窨井液位监测解决方案
窨井液位监测解决方案
近年来，由强降雨引起的城市下穿隧道及立交桥下低洼处存在大量积水的现象时有发生，且有愈演愈烈的趋势，随之而来的诸多效应中，有许多因素加剧了汛期街道积涝的情况。严重时可能造成重大的经济损失和人员伤亡，目前我国城市抗涝形势非常严峻。
城市排水管道相当于人类的血管，是贯通城市各类水资源循环的一个重要渠道，对此，我们必须及时发现管道淤堵、溢渗漏等，快速定位管网问题，可利用信息化技术进行管网监测。窨井水位可直观准确的反映城市排水管道的运行状态，窨井水位监测是智慧排水的重要组成部分，窨井内通常比较潮湿、无法供电、信号质量较差，水位监测难度很大。
福州东日信息技术有限公司窨井解决方案由液位计（投入式液位计、超声波液位计、雷达液位计）、数据遥测终端机（DTU/RTU）和系统管理平台组成（东日系统管理平台或者行业系统管理平台）组成。
窨井内通常比较潮湿、福州东日信息技术有限公司的所有监测设备的防护等级为：IP68
由于无法采用太阳能供电和市电供电，只能采用电池供电，这就要求智能RTU、DTU、投入式液位计、超声波液位计、雷达液位计等设备必须采用超低功耗设计，才能满足长时间稳定的运行。
福州东日信息技术有限公司运用智能RTU、DTU物联网大数据系统管理平台，实时监测管控，及时掌握各个监测点的监测数据和设备运行状态以及地理位置信息。
系统配置管理设备的类型，包括传输方式的设置、告警规则的设置，其中告警规则可以同时设置多个，可以指定多个字段组合判断，可以设置动态阈值。
管理现有设备，可添加或导入设备，可将设备分配给指定客户，还可以配置设备的属性，以及查看设备的当前属性值、最新上报数据、告警记录等
客户的管理主要包括用户账号、设备、仪表板等，其中用户账号分配之后，使用该账号登录只能看到属于该客户的设备，客户类似于一个公司，而用户账号则类似公司员工账号
规则链库：主要用于复杂事件处理的高度可定制的框架，常用的方式就是在保存到数据库之前，对传入遥测或属性进行数据验证和修改
仪表板库：主要用来设计展示界面，以及将界面分配给指定客户，可以使用自带的部件，也可以自己设计修改新的部件，添加的部件可以配置要展示的数据，以及一些布局、样式的设置，也可以对数据做一些简单的处理和统计
目前，常见的窨井监测的液位计有：投入式液位计 、超声波液位计 、雷达液位计；测量的实时数据用DTU或者RTU采集数据，通过NB-IOT物联网上传管理平台，但是，三种液位计各有优缺点，下面我们以福州东日信息技术有限公司三个产品对比分析
投入式液位计的优缺点：
优点： 1、价格比较低廉；
2、没有测量盲区；
3、有不同量程，可以定制几百米、上千米。
缺点：1、由于水流冲刷或者日常维护，安装位置发生移动需要重新校准；
2、需要定期清洗维护，窨井等工况环境建议每月清洗一次，日常维护成本较高。
超声波液位计优缺点：
优点：1、价格适中；
2、支架固定安装，非接触式测量，长时间使用，日常使用维护成本低。
缺点：有0.5米的测量盲区；
雷达液位计优缺点：
优点：1、测量精度高；盲区短小（0.2米）
2、不易受相同频段信号干扰；
3、支架固定安装，非接触式测量，长时间使用，日常使用维护成本低。
缺点：价格比较高
福州东日信息技术有限公司，经过长期的工程安装应用实践，结合各种传感器优缺点，针对窨井内通常比较潮湿、无法供电、信号质量较差，液位监测难度大等特点，以超声波液位计为主要测量传感器，用投入式液位计补足超声波液位计的测量盲区，通过RS485连接无线通讯的超低功耗NB-DTU，数据信息通过NB-IOT物联网上传管理平台，平台实时监控管理。
所有设备防护等级IP68，无惧窨井恶劣环境；
由于投入式液位计和超声波液位计安装在固定支架上，平常没有被窨井的污水浸泡，无需定期清洗和量程校准，大大的减少日常维护成本。
NB-DTU数据传输单元(DRNBDTU-MB)
产品介绍：
●DRNBDTU-MB是东日信息自主研发的一款NBIOT DTU主板，支持在电信NB频段的超低功耗数据采集传输；
●主板具备RS485总线接口，可连接东日超声波液位计进行液位高度测量；且具备投入式液位计压力探头接口，可实现超声探头盲区内的液位高度检测。
●低功耗：整套产品使用17AH 3.6v锂亚电池搭配电池电容供电，在常温下，可实现5分钟频次数据上传条件下工作3年；
●可配置：内置BLE蓝牙，通过手机APP与之连接，可实现配置读取、更新，固件升级等功能；
●可靠性：支持内置外置天线自动切换（外置天线需直流接地），当NB外置天线故障脱落，可自动切换到内置天线工作；
●实时性：内置高精度RTC；
●小尺寸：主板尺寸小，易于客户集成；
主要技术指标：
●供电范围：3.5~3.7V
●测量范围：和适配的超声探头以及压力探头相关；
●测量精度：＜±1%；（超声盲区外）
●测量精度：＜±3%（超声盲区内）
●分辨率：≤x mm（x=声速/探头频率配置/4）；
●数据上传频次：≥30秒；
产品概述：
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超声波液位计（编号：DRSONAR485-02）(量程10米、20米）
产品介绍：
DRSONAR485超声波液位计（测量液位/物位），是一款低功耗RS485总线超声波测距设备，是一种非接触式、高可靠性、高性价比、易安装维护的液位/物位测量仪器。它不需接触被测量介质就能 满足大部分液位/物位测量要求，是本公司具有完全自主产权的新一代超声波液位计。
技术特点：
●采用温度补偿、数字信号处理、数字抗干扰等技术。
●具有测量精度高、高可靠性、超低功耗、量程广等优势。
●产品防水防尘等级达到IP68，可以在水下1米内长时间浸泡。
●支持多种供电方式，支持多种户外应用。
应用场景：
产品可广泛应用在户外水体水位监测、窨井下水道监测、污水管网监测、水池液位测量、罐体物料测量以及各种工业自动化控制场景。
产品技术参数：
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测量范围 |
0.5m~10m |
0.5m~20m |
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盲区 |
0~0.5m |
0~0.5m |
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精度 |
<±1% |
<±1% |
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分辨率 |
≤1mm |
≤1mm |
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响应时长 |
1秒内 |
1秒内 |
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宽压供电 |
3.6V~12V |
3.6V~12V |
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待机休眠电流 |
<10uA |
<10uA |
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单次测距功耗 |
~4.5uAh |
~7.5uAh |
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通信总线 |
RS485 |
RS485 |
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工作环境温度 |
-20~+80℃ |
-20~+80℃ |
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防护等级 |
IP68 |
IP68 |
投入式液位计（DRPS01）
产品概述 ：
东日DR-DG1xxx-QSA系列投入式压力变送器选用国际著名公司高精度、高稳定性压力传感器组件，经过高可靠性的放大电路及精密温度补偿，将被测介质的压力转换成模拟电压(0~5V\0~10V\1~5V等)、模拟电流（4~20mA）或数字信号（RS485-MODBUS)输出。高质量的传感器、精湛的封装技术以及完善的装配工艺确保了该产品的优异质量和性能。本产品可以测量清水液位及污水液位，适用于与各种测量控制设备配套使用，能最大限度地满足客户的需要。
本产品体积小巧，使用安装方便，直接投入水中即可测量出变送器末端到液面的液位高度。采用先进电路处理技术，经过长期的老化及稳定性筛选，产品性能温度可靠，高灵敏度，能够适用窨井等恶劣的工况环境。
产品特点：
●高精度压力液位传感器，保证测量精度
●NB-IOT物联网无线传输，信号强，功耗低覆盖范围广
●小体积、高性价比、高稳定性、高灵敏度
●0～1米至0～50米(水柱) ，多种量程选择
●防雷击 、坚固，全封闭式电路 ，不锈钢隔离膜片及全焊接结构
●防潮，防结露功能
●准确度：1.0级、0.5级、0.25级、0.1级
●采用激光打标,确保产品之可溯源性
●防爆类型：（投入式）隔爆型dIICT6
●电池供电，无需现场布线，低功耗设计，电池工作时间长
●支持用户修改单位、报警上下限阈值等操作
●断网自动重连，并补发数据
●缓存休眠期间数据，定时唤醒传输
●IP68防护等级
产品技术参数指标:
●测量介质: 水及一般非腐蚀性液体
●测量范围: 0～1米至0～50米
●过载压力: 2倍满量程
●输出信号: 4～20mADC(两线制) 1～5VDC(三线制)
●供电电压: 13～37VDC(两线制)，24±5VDC（三线制）
●介质温度: -30～+85℃
●环境温度: -20～+85℃
●储存温度: -40～+90℃
●相对湿度: ≤95％(40℃)
●上升时间: ≤5ms可达90％FS
●准确度: 1.0级，0.5级，0.25级，0.1级(包括非线性、重复性及迟滞在内的综合误差)
●温度漂移: ≤±0.05％FS／℃(温度范围-20～+85℃,包括零点和量程的温度影响)
●温度补偿范围:0～70℃
●稳定性: 典型：±0.1％FS／年 最大：±0.2％FS／年
●外壳材料: 304或316不锈钢
●介质接触材料: 304、316或316L不锈钢
●引出线: Ф7.3外径防水通气电缆
●防护等级: IP68
产品外形尺寸（mm）
图2 . 产品外形尺寸
雷达液位计（DRRADAR01）
产品介绍：
DRRADAR01 是东日信息自主研发的一款超低功耗 RS485 总线 PCR 雷达（脉冲相干雷达）测距设备，它利用雷达波反射对被检测物进行非接触式检测，可实现 0.22~12.5 米范围内的测距功能，精度达到毫米级别。
产品主要用于检测传感器到被测表面的距离值。
产品特点：
●宽压供电：3.4v~28v；
●超低功耗：待机电流~20uA ,默认设置下单次测距功耗~0.8uAh（测距功耗受采样参数设置影响）；
●顶部加装水平仪，确保垂直安装；
●防水防尘等级高：IP68；
●测量范围大：0.22m~12.5m(距离越长，对测试环境、角度要求越高)；
主要技术指标：
●雷达频率：60GHZ;
●测距范围：0.22m~12.5m（室温，在空气中传播）；
●盲区范围：0~0.2m；
●半功率角：~5°；
●精度：理想测试条件下 1‰（采样和滤波参数的设置、以及被测物不同等都会影响测距精度）；
●分辨率：1mm；
●供电电压：直流 3.4V～18V；
●待机休眠电流：~15uA;
●通信总线：RS485；
●通信协议：MODBUS 协议；
●通信波特率：默认 9600bps；
●电缆出线：4 芯，2 线电源和 2 线 RS485；
●外壳材质：尼龙+聚四氟乙烯；
●工作环境温度：-30～+80℃；
●工作环境湿度：≤90%RH 非凝结；
●采集延时：发送测距指令最晚 0.8 秒内可以返回结果。
测量范围的影响与雷达测距的优缺点：
12.5 米指的是 DRRADAR01 的最远量程，实际检测效果与被测物的反射率和平整度有关。比如检测钢板或者平静的水面，DRRADAR01 可以测到 12 米； 但如果检测反射率低且不平整的目标，比如人体，则检测的最远距离将只剩 4 米左右。
PCR 雷达测距对比超声波与红外测距的优缺点:
接线方式：
供电电源： 红线：电源+ 黑线：电源–
RS485通讯： 蓝线： A 黄线：B
*Note：电源线带反接保护。
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