DISTO测距远程采集系统设计

基于DISTO远程采集系统实例介绍本系统为一个基于DISTO水位/闸位测量仪的远程数据测报系统,具体运用于水利枢纽、大型库区、干线水系的水利水文监测和管理为解决主干水系多点测量数据的采集及远程传输，本系统立足于单中心多站多点的分布式设计，通过一站多点方式将各区间测量水位/闸位仪的数据通过RS485口进行分地址采集并进行打包处理，待接收到数据中心召测指令后，经无线电台、有线RS485总线、有线拨号MODEM反馈给数据中心，数据中心通过PC机进行数据解包，显示，打印各观测点数据系统采用惯用的主从应答式通信方式即由数据中心定时或实时发送召测指令，各分站校验站点号并以此传送相关数据，回报给数据中心为提高数据的实时性和灵活性，系统支持群组召测和单点召测模式系统规模：这是通常规模的系统实例系统拥有一个中心站，4—16个外围站，每个外围站可同时采集1-16个DISTO观测点软件以中心站为最高层管理对象，以每个外围站为一个工作组，以每个DISTO观测点为数据测控目标，实现实时/定时数据采集、记录、打印及满足数据查询、曲线显示的需要当然以本系统的中心站为基本单元可以构筑更高层次的监测网如:太湖流域水利水资源监测管理网。

中心站：可采用PC机作为控制台，显示数据和发送召测指令；也可以使用单片机配以LED显示屏，显示数据和发送召测指令PC软件采用WIN98/XP中文平台，DAO -JET数据库，支持数据存储及查询、报表打印通信链路：可选用25W车载电台实现大区（通信半径30公里左右），也可选用5W手持电台实现中区（通信半径3公里左右）无线传输，传输速率300—600bit/s，也可选用拨号电话通过互连网或 RS485有线传输，传输速率1200—9600bit/s,传输距离1公里左右外围站：对本站下属的DISTO观测点进行轮循采集，并可配置本地LED显示器（型号：EAL—1）显示观测点数据，同时可利用富余的观测点通信口，外挂PC机实现本站数据近程采集及管理由于DISTO水位/闸门开度仪采用MODBUS通信协议，可与市场上流行的各式RTU（远程测量控制单元）直接连结使用观测点的建设：对于不同远程数据测报系统，其中心站、通信链路、外围站的建设主要表现为中心站的计算机网管系统规模, 信链路方式及通信覆盖范围、及外围站数量的差异相对由于不同远程数据测报系统而言，观测点的建设差异要大一些例如相对一个水利枢纽的远程数据测报系统而言，它的观测点可能有：大量程的水位计、高抗浪性能的水位计、防沙防疲劳水位计、平板闸门开度仪、弧形闸门开度仪、雨量计、流量计、流速表、水尺、水标等等，有接触式（浮子、压力、水尺）、非接触式（DISTO、超声波），有测井式和非测井式。

一． 水位计的选择比较：目前常用的水位计有压力式水位计、浮子式水位计、超声波水位计、DISTO水位计压力式水位计：利用液压产生感应气囊应变，再将水压转换为水位高度优点：观测点无需建立测井，工程施工方便缺点：反应速度慢，需经常清洗和校正，由于应变器易疲劳，故其使用寿命相对较短适用：测量精度要求低，水位变化平缓，含沙量低的水域浮子式水位计：利用浮子牵动钢缆感应液面变化，再将钢缆滑动距离转换为水位变幅优点：设备自身制造简单，成本低廉，使用寿命长缺点：由于钢缆自身的线胀及钢缆与传动轴间的滑动误差，因此抗浪性差，经常需人工校正，且测量量程小 需要建竖井,且由于浮子要求较大故竖井较大,工程施工复杂适用：一年四季水位变幅小，水流变化平缓，含沙量低的水域超声波水位计：利用超声波的反射原理，测量水位表面平均落差，以达到测量水位的目的优点：观测点无需建立测井，工程施工方便缺点：测量误差大，抗干扰差，在多雷雨地区无法使用适用：干旱无雨地区或根本无法建立测井、高含沙量水域(如黄河流域)DISTO激光遥测水位计：采用世界尖端的瑞士LEICA（徕卡）激光测距技术和国际标准的MODBUS通信协议，将高精度，高可靠性的测量技术运用于水利自动化系统中，独开激光水位计之先河。

DISTO激光遥测水位计由激光测距传感器DISTO、通信协议变送器SMC100等两部份组成DISTO传感器：利用激光测距技术，将DISTO与水面距离测量并转换为有效数据，供SMC100使用测量精度±3毫米SMC100变送器：负责解释上位机MODBUS召测指令、控制DISTO传感器工作、将DISTO数据转换位水位数据并按MODBUS协议回传给上位机同时SMC100将DISTO的RS232电平转换为MODBUS的RS485电平DISTO和SMC100构成一套完整的RS485遥测水位计可与任何现有的RTU及SCADA系统连接组成大型水文水利遥测系统如配备EAL-1遥测显示器将与DISTO水位计构成了一套低成本的遥测系统EAL-1型遥测显示器：实际是一台遥测上位机，它负责发送遥测指令（手动或定时）给SMC100，并将SMC100应答数据进行校验，显示在数码管上DISTO水位计的特点：1、量程达100米以上，远大于普通浮子、压力、超声波水位计10米量程，可适用于长江上游大落差地区2、测量误差为±3毫米，远低于普通浮子、压力、超声波水位计误差±1厘米，且不存在使用过程中的累积误差3、DISTO水位计为非接触式测量，无需定期校正钢缆（浮子式需要），无需定期清洗（压力式需要）。

4、DISTO水位计采用激光束为媒介，抗干扰能力强，可在恶劣气候下使用（超声波水位计在刮风或下雨时无法使用）5、DISTO水位计采用标准的遥测MODBUS通信协议，方便于设备向自动化系统升级，不同于采用格雷码、BCD码、4-20毫安等需增加二次处理设备才能实现遥测功能的普通浮子、压力、超声波水位计6、如DISTO水位计配备廉价的EAL-1型遥测显示器，使其成为国内唯一具有自动/手动遥测显示功能的一体化水位测量系统，普通浮子、压力、超声波水位计只能本地显示，需另购数据采集机方可实现遥测显示 遥测距离达1公里以上，坐在办公室内就可以观测水位，免除奔走之劳优点：量程大，精度高，抗浪抗风性好，适应强，仅需一根钢缆穿住反射板即可，工程施工方便，无需二次维护，可适用于任一角度的非接触式测量（超声波仅适用于垂直角度的平面测量）缺点：设备成本相对偏高适用：江河湖海的任何水域二． 闸门开度仪的选择比较：目前常用的闸门开度仪（闸位计）是通过齿轮啮合启闭机滚轴的光电编码式闸位计由于编码式闸位计均采用机械传动因此需附代许多机械配件，安装复杂，调试困难，存在零点误差，使用于弧形闸门时测量数据需二次处理，数据不直观等诸多缺陷。

由于没有更好的测量手段，一直沿用至今,但继激光技术运用到民用测距领域以后，上述缺陷得到很大改观由于DISTO闸位计采用激光束直接照射被测闸门,因此无需复杂的传动机械,不存在零点误差,同时使用于弧形闸门时数据同平板闸一样直观, 需二次处理，无需查表等二次处理三． DISTO水位（闸位）计使用举例1） DISTO水位（闸位）计使用于水文水利测量2） DISTO水位（闸位）计使用于油料、溶剂、容器测量3） DISTO水位（闸位）计使用于物体定位、行车定位、机械限位告警4） DISTO水位（闸位）计使用于土建施工、测量5） DISTO水位（闸位）计同样可使用于安全防范、报警等特殊领域系统工作框图如下：。