水雨情监测系统 是一种重要的山洪灾害防治非工程措施，利用先进的物联网技术、通信技术、传感技术、专业模型、大数据、云计算、移动互联等现代化的信息技术，对河流域内水环境、水资源、水安全及城市管网等多源信息进行采集和存储，其功能范围涵盖数据采集、信息查询、预警预报、调度管理、辅助决策、应急处理等多个方面，使整个中小河流域维持良好的生态环境，提高管理单位自身的信息化水平，实现大数据分析与智慧决策，方便社会公众接收信息和参与管理工作。
如图所示，本设备前端监控点由摄像机、太阳能板，蓄电池，水位计，雨量计，防雷器、光电转换器、立杆、设备箱组成。
检测原理
雷达水位计
雷达水位计采用FMCW调制方式，以三角波为调制信号。工作过程如下：首先电压调制电路产生三角波电压输入至VCO（压控振荡器）产生频率变化的电磁波，电磁波频率的变化按调制电压规律而变化，天线发射出的电磁波经过被测物体反射后产生回波，电磁波从开始发射到目标，被目标反射再返回到天线的时间段内雷达发射频率已经发生了变化，雷达天线将回波信号和发射信号进行耦合得到差频信号，目标的距离和速度信息就包含在差频信号的频率内，由于差频信号非常微弱所以需要经过雷达传感器的前置放大和滤波电路处理把信号送入MCU的ADC（模数转换器），MCU通过FFT算法分析ADC采集到的波形得到差频的频率，最后通过推导的公式计算获得被测目标到雷达水位计的距离。
上图为FMCW雷达发射与回波信号频率与时间关系
当雷达波发射源与目标相对静止时，雷达发射频率带宽为B，雷达波从发射到返回雷达天线用时为Δt，三角波的频率为f，差频信号的频率为fd。推导如下：（S：雷达板到目标距离，T：三角波的周期）
在上式中，C0是光速，f是调制三角波的频率，B是雷达扫频带宽，fd是MCU分析获得到差频信号，所以唯一的fd即可计算出雷达板到目标对应的距离。
雨量桶
雨水由最上端的承水口进入承水器，落入接水漏斗，经漏斗口流入翻斗，当积水量达到一定高度（比如0.01毫米）时，翻斗失去平衡翻倒。而每一次翻斗倾倒，都使开关接通电路，向记录器输送一个脉冲信号，记录器控制自记笔将雨量记录下来，如此往复即可将降雨过程测量下来。
主机控制器通过光纤或4G联网模块，把数据推送到物联网云平台，从而实时数据监测。
主要设备参数
200万像素星光级32倍光学变倍红外网络高清高速智能球机
1、传感器像素200万像素
2、支持的大1920×1080@60fps高清画面输出
3、支持H.265高效压缩算法，可较大节省存储空间
4、支持低照度，0.005Lux/F1.6(彩色),0.001Lux/F1.6(黑白) ,0 Lux with I
5、支持32倍光学变倍，16倍数字变倍
6、采用高效红外阵列，低功耗，照射距离远可达150m
7、支持1080p@60fps、960p@60fps、720p@60fps高帧率输出
8、支持三码流技术，每路码流可独立配置分辨率及帧率
9、支持区域入侵侦测、越界侦测、移动侦测等智能侦测功能
10、支持手动跟踪、全景跟踪、事件跟踪，并支持多场景巡航跟踪
11、支持宽动态范围达120dB，适合逆光环境监控
12、支持3D数字降噪、强光抑制、电子防抖、SmartIR
13、支持360°水平旋转，垂直方向-15°-90°（自动翻转）
14、支持300个预置位，8条巡航扫描
15、支持3D定位，可通过鼠标框选目标以实现目标的快速定位与捕捉
16、支持定时任务、一键守望、一键巡航功能
17、支持1路音频输入和1路音频输出
18、内置2路报警输入和1路报警输出，支持报警联动功能
19、支持的大256G的 Micro SD/Micro SDHC/Micro SDXC卡、NAS存储
20、支持海康SDK、ONVIF、ISAPI、GB/T28181、E家协议和萤石云接入
21、防雷、防浪涌、防突波，IP66防护等级
遥测终端机
1、支持以太网2g/4G/通信传输接口，支持双通道
2、具有 RS485、RS232、模拟量接口；支持工业相机、支持图像传输控制；支持视频水位雨量信息叠加， 8 30 ，爆闪灯提示：45次/min。5730光源*30LED， 亮度750LM
3、内置看门狗、防死机设置保障终端长期可靠运行
4、支持电量、电流、充电功率等多种工况参数采集上报，支持电池电量不足时，进入低功耗模式，自动关闭水位计与摄像，头进入充电模式
5、支持定时抓拍图片、水位、雨量超标抓拍图片
6、支持向摄像头视频推送水位，雨量，电量等信息
7、直流12V供电，适用电压范围：9V~30V；具有过流、过压、过充、反极性自动保护
8、支持128G存储，存储抓拍照片与视频录像
9、防水、防雷、防潮；工作温度：-20~+70℃;工作湿度：≦95%（40℃
毫米波雷达水位计
1、测量范围：40m
2、测量精度：±3mm
3、雷达天线：平面微带阵列天线
4、测量持续时间：0 - 180s 可设定
5、测量间隔：1-18000s可调
6、雷达频率：24GHz
7、波束发射角度：11°
8、工作电压：7-32VDC
9、工作电流：≤90mA；休眠 ≤1mA
10、数字接口：RS485/RS232，模拟接口（4-20mA）
雨量计
1、承雨口径：φ200mm； 刃口锐角：40°～45°
2、分辨率：0.5mm
3、测量准确度：≤±2%（室内人工降水、以仪器自身）
4、雨强范围：0mm～4mm/min
5、通讯方式：485 通讯（标准 MODBUS-RTU 协议）
6、工作环境：环境温度：0～50℃，相对湿度：<95%(40℃)
太阳能供电系统
1、材料：单晶硅
2、封装形式：高透钢化玻璃层压
3、绝缘电压：≥600V
4、边框接地电阻：≤10Ω
5、迎风压强：2400pa
6、工作温度：-40℃～+90℃
7、功率：200w
8、最大工作电压18V，开路电压21V
9、最大充电电流：10A
蓄电池
1、标称供电电压：12V
2、容量：100AH
3、最大通电电流：8A
4、工作温度：-25℃～+70℃
5、密封反应率高：大于98%
6、寿命：3年以上（25℃）
充电控制器
1、使用智能充电器，充电转换效率不得低于80%
2、充电电压不得低于20V
3、充电电流不得低于30A
4、额定系统电压：12V
5、放电电流不得小于10A
6、应具有过流、过压、过充、反极性等自动保护功能
7、自带显示装置，便于查看电压、电流及工作状态
防雷接地系统
1、接地防雷、频率范围：DC 500MHz
2、最大承受功率：400W
3、电压驻波比：1.1 VSNR
4、放电开始电压、电流、次数：DC350V±20%、500A、500 次以上
5、阻抗：50
