一、方案背景
隨著科技的進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)悄悄地走進(jìn)我們的生活與工作中來，并已經(jīng)應(yīng)用在各個領(lǐng)域。如水文水利、工業(yè)監(jiān)控、智慧城市、智慧水務(wù)等等，萬物聯(lián)網(wǎng)連接到云服務(wù)器，通過大數(shù)據(jù)資料分析處理提高的生產(chǎn)效率、靈活性能和響應(yīng)能力。
原來在工業(yè)的溫度、壓力、流量、物位等測量使用的產(chǎn)品也從早期的直接搭配相應(yīng)組件或者模快的方式直接移植到市政應(yīng)用上來，到現(xiàn)在對內(nèi)置相應(yīng)的通信組芯片、低功耗設(shè)計、專用的電源管理方案和自動休眠技術(shù)的深度研發(fā)改造，這樣為市政應(yīng)用特點設(shè)計的專用感知端物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品才真的適配當(dāng)下的實際應(yīng)用。
在云服務(wù)與相關(guān)技術(shù)不斷進(jìn)步，配套的遠(yuǎn)程監(jiān)控方面也取得了較大進(jìn)展，可以利用手機(jī)APP、微信小程序（可跨手機(jī)操作系統(tǒng)， 甚至當(dāng)下剛流行的鴻蒙操作系統(tǒng)）、IE等手段快速獲取有關(guān)數(shù)據(jù)，對各項參數(shù)了然于心。
在水文、市政測器的應(yīng)用中，近年來國內(nèi)不斷有替代的技術(shù)出現(xiàn)，使得新技術(shù)在水文觀測上的應(yīng)用越來越多。如大斷面的ATV聲學(xué)層析的應(yīng)用、各型聲學(xué)、光學(xué)、電學(xué)設(shè)備的大量投入使用。使得水文與市政觀測與時代技術(shù)保持同步。
二、方案簡介
澳泰自動化遠(yuǎn)程內(nèi)河ADV多普勒測流方案：便捷性的收集數(shù)據(jù)、處理、有序進(jìn)行水文數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程觀測，包含的數(shù)據(jù)有：平滑流速，高程水位、水溫、平滑流量、凈累積流量、過水面積、反演流速、反演流量、峰值流速、峰值流量、正向累積、反向累積等，同進(jìn)還可以設(shè)定：安裝高度、平滑系數(shù)、反向流開關(guān)、安裝角、承流形狀與參數(shù)、累積清零、波特率、地址。
澳泰自動化的ADV超聲波多普勒流速流量儀產(chǎn)品適用于江河、海洋、觀測站、船舶、浮標(biāo)、明渠、排污口監(jiān)測、市政管網(wǎng)等場合的水位、流速、流量的監(jiān)測，也適用于實驗室模擬流速、潮汐發(fā)電能源的流速和流向監(jiān)測，同時配合纜道系統(tǒng)進(jìn)行測流應(yīng)用。
2.1測量原理
本產(chǎn)品的流速測量是應(yīng)用聲學(xué)多譜勒效應(yīng)原理：當(dāng)超聲波入射水中，水中散射體（如懸浮粒子、氣泡、微生物）對聲波產(chǎn)生散射，由于水流存在，散射體與發(fā)射器、接收器之間有相對運動，接收信號相對發(fā)射信號有一定的頻率偏移，既多譜勒頻移， 頻移值和流速有關(guān)。
根據(jù)多普勒頻移方程，頻移的大小：
超聲波發(fā)射頻率為常數(shù)，換能器夾角安裝后固定不變，所以K為常數(shù)。由式③可見，流速V和多普勒頻移△Fd，水的聲速C成正比，只要檢測出多普勒頻移△Fd和水的聲速C，即可計算出流速。在本儀器中，C由溫度值換算得來。
有關(guān)聲場示意圖如下所示：
2.2輸出方式
輸出方式通常有：4G、NB-IOT、RS485等：
4G：需要搭配主機(jī)，全網(wǎng)通，可以適配中國電信、中國聯(lián)通、中國移動，信號覆蓋好，是首先選擇通信方式這一，缺點是功耗較NB高，綜合性價比較好；
NB-IOT：需要搭配主機(jī)，由于信號覆蓋較好，以中國電信為多，性能穩(wěn)定，功耗低，在城市城區(qū)范圍內(nèi)應(yīng)用較為可靠，是目前應(yīng)用較多的模式之一；
RS485信號：常見早期直接利用原工業(yè)儀表的485信號，可配接通用RTU實際傳輸，優(yōu)點：對接方便，缺點：功耗大、協(xié)議對接融合度差。
2.3供電方式
通常有內(nèi)置電池供電、外掛電池供電、太陽能供電、市電（220VAC）：
內(nèi)置電池供電：通常是間歇式工作，主要內(nèi)置鋰電池，特別是鋰亞電池，這類電池的自放電性能特別突出，適合長時間續(xù)航，也有內(nèi)置可充電電池，這種技術(shù)水平相對落后，同時由于這類電池的自放電性能較差，僅應(yīng)用于短時間應(yīng)急工作的場合，如1-2個月、甚至就1-2周的工作場景。這類模式對產(chǎn)品設(shè)計功底要求較高；
外掛電池供電：通常是間歇式工作，外掛電池組，可充電，也可非充電的，有3.6V的也有12V的；
太陽能供電：通常是連續(xù)工作，供電較為可靠，可以不間隔連續(xù)工作，這是較前兩種來說大的優(yōu)點，連續(xù)測量使得測量顆粒度明點有保證，但目前很多安裝點的景觀要求無法得到滿足，投資也較大（供電系統(tǒng)：太陽電池板、控制器、電池、電氣柜、立桿等）；
市電220VAC：通常通過12VDC直流電源再接入設(shè)備使用。
2.4技術(shù)特點
（1）供電：8-16VDC；
（2）信號輸出：RS485.MODBUS.RTU；
（3）體積小巧，被流面小且外形呈流線態(tài)，對流態(tài)影響小；
（4）前3點式快捷安裝，可以適配廠家專用支架，也可自由加工各型態(tài)支架；
（5）單點單波速水下聲吶（2M）；
（6）超聲波換能：收、發(fā)分離；
（7）精度高，量程寬，雙向測量值0-10m/s，雙向測量帶正頁號-5到+5m/s；
（8）感應(yīng)靈敏，分辨率高；
（9）響應(yīng)速度快，測瞬時流速，也可測反演流量和平滑流速；
（10）測量線性；
（11）無機(jī)械轉(zhuǎn)動部件，不存在泥沙堵塞或水草、雜物纏繞等問題；
（12）適用于泥沙懸浮物含量高，水草漂浮物多的各種水域和無人值守長期自動在線監(jiān)測的測量使用；
（13）水下調(diào)相聲波控制技術(shù)的應(yīng)用讓系統(tǒng)測量更穩(wěn)定；
（14）帶導(dǎo)氣的防水電纜，讓水位測量更加準(zhǔn)確，防折電纜連接頭讓設(shè)備直線更安全。
2.5平臺
數(shù)據(jù)處理軟件通過上傳上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，可以顯示當(dāng)前各測點的數(shù)據(jù)并且形成歷史數(shù)據(jù)，歷史曲線，并且可以將任何時間段的數(shù)據(jù)形成報表形式，并且可以打印數(shù)據(jù)，也可以通過手機(jī)微信程序來查看任何設(shè)備的數(shù)據(jù)，方便了監(jiān)控的多樣性，并且可以設(shè)置各參數(shù)報警功能（語音電話、短信等、這兩種功能要在平臺上對通信電信費進(jìn)行充值）。
2.6解決問題
產(chǎn)品不但能夠滿足常規(guī)測量要求，同時能夠解決普通測流設(shè)備無法在低水位、低流速、泥沙含量高，水草繁多等場合使用的難題。在城市內(nèi)河測量流、排水管道，農(nóng)田灌溉灌渠，非滿管管道等通過對管道內(nèi)水流數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，有助于準(zhǔn)確評估管道的運行情況，提高排水系統(tǒng)的管理運行水平。
三、產(chǎn)品功能簡述
3.1ADV多普勒傳感器技術(shù)參數(shù)
技術(shù)參數(shù)：
（1）流速測量范圍：0～10.00m/s 、-5～5.00m/s（雙向流）；（可特殊定制）
（2）流速準(zhǔn)確度：1%±0.01 m/s；分辨率：0.001 m/s；
（3）死區(qū)流速：0001～0.006 m/s
（4）水溫測量范圍 ：-5℃～60℃；
（5）水溫準(zhǔn)確度：±0.5℃；
（6）水位范圍：0-10m；（可特殊定制）
（7）水位精度：0.2%±1mm 低水位可測20mm；
（8）傳感器：單點單波束，2M赫茲，25°斜角；
（9）防水等級：傳感器IP68，主機(jī)IP65（IP68可特殊定制）；
（10）存儲溫度：-20℃～60℃；
（11）輸出接口：RS485.MODBUS.RTU；
（12）供電電源：8-16VDC；
（13）測量參數(shù)：平滑流速，反演流速；高程水位，過水面積；水溫，聲速；
（14）響應(yīng)時間： 1～60秒、出廠默認(rèn)：5秒。
外形尺寸：
3.2主機(jī)技術(shù)參數(shù)
技術(shù)參數(shù)
（1）供電電源：8-16VDC；
（2）結(jié)構(gòu)：分體式壁掛式；
（3）使用條件：IP65；環(huán)境建議溫度：0~50℃；建議相對濕度：90%RH；(IP68可特殊定制)；
（4）分辨率：1mm；
（5）過水面積計算：矩形、梯形、圓形、橢圓、U形、自定義（基底高程）；
（6）輸入特性：ADV多普勒流速傳感器；
（7）輸出特性： 4G無線輸出、NB-IOT(非標(biāo)配)；
（8）通過遠(yuǎn)程設(shè)定（電腦、手機(jī)）：IP地址、端口、發(fā)射間隔、休眠時間等各項參數(shù)；
（9）支持OTA遠(yuǎn)程升級。
外形尺寸：
