一、建设背景与目标
面对复杂气候下的气象灾害防御需求，传统人工雨量观测在实时性、精度上已难以满足需求。为提升水文监测信息化水平，构建自动化雨量计监测系统，通过集成智能传感、无线通信与数据智能分析技术，实现降雨数据全自动采集、传输与处理，为防汛指挥、农业生产及水资源调度提供科学支撑。
二、系统硬件架构
系统采用模块化设计，核心组件包含三大模块，各模块参数与功能严格遵循行业标准：
RTU 遥测终端机遵循 SL180-2015《水文自动测报系统设备遥测终端机》标准，集数据采集、存储、传输于一体。硬件配置含 SDI 接口、USB 接口、1 路脉冲雨量计接口及 1 路以太网接口（可外接转换模块）；存储容量 512M，支持最大 256GB TF 卡扩展；供电电压 6-24V，待机电流＜2mA（12V）、工作电流＜8mA（12V）。具备柜门开启报警、“一包多投”（支持 3 个中心）功能，所有输入输出端口自带抗雷击设计，可省缺外置防雷模块。 翻斗式雨量传感器符合 GB/T 21978.2-2014《降水量观测要求》，为降水量测量核心部件。雨量计筒直径 Φ200mm，分辨率可选 0.2mm 或 0.5mm，刃口锐角 40°~45°，输出方式为脉冲型。核心翻斗采用三维流线型设计（带下垂式弧面导流尖），翻斗轴套为一体化定位结构；工作温度 0~50℃、湿度＜95%（40℃），测量准确度≤±2%，雨强范围 0~4mm/min（最大允许 8mm/min）。 供电组件采用 12V20W 太阳能电池板与 12V17Ah 蓄电池互补供电，确保标准工况下连续运行，极端天气自动切换低功耗模式维持核心功能。展开剩余76%三、通信传输设计
采用 “主备信道冗余” 模式，保障数据传输可靠性：
主信道：优先选用 GPRS、3G、4G、以太网或 433 等传输方式，按降雨状态动态调整频率 —— 降雨时段每 10 分钟上传 1 次数据，非降雨时段延长至 12 小时 1 次。 备用信道：针对偏远信号盲区，集成卫星与短消息通信模块，支持主备信道自动切换及 GPRS、短信同时上报（短信格式可定制），确保灾害时数据不中断。 数据兼容：所有传输遵循水文监测相关通信规约，采用兼容设计，实现与各级水利平台无缝对接。四、安装部署规范
安装需符合 SL21-90《降水量观测规范》，分四步执行：
选址要求选择开阔地带，确保仪器承雨口周围 3~5 米内无高于承雨口的遮蔽物，避免低洼积水与雷击高发区。 基础制作室外安装需浇筑水泥基础：高度不低于 30cm，尺寸为 40cm×40cm 方形或直径 40cm 圆形，基础上平面需水平。 设备安装 雨量传感器：承雨口距地高度不低于 70cm（北方可沿用 1.2m，保障数据连续性），通过专用螺栓调节水平（使底座圆水平泡居中），再用对应规格螺栓紧固；接线时区分 GND（负极）、RAIN（雨量计接口），连接后取出翻斗固定件并倒水测试。RTU 终端机：按接口定义接线（VCC 接电源正极、TEST 接太阳能检测、PE 接防雷接地），所有线缆从机箱背部走线槽穿入，由底部进线口接入。太阳能组件：用专用螺栓固定电池板，避免磕碰损坏。 防雷措施连接户外传感器时加装防雷器；若用市电供电，需增加浪涌保护器，做好接地处理（接地电阻控制在合理范围）。 雨量传感器：承雨口距地高度不低于 70cm（北方可沿用 1.2m，保障数据连续性），通过专用螺栓调节水平（使底座圆水平泡居中），再用对应规格螺栓紧固；接线时区分 GND（负极）、RAIN（雨量计接口），连接后取出翻斗固定件并倒水测试。 RTU 终端机：按接口定义接线（VCC 接电源正极、TEST 接太阳能检测、PE 接防雷接地），所有线缆从机箱背部走线槽穿入，由底部进线口接入。 太阳能组件：用专用螺栓固定电池板，避免磕碰损坏。五、数据管理机制
构建 “边缘 - 云端” 双层处理体系，保障数据质量与安全：
边缘端处理：RTU 终端机对原始数据滤波，通过 Z 分数算法识别异常值，再经决策树模型二次验证；支持本地 USB 查询、历史数据导出（可选水位雨量或流量数据），自带 flash 与 TF 卡存储，掉电不丢失数据。 云端平台功能：接收数据后自动生成标准化报表与趋势曲线，支持多维度查询溯源；采用三级存储策略 —— 终端存最新数据、边缘节点备份半年记录、云端长期归档，满足不同应用需求。 远程管理：支持 RTU 终端远程配置、升级与重启，技术人员可通过软件平台备份配置、调试传感器（固件升级需专业支持，操作需专用密码）。六、维护保障体系
日常养护承雨口内壁需常擦拭清洁，发现异物及时清理；长期闲置时加盖保护；翻斗需定期清洗（用清水冲洗或脱脂毛笔刷洗，严禁用手触碰内壁），1 个月清理 1 次，3 个月必检 1 次。 定期校准每季度开展现场校准，用标准量雨筒对比测试，确保误差≤±2%；通过远程平台监控设备电压、信号强度，电池电压过低时自动推送维护提醒。 故障排查 无降雨数据：检查传感器信号、干簧管状态（失效需更换）、磁钢距离（过远需调整）、线路连接（脱落需修复），排除翻斗卡顿或仪器堵塞。数据偏差大：重新滴定调整翻斗翻转基点。无雨却收数据：处理插座浸水问题，重新密封接口；排查传输线路与采集装置故障。 无降雨数据：检查传感器信号、干簧管状态（失效需更换）、磁钢距离（过远需调整）、线路连接（脱落需修复），排除翻斗卡顿或仪器堵塞。 数据偏差大：重新滴定调整翻斗翻转基点。 无雨却收数据：处理插座浸水问题，重新密封接口；排查传输线路与采集装置故障。七、系统价值
该系统实现雨量监测从人工到自动化的转型，标准化设计保障数据可比，多模通信确保传输可靠，智能分析提升数据质量。实际运行中，需结合区域气候、地形优化站点布局，完善校准与维护机制，确保系统长期稳定运行，为水文监测业务提供全方位支撑。
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