一、方案背景
城市内河是城市水系的重要组成部分，承担着行洪排涝、生态景观、水源涵养等多重功能。随着城市化进程加快，内河水环境面临水质恶化、水位波动频繁、生态功能退化等突出问题。为科学掌握内河动态变化，提升城市水环境管理精细化水平，亟需建立全天候、自动化的在线监测体系。
某市水务管理部门计划在主城区多条内河沿线部署在线监测站点，重点监控水位、流量、水质及气象参数，为防汛调度、水环境治理及生态修复提供实时数据支撑。数之能提供高效可靠的物联网解决方案。
二、前期调研
经过调研，各个监测站需要采集的设备及数据点位如下：
1、雷达水位计：水位高程、水位变化速率（RS485串口、Modbus RTU协议）
2、超声波流量计：瞬时流量、累计流量、流速（RS485串口、Modbus RTU协议）
3、多参数水质分析仪：pH值、溶解氧、电导率、浊度、氨氮（RS485串口、Modbus RTU协议）
4、雨量筒：降雨量、降雨强度（RS485串口、Modbus RTU协议）
5、气象百叶箱：气温、气压、风速、风向（RS485串口、Modbus RTU协议）
6、视频监控摄像头：河道水面影像、水位标尺识别（以太网接口，私有协议）
三、系统架构及选型
1、感知层：每个监测站点包括水位计、流量计、水质分析仪、雨量筒、气象传感器、视频摄像头、蓄电池及立杆等设备。水位、水质、气象等传感器通信接口为RS485串口，协议为Modbus RTU协议；视频摄像头则为以太网接口，协议为厂家私有协议。
2、网关层：部署数之能水文水利网关SG583，实现多类型传感器数据的一体化采集与边缘处理，采集到的数据通过4G网络、MQTT协议上报到水务管理中心的云平台，视频则通过调取厂家平台数据进行推送。
·具备3路以太网口、2路RS485/RS232串口，支持Modbus传感器及摄像头接入
·具备5GRedCap、4G、WiFi、有线以太网等多种上网方式，支持断点续传
·内置边缘计算能力，支持阈值判断、数据预处理、报警规则引擎
·具备IP30防护等级，支持-30°C～70°C宽温工作条件
·低功耗设计，支持太阳能、蓄电池及市电等供电方式
·上行协议支持SL651、SL427、SZY206、HJ212、MQTT、HTTP、TCP等
3、平台层：城市内河监测云平台接收MQTT JSON报文，解析水位、流量、水质、雨量、气象等数据，并接入视频流进行实时显示与录像回放，生成可视化数据大屏，为防汛指挥、河道调度及水环境治理提供决策依据。
四、实现功能
1、远程在线监测：管理人员无需频繁现场巡查，通过平台即可实时查看各站点水位、流量、水质、降雨及视频画面，大幅降低运维成本。
2、多级预警报警：当水位超警戒、流量突变、水质指标超标或雨量达到阈值时，系统自动通过短信、微信、邮件等方式通知相关负责人，助力快速响应。
3、数据统计与报表：自动生成小时、日、月、年统计报表，涵盖水位过程曲线、流量变化趋势、水质达标率、降雨累计量等，支持报表导出。
4、设备远程运维：通过数之能设备管理云，实现对网关及前端传感器的远程配置、固件升级、故障诊断，减少现场维护频次。
5、视频与数据融合：水位标尺图像与水位数据互为校验，视频画面辅助判断河道漂浮物、闸门启闭状态等，提升综合感知能力。
6、科学决策支撑：长期积累的监测数据可用于内河洪水模型率定、水环境容量计算、生态补水效果评估，为城市水系精细化管理提供数据基础。