物联网技术在水文监测信息系统中的应用研究

魏小伟 高婷婷 刘凤国 韩立光 张金亮

【摘要】随着科学技术与地理信息采集技术的快速发展，水文信息产业迎来了巨大的发展机遇，大大提高了水文信息产业的发展速度。近年来，水文信息产业发展逐渐趋于成熟，融入了当前先进的物联网科学技术，大大提高了水文监测速度、效率与质量，为我国水文信息监测做出了巨大贡献。为了将物联网技术更好地应用在我国水文监测信息系统当中，本文针对当前的水文信息监测现状，结合当前经验丰富的技术人员总结，对物联网技术的应用进行了研究。从水文监测信息系统硬件与软件两个方面出发，研究物联网技术在水文监测信息系统当中的具体构架与性能，从而深入研究物联网技术的具体应用。

【关键词】物联网技术；水文监测；信息系统；构架；应用；

作为地域辽阔、资源丰富、人口众多的快速发展中国家，首先要对本国的地域地貌、气候信息、地形地质、水文特性等有一定的了解，从而录入我国水文信息系统，方便人员查阅。但是，我国地域辽阔，水文信息分布广，各个地区水文信息差异较大，如果采用传统的人工监测、记录，很难全面掌控、详细记载，存在很多的漏洞与缺陷。因此，水文监测信息系统必须要采用先进的物联网技术对各个地区的水文信息进行监测，实现全天二十四小时水文信息监测，提高水文信息监测的精确度与效率。

一、物联网介绍

1、物联网技术

物联网技术实际上是将计算机技术与互联网技术融合在一起的智能运用，也是当代第三次信息技术革命的产物，最核心技术是互联网新型技术体系。物联网技术的具体操作与应用：主要是通过红外感应器、射频识别、定位系统等传感设备进行水文信息监测、采集、传输与汇总，从而实现智能化的信息识别、定位、跟踪以及监测。

物联网技术的应用必须建立在感知技术、数据融合技术、云计算技术与互联网技术之上，通过各个技术的不同分工处理，识别监测事物的各种信息，最终总结汇总，传输控制终端。

2、物联网结构分析

物联网主要是由感知层、网络层、应用层三个层次组成，每个层次的功能都不相同，但是必须要三个层次共同工作，才能够实现物联网技术对水文信息的监测。感知层由其字面意思就可知晓其主要功能是进行感知，也就是通过各种感应设备对水文信息的变化进行监测感知；网络层实际上是信息处理与传输，主要作用是将感知层监测到的水文信息变化进行处理，并且将最终的汇总结果传递回去；应用层则是一座桥梁，链接着用户与物联网，用户可以通过应用层操作整个物联网结构，从而满足用户的实际需求。

二、水文检测信息系统中物联网技术的应用

要想深入了解物联网技术的具体应用，就必须从水文信息监测系统的硬件与软件两个方面分析。

1、水文监测信息系统硬件建设

水文监测信息系统硬件建设主要包含水文参数监测的水文参数终端节点，水文监测过程中协调网组与信息处理功能的网关路由节点和实现远程监控的中枢，也就是远程中心监控节点。

水文参数终端节点实际功能是通过各个监测、感应设备对所监控范围内的水文信息参数变化进行监测，如某地区河流的水位变化、水质、水温、水的酸碱度等。该节点能够将所监测到的水文参数转变为数据传输的信号，并且将其传输到服务终端发送。

网关路由节点有两个主要作用，一个是协调作用，水文信息监测系统当中有物联网与子网段，这两个部分工作必须相协调才能够发挥水文监测系统的作用，所以通过网关路由节点实现了两者的自协调功能；另一个作用为信息处理功能，水文参数终端将所监控范围内的水文信息参数变化转变为调制信号之后，会由终端发送到网关路由节点当中进行初步的水文数据处理、分析，并且将分析所得结果存储在信息数据库当中。

远程中心监控节点就是整个监测系统的中枢，相当于人体的大脑，指挥着人的整个身体。该节点最主要的功能是将最终获得的数据进行统计分析，从而绘制成各种显示图，将水文参数变化直接呈现，用户可以根据水文变化操作系统，从而提出一些有效、合理的建议。

2、水文监测信息系统软件集成设计

水文环境不同于直观事物，拥有无限的可能性与复杂性，从而使得水文监测信息系统的监测功能也变得复杂。时代在变化，科技在进步，水文监测信息系统也需要不断更新完善，在设计水文监测系统的同时，也需要留有软件扩展预留接口，方便后期的更新。为了方便后期的维护更新，水文监测更新系统必须要保持整个系统功能的一致性，还需要遵循模块设计原则。现阶段，我国水文监测信息系统采用的是稳定性较高、源代码开放性较强的Linux操作系统，Linux操作系统不仅能高效率完成水文监测，还为后期的系统开发留有很大的发展空间。

水文监测系统终端节点在设计过程中需要充分考虑节能功能，需要尽可能的降低無用数据的传输，提高终端节点的采集、传输效率，减少节点能量消耗。

水文监测信息系统远程监控中心界面在设计过程中应该以用户为中心，充分考虑用户的实际需求，使得操作界面更加亲和友好，方便用户的操作。因此在设计的过程中可以优先考虑B/S构架，采用多种耦合方式实现平台与程序界面的联系。

三、结束语

随着网路信息技术与云计算的快速发展，原有的水文监测信息系统已经无法满足水文信息监测的需求，急需采用先进的技术对水文监测信息系统进行完善更新。物联网技术的出现正好符合水文监测信息系统的发展需求，能够高效率、高精度的采集水文参数，并且方便用户的操作控制，具有良好的灵活性与发展空间，是水文监测信息系统发展的第一选择。物联网技术在水文监测中的应用，能够实现水文的全程监测功能，能够及时掌握和掌控水文变化，能够在最大程度上降低水文灾害的发生与损失，对我国社会主义文明建设具有重要意义。

参考文献 ：

[1].林杰斌.物联网技术下水文监测系统构建研究[J].水利科技与经济，2017（03）.

[2].王华锋.浅谈物联网技术在人防系统中的应用[J].信息通信，2017（10）.

[3].阿不都艾则孜·尼扎木丁，莫合塔尔·尼扎木丁等.互联网技术支持下的水文监测工作现状分析与对策[J].和龙剑水利科技，2013（01）.