智能水务监测系统

    采用先进的传感技术、物联网技术、云计算技术、移动互联网技术的智能水务云服务管理系统，可以帮助城市管理部门建立高效可靠的排水监测 预彆系统，实现对排水管道、渠道、检查井、排水口、下凹道路、地下停车场、城市河湖水系等点位的液位在线监测和预警预报，及时准确地为公众发布精细化内涝预警预报信息，大幅提高城市应对排水内涝时间的信息化管控能力，减少由于内涝导致的生命财产损失。该智能水务系统可通过网页端、手机进行全方位预警预报推送，智能化配置、便捷的安装维护、直观的数据分析统计，有效地辅助了日常运营及排水防涝。

    硬件系统由主机设备与无线中继器两部分构成。主机安装于待测水体环境中，主机本身自带GPRS通信模块，可以直接跟云平台通信。无线中继是选配，只有当主机所安装在信号屏蔽或者信号较差的密闭环境中时，才需要安装无线中继器。无线中继器安装在主机附近信号较好的地方，中继器跟主机之间通过433MHz无线通信，主机采集的水体参数通过中继中转上传至云平台。

    MCU采用意法半导体公司的超低功耗系列32位单片机ST32LXX系列作为主控制器，供电电压：1.65~3.6V，温度范围：-40~105℃，休眠待机电流低至0.28uA，最低运行功耗10.9uA，正常运行模式功耗仅有185uA/MHz，休眠唤醒时间不超过8us。处理器采用Cortex-M3 32bit内核，运行频率范围：32KHz~32MHz，处理性能1.25DMIPS/MHz。内嵌128KB Flash存储器，32KB RAM空间，4KB EEPROM，80Byte的备份寄存器用于测试、系统掉电关键信息备份。外设接口支持：1路USB 2.0高速接口，3路UART(支持ISO 7816，IrDA协议)，2路SPI高速串行接口，最高传输速度可达16Mbps，2路串行I2C接口（兼容SMBus和PMBus），10路硬件定时器，包含4路 IC/OC/PWM定时器通道，2路基本定时器和2路看门狗定时器。

    GPRS通讯模块选择SIMCOM公司的高性价比2G模块，模块支持GSM/GPRS，工作频段为：EGSM900MHz和DCS1800MHz，采用68脚的SMT邮票孔封装，体积24*24*3mm，主要包含：一路全功能串口；1路USB接口，便于用户调试、下载软件；1路音频接口，包含麦克风输入和受话器输出；1路SIM卡接口；4*5键盘接口；1路DISP接口；1路I2C接口；可编程的通用输入/输出接口（GPIO）；2路PWM接口，用于控制外部的微型电机以及蜂鸣器；1路ADC，主要用于系统电量采集；包含蓝牙和GSM双天线接口。供电电压：3.4V~4.4V，典型工作电压：4.0V，休眠功耗为：0.55mA。本项目主要通过串口连接GPRS模块，加上必要的开机、复位以及状态获取信号和电源控制信号来实现远程数据传输。

    电源模块主要实现锂电12V到3.3V和4.0V的电源转换，太阳能电池板充电控制部分。DC-DC电源控制器选择Silergy（矽立杰）公司的高性能电源控制器SY8213，电压输入范围：4.5V~30V，电流输出能力3A以上，转换效率在95%以上，振荡频率500KHz，关闭后的静态漏电流5uA。太阳能充电管理部分采用TI的BQ24650RVAT控制器，支持5V~28V的太阳电池板输入，适应锂离子/聚合物，磷酸铁锂以及铅酸性化学电池的充放电控制管理，提供±0.5%的充电电压控制精度，±3%的充电电流控制精度和±0.6%输入电压控制精度。支持输入电压过压保护、电池温度检测、电池缺失检测和电池过温关闭等特性，不大于15uA的断电电池放电电流和低功耗消耗时自动休眠机制，封装采用QFN-16的超小封装。太阳能电池充电转换效率约17.5%，采用18V@100W左右的太阳能电池板供电。

    云平台运行环境CentOS7.6 Nginx，设计实现框架Java SSM，数据库MySQL。