新一代工业级激光测距 传感器在水位监测中的应用
水位监测是对河流、水库，湖泊等水位的实时监测，其保证水利枢纽安全，对可能的洪涝等灾害起到预警作用，水位监测值对人们来说（特别是水利管理部门）非常重要，对生产生活更有着深远的影响。随着我国水利行业信息化进程的推进，水位监测统的信息化改造也取得了一定的成绩，水位监控已从单一的现场监控，发展到远距离实时监控，实现了全天候、实时的水位自动监测，但这些方法普遍存在着种种问题，例如成本过高或安装不便，自动化程度低，测程小，精度低，后期维护或检修困难等，随着现阶段科学技术的发展，水位监测已逐步向着高科技化、全自动化方向发展。为了能实现江湖湖泊的水位长期低成本监测的目的，我们构建了远程激光测距监测系统．激光具有方向性强，监测过程中衰减较小、反射能力较强等特点，它受外界环境影响极小，在恶劣的工作环境下具有一定的适应能力。所以激光测距传感器被广泛用于非接触监测，通过实测，辉厚科技工业级的激光测距传感器HZH-B40在水位测量上使用效果好，精度高，而且可以不用浮板，安装简单方便，不需要专门的水位井。
利用辉厚科技HZH-B40激光测距传感器来进行水位监测是一种新的监测方法，利用激光打在水面上，接收反射回来的信号，通过激光往返的时间，计算出来距离，是一种非接触，高效，低成本的一种方式。
辉厚激光测距传感器在水位测量上应用大体为：在需监测水位的上方固定激光测距传感器，直接测量水位表面到激光测距传感器的距离，这个距离可以换算成绝对高程或相对高程，连续值就可以反应长期水位变化的情况。
激光测距传感器监测水位图
一、自动化动态监测系统
辉厚科技HZH-B40激光测距传感器可以采用无人值守的方式工作，其具有多种接口，RS232，RS485，4-20MA模拟量，开关量，9-30V电源等功能，可以连接无线数传模块（1000米以内的距离），或者测控终端（GPRS），实现远程控制和监测，并且所有的测量数据都可以在设定的时间间隔内上传到电脑或服务器中，可实现数据的快速存储、检索、编辑，可实时显示量测数据，绘制变化曲线等。
辉厚激光测距传感器监测水位系统通过控制软件，发送测量命令，可以设定测量间隔，每个测点都有编号，每个测距传感器的地址不同，所有测量数据通过RS485总线发送到测控终端，测控终端通过GPRS把数据发回服务器电脑，这样在监控软件上就能看到每个测点的实时数据，本系统采取按用户要求频率测报数据，有必要的时候也可以加大重点位置的观测频率。
二、低功耗测控终端
低功耗测控终端具有RS232，RS485，模拟量端口，采用12V电源供电，具有GPRS模块，插入手机卡，就可以实现远程联网控制，并且具有数据存储功能，一旦网络信号不好，所有测量数据会存储在测控终端里面，等网络信号好了，再发送出去，不会丢失任何测量数据。
三、 计算机
计算机装有专用软件以实现整个监测过程的全自动化，既能控制激光测距传感器按特定测量程序采集监测点数据，并将测量成果实时进行处理，以便及时发现超限水位，也可以对各个观测周期的监测数据进行存储并生成监测报告。
四、实时控制软件
动态监控软件是专门用与HZH-B40激光测距传感器配套的监测软件，其在Windows环境下运行，并将数据存储在SQL Server数据库中，它既可按操作者设定的测量过程对观测点进行相应的测量处理，也可实现数据的快速存储、检索、编辑，可实时显示量测数据，并进行实时处理或后处理，按用户方要求的格式将监测点的水位变化转化为标准图表的形式直观地表达出来，绘制出监测报表和变化曲线，自动实现数据分析、报警以及报表生成的功能，可以根据用户的要求提供报表的形式。监控软件基于B/S结构，支持远程网页访问，具有操作员权限分配，不同等级的操作员，可以凭借用户名和密码进行访问和控制，能上网的手机也能查看和控制。
五、监测过程
每个水位监测点投入一个HZH-B40激光测距传感器，每个激光测距传感器都连接一台GPRS数据传输终端，完成对水位的采集传输功能。管理人员在办公室操作电脑便可查询现场水位值。本系统具有多路模拟量和开关量输入，可是设定上下限远程报警。
六、监测误差分析
激光测距传感器在水位监测上误差主要为：
1、水体是否比较清澈？如果需要测的水体是非常清澈的，则可能激光会穿透水体，测量效果不好，一般可以采用在清澈水体上放置浮板的方式，放置浮板还可以消除水面波纹对于监测的误差，这样测量效果比较好，精度高。
2、环境温度，也就是激光测距传感器的工作温度范围一般为-10-50度，当然如果温度超过这个范围，也可以工作，需要配合制冷和制热模块才可以。
3、HZH-B40激光测距传感器本身的测距精度为1.5mm，最小显示为1毫米，采用多次测量平均的方式，可以达到±1 mm的精度，能够满足用户方对水位监测的要求。
七、综述
本系统采用HZH-B40激光测距传感器、移动公网信号，集自动化技术、信息通讯技术，软件技术与一体，实现远程无线水位监测方案，实时传输终端水位信号及发送超限报警信号，通讯距离无限制，不受障碍物遮挡限制，时间传输无间隔限制，方便用户超远距离实时监测偏远地区水位。这套水位监控系统由于采用GPRS技术，使用户可以随时了解水位信息；GPRS上网按流量计费，是一种最省钱的传输手段；整个数据的传输依赖移动网络，可在全国范围内实现远程传输，水位探测点与办公室之间无需布线，大大减少远程监控工程的施工费用。
产品功能优势：
1、监测端采用HZH-B40激光测距传感器，实时有效监测水位变化，监测精度为±1.5mm。该传感器工业级设计、适用各种恶劣环境。内置自动检测系统，不死机，掉线、断电自动恢复。具有远程参数设置和远程维护功能、降低客户现场维护成本。
2、GPRS数传终端与激光水位传感器用屏蔽线连接，防止外部设备干扰弱电信号。
3、GPRS数传终端借助移动GPRS网络，与监控中心电脑实现实时通讯，不受距离和地形限制。
4、监控中心上PC实时显示当前水位信号，可设置多个报警限值，水位出现异常立即启动监控中心警笛。
5、支持用户设定水位超限短信报警，一旦水位超限，系统立即发送报警短信到用户手机。
系统目标
监测水位动态信息，为决策提供依据。
系统功能
◆ 水位观测系统可独立运行，也可并入应用行业的信息化系统。
◆ 采集各水位监测点的水位数据，采集时间间隔可设置。
◆ 上报各水位监测点的水位数据，上报时间间隔可设置。
◆ 支持串口水位计、0-5V或4-20mA信号输出的水位变送器。
◆ 支持220VAC供电、太阳能供电、风能供电、锂电、蓄电池供电。
◆ 现场监测终端具备数据存储功能。
◆ 可远程设置终端工作参数，支持远程升级。
◆ 监控中心可对水位数据进行存储、分析、生成必要的报表和曲线。
采用激光测距传感器的监测系统对江河湖泊水位进行不间断监测，本系统为用户方提供了准确、及时的指导数据，这是一种简便、灵活、无人值守、实时、动态的监测系统。系统在黄河水利委员会及上海水文监测站应用表明，该监测系统能满足用户方的要求，且监测速度快、精度高、受人为影响少、自动化程度高，是一套理想的水位监测系统。
