水文監(jiān)測領(lǐng)域?qū)＜抑赋�，水情自動測報系統(tǒng)是水資源管理與災(zāi)害預(yù)警的核心基礎(chǔ)設(shè)施，通過感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)處理層與應(yīng)用層的分層協(xié)同，實現(xiàn)水位、雨量等關(guān)鍵參數(shù)的實時采集、傳輸與應(yīng)用，為水利決策提供科學(xué)支撐。其中感知層的雷達(dá)水位計與翻斗式雨量計是數(shù)據(jù)采集核心，直接決定系統(tǒng)運行質(zhì)量。

一、系統(tǒng)整體架構(gòu)

系統(tǒng)遵循 “數(shù)據(jù)閉環(huán)” 設(shè)計邏輯，各層級通過標(biāo)準(zhǔn)化接口無縫對接。感知層負(fù)責(zé)原始數(shù)據(jù)采集，傳輸層承擔(dān)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳遞，數(shù)據(jù)處理層完成校驗解析，應(yīng)用層實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化與實際應(yīng)用，既保證模塊獨立性便于維護(hù)，又通過協(xié)同機(jī)制提升系統(tǒng)可靠性。

二、感知層核心設(shè)備

（一）雷達(dá)水位計

采用 FMCW 雷達(dá)測距原理實現(xiàn)非接觸測量，量程 0-40 米，精度 ±1cm（最高 ±5mm），分辨率 1mm，9-24V 寬電壓供電且功耗低于 30mA，適配偏遠(yuǎn)環(huán)境長期運行。安裝需保證設(shè)備與水面垂直、距離在量程內(nèi)，遠(yuǎn)離湍急水流與障礙物，管道內(nèi)安裝于中央位置。設(shè)備通過 RS485 接口搭載 Modbus 協(xié)議，工作溫度 - 30℃至 60℃，防護(hù)等級 IP68，適用于明渠、供排水管道等多場景。

（二）翻斗式雨量計

由不銹鋼外護(hù)罩、承水口、翻斗部件等組成，核心基于機(jī)械翻轉(zhuǎn)計數(shù)原理。承水口收集雨水經(jīng)濾網(wǎng)導(dǎo)入翻斗，雙三角斗室接水至預(yù)定容積后翻倒，磁鋼掃描干式舌簧管產(chǎn)生脈沖信號，通過計數(shù)換算降水量。設(shè)備承水口徑 200±0.6mm，雨強(qiáng)測量上限 10mm/min，分辨率可選 0.2 或 0.5mm，安裝需用 M6 螺栓固定并調(diào)平，避免暴風(fēng)雨中抖動傾斜。

三、傳輸與數(shù)據(jù)處理層

感知層數(shù)據(jù)通過 RS485 有線連接或 GPRS、LoRa 等無線模塊傳輸，借助 Modbus 協(xié)議封裝數(shù)據(jù)并加入校驗碼，確保傳輸完整性。數(shù)據(jù)處理中心接收后解析原始數(shù)據(jù)，通過算法剔除風(fēng)浪、干擾導(dǎo)致的異常值，標(biāo)準(zhǔn)化處理后存儲備份，為應(yīng)用層提供有效數(shù)據(jù)支撐。

四、應(yīng)用層與運行保障

水利管理部門將處理后的數(shù)據(jù)應(yīng)用于防洪預(yù)警，閾值觸發(fā)時自動預(yù)警為人員轉(zhuǎn)移爭取時間；同時支撐水資源調(diào)度，結(jié)合水位與雨量數(shù)據(jù)制定供水灌溉方案，輔助水利工程運維監(jiān)測建筑物運行狀態(tài)。

系統(tǒng)采用低功耗設(shè)計實現(xiàn)長期無人值守，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、安裝維護(hù)便捷，非接觸測量與強(qiáng)抗干擾能力確保復(fù)雜環(huán)境下的測量精度，未來可通過增加傳感器擴(kuò)展監(jiān)測參數(shù)，進(jìn)一步提升綜合保障能力。