存儲，下載等功能。

2 產品特點

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

2.1五參數(shù)氣象儀（防爆型）

                                 圖片僅供參考

特點：

n 采用金屬外殼設計，堅固耐用防腐蝕，專為戶外應用設計，使用壽命長；

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

n 標準的數(shù)據接口，能精準測定并提供可靠數(shù)據；

n 簡便的一體化設計，無機械運動部件，無需定期維護 ；

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，無啟動風速、風向；

n 寬電壓供電；

n 自研產品.

2.2數(shù)據采集主機

數(shù)據采集主機為我司自主研發(fā)，是一種物聯(lián)網無線數(shù)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(jiān)測設備應用領域，可以通過手機、IPAD、PC 遠程監(jiān)控或分析處理測量數(shù)據。提供RS232、RS485、TTL 三種通訊接口；通過USB 通訊端口進行參數(shù)配置，使用同一款配置軟件配置設備，極大地方便了用戶；內嵌TCP/IP協(xié)議棧，支持TCP/MQTT協(xié)議，實現(xiàn)設備與平臺的透明傳輸，每個通訊鏈路最大發(fā)送數(shù)據緩沖為10K B也是，即使網絡阻塞也可以緩存上傳數(shù)據。支持遠程短信配置參數(shù)查詢，遠程設備重啟，遠程設備參數(shù)配置。

特點：

n 模塊化接口配置，高速率采集，不掉幀；

n 可通過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 自研產品；

n 板卡經過老化試驗，經過板廠特殊工藝處理，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(tǒng)

                                 圖片僅供參考

特點：

n 具備防爆資質；

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，自動氣象站內部電路已經全部模塊化，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，自動氣象站需要外部引入AC220V電源，安裝于控制箱內，接入總開關，接線時，應按照法律法規(guī)要求，做好防護措施進行施工。

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(qū)域的氣象環(huán)境數(shù)據進行實時查詢、動態(tài)預警、歷史數(shù)據查詢、數(shù)據下載、數(shù)據打印等，同時服務終端支持固件升級、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(jiān)測提供報警推送功能，在云端設置好報警配置，包括報警規(guī)則、推送規(guī)則，當設備發(fā)生報警后可通過微信、短信、郵件的一種或者多種方式推送給相應的人員，實現(xiàn)設備異常情況及時報警。

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，通過拖拽控件并且綁定好數(shù)據即可實現(xiàn)設備工藝流程圖展示。

靈活易用：只需簡單拖拽控件即可實現(xiàn)設備工藝流程圖展示。

組件豐富：提供豐富的組態(tài)素材，用戶直接使用搭建場景。

流程簡單：和組態(tài)軟件一樣直接綁定數(shù)據點就可以展示數(shù)據。

5 系統(tǒng)設計原則

5.1  設計目標

通過前端設備信息采集，結合超低功耗技術，將采集到的輸電線路周邊狀況及環(huán)境數(shù)據通過485/GPRS傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，從而實現(xiàn)對監(jiān)控點及周邊環(huán)境的全天候監(jiān)測，使管理人員及時了解現(xiàn)場信息，

5.2  設計原則

5.2.1實用性原則

在保證應用需求的前提下，設計時力求做到簡潔、實用，并且充分考慮目前實際業(yè)務處理情況和信息系統(tǒng)建設的實際情況，尊重用戶單位現(xiàn)有的管理模式和經驗，繼承用戶的實際運行慣例，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，以技術成熟和性能可靠為標準，采用性價比高的產品，而不是一味地追求技術上的先進性。設備選型符合國家和地方政府的法規(guī)政策和行業(yè)技術標準，與用戶及其上級管理部門的有關規(guī)定要求相適應，與用戶在經濟能力方面的實際情況相吻合，最大限度地利用現(xiàn)有的環(huán)境、設備、通信等資源，保證客戶的投入產出效益最大化。

5.2.2 先進性原則

裝置采用的相關技術與產品均為目前主流應用技術，并預留升級空間，保護用戶投資的長期有效。裝置在實用可靠的前提下，盡可能追蹤國內外先進的計算機軟硬件技術、信息技術與網絡通信技術，充分利用科技進步成果，采用先進的設備、軟件、結構體系和其他先進技術的產品，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，在此基礎上可以進行軟件的二次開發(fā)，保證各項技術可以不斷的更新和升級以維持系統(tǒng)的先進性，使裝置軟件具有較長的生命周期。

5.2.3 標準性原則

裝置設計時遵循最新國家電網針對輸電線路在線監(jiān)測裝置提出的一系列標準以及與此相關的國家標準、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(tǒng)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(tǒng)平臺。

考慮軟件的體系結構、開發(fā)平臺、開發(fā)工具及合理的網絡體系結構。

裝置軟件配置自動化，避免復雜繁瑣的操作步驟。

裝置維護管理的操作簡單、方便，備份及數(shù)據恢復快速簡單，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，可以根據用戶的實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，用戶可根據需求靈活配置設備數(shù)量。當裝置需要增加前端圖像采集設備時，只需增加相應獨立的設備即可融入現(xiàn)有裝置，完全適應今后可能出現(xiàn)的更大任務負載的要求。

5.2.6 開放性原則

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

5.2.7 可靠性原則

裝置能夠長時間穩(wěn)定工作，運行可靠性高。同時裝置具有良好的容錯能力，不會因用戶的誤操作引起程序運行出錯。

硬件設計與開發(fā)均采用工業(yè)級標準，以保證系統(tǒng)的高質量和高穩(wěn)定性。

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

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

5.2.8 數(shù)據的安全性原則

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