物联网河道水位集中监控平台zh_CN

项目简介

概述

本项目是基于超声波距离传感器、RS485串口透传模块的物联网应用平台。
平台集采集、回放、预警为一体，综合了水位数据和实况视频；支持多站部署、单站多传感器部署；不受网络环境限制，可应对有线网络、4G网络、NB-IoT等各种复杂情况。响应式页面，在手机和电脑端查看均有较好体验。
平台理论上支持各种距离传感器、串口服务器、摄像头、NVR等设备。本次安装采用深圳电应普A16-485超声波距离传感器、塔石TS-LAN-460串口服务器，视频监控部分使用极路由HC5761A反向代理。

使用效果

产品特性

用户功能

• 水位即时显示

在首页显示各个站点、各个传感器的实时参数。包括水位、水深、温度、更新时间、在线状态，轮询上报时间可设置。

• 历史记录和图表查询

首页默认显示所有站点8小时历史记录，历史页面可自定义开始、结束时间查询。

• 实况抓图监控

默认每10分钟抓取一张全尺寸摄像头图片，直观清晰。

• 水情日报表生成

生成供单位上报的各站点即时参数。

• 微信报警推送

扫描二维码可订阅报警消息。

管理功能

• 水位和水深自助校准

登录管理员账号后，可在设备页面校准设备。只需要输入当前实际水位和底板海拔高度，系统会保存并自动计算。

• 串口服务器的添加和配置

可配置串口服务器（站点）名称、本地端口号、轮询周期、读取距离和温度值的Modbus485指令。

• 传感器的添加和配置

可配置各站点传感器的名称、485设备16进制地址码。

• 报警参数设置

支持高低超限和变化速率超限两种报警策略，参数可据实际需要自由设置。

部署说明

基本知识

使用和开发该项目，您需要掌握以下概念：

• Socket基础知识
• Modbus485串口通信（地址码、寄存器、CRC校验）
• Flask
• SQLite
• RTSP
• RTSP
• jQuery

您需要参考以下内容：
WxPusher消息推送服务
FRP反向代理
Apache ECharts
openCV connect RTSP stream

目录结构

.
├── httpAPI/                    # 用于tcpServer上报消息和获取参数
├── imageCapture/               # 用于rtsp视频监控抓图存储
├── msgPush/                    # 微信消息推送组件
├── tcpServer/                  # socket服务器，用于物联网设备的注册和数据上报
├── test/                       # 供tcp通信测试
├── webApp/                     # 基于flask的web后端
├── conf_default.py             # python全局配置类
├── db_default.sql              # sqlite数据库结构
└── requirements.txt            # 依赖文件

快速部署

1. 安装依赖
   进入源码包目录，执行命令

python3 -m pip update
python3 -m pip install -r requirements.txt

2. 修改配置
   注：修改后将"_default"去掉即可。

• /conf_default.py
  • tcp_server：用于物联网设备socket通信、上报数据的服务器配置，其中http_api_endpoint需要填写http_api的实际地址。
  • http_api：用于tcp_server上报消息和获取传感器请求参数。
  • web_app：Flask后端运行配置。
  • msg_push：微信推送设置，基于WxPusher，详情请见官方文档。
  • user：普通用户和管理员账户密码，因暂无多用户需求，故直接将用户信息保存在配置文件中。
• /webApp/pages/js/config_default.js
  设置webApp后端服务器地址。
• /imageCapture/camConf_default.py
  设置rtsp抓图地址。
• /webApp/rt_report.py
  用于生成即时报表，请修改76行的文件保存路径。
  警告：禁止将网站服务器根目录设置在本项目的任何位置，请务必另选存储位置，并设置好相关权限。

3. 运行
   依次运行/httpApi/app.py、/tcpServer/tcp-server.py、/webApp/app.py /imageCapture/rtsp.py负责抓图功能，请使用合适的方法定时运行，建议10分钟执行一次。

开发指南

若您需要对该项目二次开发，我给出以下几点提示。

1. 项目中的概念：485透传模块可称为"设备"、"站点"、"串口服务器"；传感器即为"传感器"。
2. 由于历史记录的算法不是很好，为了确保不出问题，轮询周期不可超过1分钟，建议10s-30s。
3. 若采用本项目所用的硬件，可参考/docs目录下的传感器、串口服务器开发手册。

TODO

1. 优化历史记录算法。
2. 添加自定义rtsp视频URL。
3. 优化报警算法：允许给单个传感器单独设置报警参数、同一警型仅提示一次，而不是使用时间间隔控制。