解决方案
农业灌溉、温室大棚、城市绿化、智慧园林、校园绿化
    您当前位置:主页 > 解决方案 >
    光学雨量在线监测
    时间:2025-06-11 涉川
    一、方案介绍
    本方案针对农业、水文、水利、城市排水、气象预报、交通运输等领域对降雨实时监测的需求,构建以光学雨量传感器为核心的在线监测系统。系统采用非接触式光学检测技术,通过红外或激光束对雨滴的遮挡效应实现高精度雨量测定,具备响应快、无机械部件、维护量小等特点。监测数据通过4G无线网络或有线通信方式实时上传至云端平台,实现远程观测、数据可视化和智能预警功能。
    二、监测目标
    1. 实时采集降雨过程中的雨强、累计雨量、降雨时长等关键气象参数;
    2. 精准反映局地降雨动态,提升短时强降雨响应能力;
    3. 数据长期连续记录,为洪涝预警、排涝调度、农业气象评估等提供依据;
    4. 实现云平台远程访问、统计分析及自动报警功能;
    5. 为城市管理、水利工程调度与农业生产决策提供技术支撑。
    三、需求分析
    传统翻斗式雨量计虽应用广泛,但存在机械磨损、响应迟滞、堵塞积水等问题,难以满足高频、连续、高精度的气象监测需求。采用光学原理的雨量监测设备,无活动部件、抗干扰性强、测量稳定可靠,特别适用于对雨强变化和微降水的快速响应场景,同时降低了长期运维成本。
    四、监测方法
    系统通过布置成对的红外或激光光源与光电接收器,在传感器通道中形成光束。雨滴经过通道时遮挡光束,传感器根据遮挡时间、强度、频率计算出雨滴的数量、大小及速度,从而实时转换为降雨强度和累计雨量等参数。数据采集终端将采集信息进行预处理并通过4G无线网络上传至云平台或本地中心站。
    五、应用原理
    光学雨量监测采用光阻断计数原理。当雨滴通过感应区遮挡光束时,接收器检测到光信号变化,结合时间和遮挡面积计算出单滴体积。传感器持续检测一定时间内的雨滴数量和体积,可准确获取单位时间降雨强度。该技术可识别微小雨滴,快速响应降雨变化,实现对短时强降雨的有效监测与预警。
    六、功能特点
    1. 无机械结构,响应速度快,可靠性高,适合连续运行;
    2. 能精准测量雨滴尺寸与数量,实时计算降雨强度与累计雨量;
    3. 支持全天候运行,适应雨雪、尘雾等复杂气象环境;
    4. 内置气泡滤除、误差修正算法,确保数据稳定性;
    5. 配备高性能数据采集主机,支持远程参数配置与故障诊断;
    6. 兼容4G、NB-IoT、LoRa、有线以太网等多种通信方式;
    7. 数据自动上传至气象平台或本地服务器,可扩展对接城市管理系统;
    8. 可联动视频、LED显示、报警模块,支持短信或微信推送功能。
    七、硬件清单
    1. 光学雨量传感器(光束检测型,非接触测量);
    2. 数据采集主机(支持远传与数据缓存);
    3. 通信模块(4G无线通信模块,内嵌SIM卡);
    4. 电源系统(支持太阳能+锂电池或交流市电);
    5. 安装支架、防护罩等配件;
    6. 云平台软件、可视化管理系统。
    八、硬件参数(量程与精度)
    • 雨强测量范围:0~200mm/h;
    • 最小分辨率:0.01mm;
    • 累计雨量测量范围:0~9999mm;
    • 雨滴识别粒径范围:0.3mm~5mm;
    • 采样频率:≥1Hz,支持动态调节;
    • 通讯方式:4G、RS485、TCP/IP可选;
    • 工作温度:-40℃~+75℃;
    • 防护等级:IP65及以上,适用于野外环境。
    九、方案实现
    在监测区域选取合适位置架设光学雨量传感器,并安装于稳定支架上,确保无遮挡与无遮挡雨滴通道。传感器与数据采集主机连接,并通过无线网络接入气象平台或智慧水务系统。系统支持多站点数据接入、远程设置、历史查询、自动报警及报表导出功能。云平台可通过地图方式标记各站点,展示实时降雨分布情况。
    十、数据分析
    平台可进行降雨过程曲线分析、雨量统计报表、日累计与月累计查询等功能。结合气象、水文与地理信息系统,可评估区域降雨特征、极端天气事件影响、年际变化趋势等,并为城市内涝模型、农业产量预估与生态环境评估提供数据支持。
    十一、预警决策
    系统可设定雨强、累计雨量的预警阈值,触发时自动推送报警信息至管理人员手机或控制平台。可与视频监控、排水系统联动,实现自动联控与响应策略生成。通过后台策略库支持多级预警规则设定,适应不同区域与行业的需求。
    十二、方案优点
    1. 光学原理监测,精度高、实时性强、免维护周期长;
    2. 雨强响应迅速,适合突发强降雨和气象突变监测;
    3. 支持多协议远传,便于纳入智慧气象、应急系统中;
    4. 结构坚固,适应严苛野外环境;
    5. 可与土壤墒情、水位、风速、温湿度等要素联动集成,构建综合气象监测网络。
    十三、应用领域
    广泛应用于城市排水管理、智慧农业、气象台站、道路交通、高速公路、机场、桥梁、水库大坝、景区防灾预警等领域,对降雨过程实现实时、智能、可视化管理。
    十四、效益分析
    部署光学雨量在线监测系统可有效提升气象灾害监测能力,及时发现局部强降雨过程,为抗洪抢险、城市排水调度与农业减灾提供技术保障;同时通过平台联动与数据共享,提升城市管理数字化、精细化水平,增强防灾减灾能力,降低人员与财产损失。
    十五、国标规范
    1. 《GB/T 14735-1993 降水量观测规范》;
    2. 《GB/T 20524-2006 自动气象站技术规范》;
    3. 《HJ 1019-2019 环境空气自动监测技术规范》;
    4. 《GB 50333-2013 城市防洪设计规范》;
    5. 《GB/T 22239-2019 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求》。
    十六、参考文献
    1. 国家气象局《人工气象观测自动化建设白皮书》;
    2. 中国气象学会《高精度气象传感器技术发展研究》;
    3. 中国水利学会《雨水监测与城市内涝预警系统研究》;
    4. 《智能光学降雨监测与预警技术手册》。

    智能灌溉硬件提供商

    Copyright © 2020 www.awver.com 涉川实业 版权所有

    备案号:闽ICP备2020016989号-1