1、行業概述

水利信息化就是充分利用現代信息技術，開發和利用水利信息資源，包括對水利信息進行采集，傳輸，存儲，處理和利用，提高水利資源的應用水平和共享程度，從而全面提高水利建設和水事處理的效率和效能。隨著中國水利行業以及船舶運輸行業的的迅猛發展，我國河流、運河、水庫等區域的相關產業也得到了進一步發展壯大，隨著信息化建設步伐的加快，對河流、運河、水庫等區域的相關信息化控制以及安全監控系統的步完善，可以實現對可能或正在發生的汛情、險情、災情進行實時動態監控，以便及時采取預防和相應的搶險措施，保障人民生命財產安全。

水文站是收集水資源信息的基本站點，是水文工作的基礎。水文站網持續地對我國江、河、湖、庫的地表水、地下水的水量、水質等進行觀測，實時收集水文水資源數據，對水資源開發、利用、管理、保護，實現水資源的合理調配，提高水資源利用率和改善水生態等方面具有十分重要的作用。同時，還為防汛防潮的指揮調度提供了及時、準確的決策依據。

  建設水文站遠程實時監測系統，實現對地上、地下水資源信息的實時監測，對水源地及管理區實施全面視頻監控，將現場采集的數據、圖像、聲音、視頻等基礎信息實時傳送到監控中心，極大地提高測報工作的精確度，改善傳統監測的工作質量，實現真正意義的實時水文信息的采集、監控和統一管理。

關鍵字：工業路由器；水利監測；互聯網+；無線通信；

2、政策背景

    水利工程建設的現代化是為國家現代化服務的，因此水利行業現代化首先要滿足國家現代化進程中社會對水的各種需求。但是，水資源是有限的，對水資源的開發利用又必須遵循自然規律。
    水利工程行業的現代化還表現為能清楚地認識水的基本規律，引導社會對水資源進行合理利用，控制不合理的需求和消費。
    中國水利工程現代化是為滿足中國現代化對水利的需求。即在保障社會經濟、環境、生態安全的前提下，引導和控制各行業的用水需求，對有限的水資源進行合理配置，以滿足中國現代化進程中對水資源的總體需求。其基本途徑是通過以流域為單元的國土綜合整治和強化流域管理，提高流域國土的安全度、舒適度和富裕度
    根據前瞻產業研究院發布的《2014-2018年中國水利工程行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》分析：中國水利工程現代化過程將貫穿21世紀，目標應當是：未來在20年左右時間內使經濟發達的大城市周圍首先實現水利現代化。
    我國水利觀念上的落后應通過宣傳和教育來彌補，對水利技術的落后要通過發展水利科技和增加水利投入來解決，而對管理體制上的落后必須通過有力的體制改革和法制建設來解決。

3、行業特點

1. 水文信息安全防范要求高，在遇到刮風、暴雨、決口等災害時，水文信息能夠及時傳遞到相關管理部門，在最短時間內采取相應解決措施。

2. 水文站點在地理位置上分布較廣、位置較偏僻，監控點選擇時應考慮到攝像機安裝地點，要求視野廣、無障礙、監控角度大，盡量少設監控點，如無法回避死角，可增加監控點。

3. 一般各個水文站采集的數據需要先匯總到鄉水文站，各個鄉水文站再將這些信息傳回到縣水文站。因此，要求鄉水文站、縣水文站架設的無線設備所提供的帶寬較大，滿足業務傳輸的帶寬需求，確保無線鏈路穩定性。

4. 當縣水文站與鄉水文站距離較遠時或中間不可視，存在遮擋的情況下，需要架設中繼設備。

5. 水利水文站數據采集監控系統的傳輸業務一般以數據為主，例如:水位、流量、流速、潮差等。

6. 考慮傳輸數據的準確性對防汛防潮指揮有重要的作用。

4、應用前景

   水文無線監測系統，可在多種環境下運作，抗災性較好，可確保水文信息采集系統在各種惡劣天氣情況下，都能正常運行;安裝方便，無需鋪設網絡電纜，可大量節省投資;具有極強的靈活性和可擴充性，通過在需要監測的地點架設監控攝像設備和無線基站，即可迅速實現系統的拓展，促進逐步全面實現水文信息采集自動化、數字化和網絡化。

   智通水利遠程監控系統旨在建立一個基于3G/4G廣域網、GIS平臺的智能水利遠程監控系統，加快水利管理信息化建設進程。整個項目充分體現系統集成的思想，網絡符合總體規劃及長遠發展。系統設計在一個較高的起點上充分保證系統的可伸縮性和可擴展性，具備相當的通信、計算機和網絡設備的信息容量及處理能力，并有一定的超前性，軟硬件預留接口，便于維護、升級和擴展，以適應將來整個系統發展的要求。

5、通訊方式

     水利行業中，由于水利對國計民生的重要性，加上電信運營商的基礎設施條件和業務選擇性推動，有線網絡仍是主要傳輸途徑，也是水利部門的首選方式，從以往的項目建設經驗看，至少占了七成以上。而無線傳輸在過去主要是作為水文采集和圖片傳輸的通道，現在也是作為輔助手段來填補難以鋪設線路的地域監控需求。
  安防系統中采用何種傳輸方式，一般會結合監控的要求和環境兩方面來考慮，對于監控畫面要求清晰、實時的點位（比如水庫、堤圍、漁港、樞紐等），一般采用有線傳輸，會自建專網或租用運營商的專線資源（至少也有ADSL專線），傳輸穩定、帶寬充足，可以保障監控效果，問題是施工周期長、投入大、維護難度大，目前也基本只有電信運營商才愿意建設。 
  一些無人值守泵站、河道監測站、水文站位于崇山峻嶺深處或荒無人煙之地，或者即便在城區，但有線網絡難以到達或者是投資收益比例差距較大，需要考慮無線網絡（目前以3G/4G網絡為主，也有考慮Wi-Fi的）或點對點傳輸通道（如微波無線擴頻、OFDM、COFDM），優勢是架設周期短、成本低，便于安裝施工、調試、運行、維護。

（1）有線方式

有線方式主要有：有線以太網（RJ45線、光纖）、工業串行總線（RS485、RS232、CAN總線）。

有線以太網主要優點是數據傳輸可靠、網絡容量大，缺點是布線復雜、擴展性差、施

工成本高、靈活性差。

工業串行總線（RS485、RS232、CAN總線）優點是數據傳輸可靠，設計簡單，缺點是

布網復雜、擴展性差、施工成本高、靈活性差、通信容量低。

（2）無線方式

無線方式主要采用移動運營商的無線網絡數據接入業務，如：GPRS/CDMA/TD-SCDMA/WCDMA/EVDO以及最新的4G LTE網絡等。

無線方式的優點是：成本低廉、建設工程周期短、適應性強、擴展性好、維護方便并且擴展容易。

基于此，利用2G/3G/4G無線數據傳輸技術，基于服務端應用寬帶有線網絡提供固定IP或者動態IP（可用域名綁定）以及端口號，將這些服務端參數設置在才茂通信無線傳輸終端工業路由器上，利用它能夠自動解析域名地址，連接到服務端的水利管理監測平臺，可以為水利行業提供實時的數據采集、傳輸、發布、遠程管理與控制、實現遠程無線數據傳輸的完美解決方案。

6、系統組成及組網方案

智能水利遠程監測系統主要由信息中心、通信網絡、水利遠程監控點3部分組成。
  1、信息中心：信息中心由相應的應用服務器與通信服務器組成，通信服務器用于與各水利遠程監控點的通信，應用服務器用于記錄各水利遠程測控點的相關信息。
  2、通信網絡：通信網絡作為信息中心與各水利遠程監控點進行信息交換的樞紐，是整個系統中的核心部分，其工作特點是通信次數頻繁，每次的通信傳輸量不大。考慮到智能水利遠程監控系統將來業務的發展和系統的可擴展性，系統采用專線方式接入到2G/3G/4G廣域網絡中。各終端的信息數據從終端到達2G/3G/4G廣域網絡后通過專線和智能水利遠程監測系統連接，智能水利遠程監測系統和2G/3G/4G廣域網絡之間通過防火墻進行保護。
  3、水利遠程監控點：水利遠程監測點采用2G/3G/4G廣域網，所有的信息數據通過2G/3G/4G廣域網絡進行傳輸。

方案一：水利系統工業路由器應用拓撲圖

方案二：水利系統工業路由器+WIFI應用拓撲圖

本系統主要由水文監測站、才茂無線工業路由器（各種2G/3G/4G無線數據傳輸設備）、水文系統管理平臺軟件等組成。

1、才茂工業路由器可以提供RJ45/RS232/RS485端子接口等各種接口的設備與各種適配的水文監測傳感器連接；

2、工業路由器通過無線網絡，將各種水文數據無線透明傳輸到服務器端的系統管理平臺。

    考慮到水利遠程監測系統容量大、監控點多而分散、對信息數據的智能處理分析要求高的特點，采用專線接入和專用APN方案。使用專用的APN有：進行訪問權限的控制，比因特網的安全性能提高、可控性提高，網絡傳輸的優先級得到保證等好處。     

7、核心產品

  才茂3G/4G工業級無線路由器，通過3G/4G網絡，將遍布各地的自助服務終端實現安全、穩定、可靠組網，組網規模大、部署距離不受限制、建設工期短，預算初投資小，為跨區域大數據管理提供技術保障。

產品主要功能：

1、  內置3G/4G模塊,雙模同時在線,自由切換

2、  雙模鏈路備份,支持3G/4G和有線備份

3、  支持VPDN、APN,支持IPSec(支持CA數字證書)、GRE、IPIP、PPTP、L2TP和DHCP Server

4、  支持WEB、CLI、SSH、平臺多種參數管理方式,本地、遠程、平臺固件和補丁升級

5、支持WEB 配置保存和恢復，實現參數的備份和批量設備的快速配置

6、智能防掉線，支持在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，確保設備永遠在線

7、支持TFTP 軟件遠程升級

8、支持DHCP/DHCPD 功能

產品特色特性：

1、工業級無線模塊：采用工業級無線模塊，抗干擾強，傳輸穩定。

2、電磁防護：以太網接口內置1.5KV 電磁隔離防護

3、使用方便簡單,上電自動拔號,故障率低

4、采用軟硬雙看門狗設計,永遠在線模式,確保24小時在線運行、自動維護

5、串口ESD 保護：串口RS232 內置15KV ESD 保護。

6、支持M2M云平臺設備在線狀態管理功能,維護簡單、成本小

7、EMC電磁兼容3、4級,適用于對穩定性要求高、干擾較大的環境

8、才茂工業路由器系列產品資質與檢測報告

1、無線通信在線維持專利技術

2、摩爾實驗室高低溫檢測報告

3、福建省產品質量檢驗研究院檢測

4、著作版權證書

5、EMC檢測報告

6、國家強制3C認證

7、工業路由器創新產品獎

8、深圳比亞迪用戶測試報告

9、才茂資質

公司榮譽：

2009 年公司GPRS 工業路由器 產品被評為“創新產品獎”；

2011 年被評為“中國工控行業客戶滿意最好供應商”；

2012 年公司成為“中國質量萬里行”會員；

2013 年公司成為“智能輸配電設備產業技術創新戰略聯盟”會員；

2010 年被國家認定的高新科技企業；

2010 年被國家認定的雙軟企業企業；

公司擁有1 項保持設備穩定的專利技術證書和12 個軟件著作版權證書；

全國設立了9 大區域辦事處，66個代理商，方便為客戶提供近距離貼心服務；

公司注冊資本1280 萬；廈門市重點扶持高新科技企業；

12 年的行業研發積累和行業應用考驗。

10、結束語

水文是水資源開發利用管理與保護、防治水害以及工程建設規劃、設計、施工、管理、調度的依據。在大力加強節水、保護水質、實現水資源的可持續利用的前提下，提高現有水資源的管理水平尤為重要。水文站是收集水信息的基本站點，是水文工作的基礎。通過水文站持續地對我國江、河、湖、庫的地表水、地下水的水量、水質等進行觀測，實時收集水資源數據，對水資源開發、利用、管理，保護，實現水資源的合理調配，達到提高水資源的利用率和改善水生態的目標等方面具有十分重要的作用。同時，還可為防汛防潮指揮調度提供了及時、準確的決策依據。