專利名稱：無(wú)線遠(yuǎn)程水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水位水文監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水位監(jiān)測(cè)是保證水庫(kù)、江、河、湖泊、灌渠和礦山生產(chǎn)安全的重要手段，而這些水位 數(shù)據(jù)原來(lái)全為人工進(jìn)行監(jiān)測(cè)，很顯然上述工作如果是人工完成的話無(wú)論從時(shí)間和資金上都 將造成很大的浪費(fèi)，給測(cè)量和控制帶來(lái)了一定的麻煩和不便，同時(shí)也容易出差錯(cuò)，所以近年 來(lái)人們普遍采用自動(dòng)水位計(jì)來(lái)進(jìn)行水位的監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)有的自動(dòng)水位計(jì)有手持式、固定式等幾種形式，但其仍存在很多不便之處。目前 河流、湖泊和灌渠、礦山等均處在偏遠(yuǎn)山區(qū)、荒地，路程較遠(yuǎn)且路途艱險(xiǎn)，水位數(shù)據(jù)的采集仍 需人工到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，且自動(dòng)水位計(jì)的保養(yǎng)和維護(hù)較難，這就在無(wú)形中增加了不必要的成 本，造成浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種無(wú)線遠(yuǎn)程水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，使用該裝置，可方便 進(jìn)行水位數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確、及時(shí)、快速、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低成本，提高工作效率； 特別適合于野外和遠(yuǎn)距離使用，可廣泛用于水庫(kù)、江、河、湖泊、灌渠和礦山等的水位監(jiān)測(cè)。本實(shí)用新型是按下述的無(wú)線遠(yuǎn)程水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法實(shí)施的，該方法具有以下步 驟a、通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)傳感器(3)近些進(jìn)行水位等水文數(shù)據(jù)的采集；b、利用GPRS RTU (4)將采集的水位數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸至中心控制站(1 )，利 用太陽(yáng)能板和鋰電池(5)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)電力的儲(chǔ)存和提供；由中心控制站(1)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、 存貯等處理；中心控制站(1)和手機(jī)(2 )無(wú)線連接；C、手機(jī)(2)和中心控制站(1)安置在異地任意地點(diǎn)，利用監(jiān)控軟件進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本實(shí)用新型的主要技術(shù)方案是一種無(wú)線遠(yuǎn)程水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于具 有如下結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有對(duì)水位等水文數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)場(chǎng)傳感器(3)，現(xiàn)場(chǎng)傳感器(3)通過(guò)電 纜和GPRS RTU (4)連接，GPRS RTU (4)內(nèi)置CPU模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、控制模塊和GPRS/ CDMA數(shù)據(jù)通信模塊；并設(shè)有鋰電池和太陽(yáng)能板(5)供電裝置，構(gòu)成野外遙測(cè)站；GPRS RTU (4)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)無(wú)線模塊將水位數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇蓪?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、存貯等處理的中心控制 站(1)，中心控制站(1)和手機(jī)(2)無(wú)線連接；中心控制站(1)和手機(jī)(2)設(shè)有相應(yīng)的水位監(jiān) 控軟件。所述的現(xiàn)場(chǎng)傳感器可為水位，以及溫度和/或流量傳感器。本實(shí)用新型具有如下積極效果⑴水位全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觀測(cè)，長(zhǎng)期連續(xù)自記和固態(tài) 存儲(chǔ)，為資料整編計(jì)算機(jī)化創(chuàng)造了條件，準(zhǔn)確、及時(shí)、快速、減輕職工勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了成本， 提高了資料整編質(zhì)量；⑵水位監(jiān)測(cè)手段更加科學(xué)、可靠，水情信息量有較大增加，傳輸時(shí)間 明顯縮短，抗干擾能力提高，信息差錯(cuò)率降低。⑶采用無(wú)線的通信手段后，實(shí)時(shí)水位信息將有明顯增加，實(shí)時(shí)水位更加準(zhǔn)確及時(shí)，并得到快速處理，實(shí)現(xiàn)作業(yè)預(yù)報(bào)計(jì)算機(jī)化，克服了現(xiàn) 有技術(shù)之不足，改變了手工作業(yè)預(yù)報(bào)的落后狀態(tài)，使作業(yè)時(shí)間縮短，預(yù)報(bào)精度提高。即使在 遠(yuǎn)離觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的異地，也能方便地對(duì)水情要素如水位、水溫、流量等環(huán)境數(shù)據(jù)的采集讀取， 真正實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)共享的功能。除數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控外，系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程 手機(jī)報(bào)警，還可通過(guò)用戶手機(jī)遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)?？煞奖氵M(jìn)行水位數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確、 及時(shí)、快速、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低成本，提高工作效率；特別適合于野外和遠(yuǎn)距離使用，可廣 泛用于水庫(kù)、江、河、湖泊、灌渠和礦山等的水位監(jiān)測(cè)。以下結(jié)合實(shí)施例及附圖作進(jìn)詳述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
圖1為本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例的拓?fù)鋱D。圖2為圖1的電路方框圖及結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號(hào)及符號(hào)的含義為1-中心控制站、2-手機(jī)、3-傳感器、4-無(wú)線測(cè)控終 端GPRS RTU ；5-鋰電池和太陽(yáng)能板。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1 圖2，本由該系統(tǒng)由中心控制站(1)、手機(jī)(2)、現(xiàn)場(chǎng)傳感器(3)、GPRS RTU (4)、鋰電池和太陽(yáng)能板(5)組成。其中，GPRS RTU (4)和現(xiàn)場(chǎng)傳感器(3)通過(guò)電纜連 接構(gòu)成野外遙測(cè)站部分，使用鋰電池和太陽(yáng)能板(5)進(jìn)行供電，中心控制站(1)和手機(jī)(2) 擔(dān)負(fù)水位數(shù)據(jù)的接收和處理。中心控制站(1)實(shí)時(shí)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)接收各遙測(cè)站上報(bào)的水 位數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、存貯、顯示、打印等處理，向所有遙測(cè)站發(fā)送控制命令，包括控制 每天發(fā)送次數(shù)、校時(shí)等，按設(shè)定的時(shí)段間隔，計(jì)算出各遙測(cè)站的時(shí)段水位值，統(tǒng)計(jì)上報(bào)數(shù)據(jù) 的次數(shù)及工作狀態(tài)，檢索數(shù)據(jù)。遙測(cè)站的主要任務(wù)是自動(dòng)實(shí)時(shí)采集、水位、水溫?cái)?shù)據(jù)，按設(shè) 定的時(shí)間及時(shí)間間隔通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)向中心控制站傳送水文數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型是這樣工作的通過(guò)RS — 485總線將現(xiàn)場(chǎng)傳感器(3)與GPRS RTU (4) 連為一體，構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元。GPRS RTU (4)內(nèi)置CPU模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、控制模塊、 GPRS/CDMA數(shù)據(jù)通信模塊?？涩F(xiàn)場(chǎng)接入多路模擬量、開(kāi)關(guān)量、繼電器信號(hào)等數(shù)據(jù)，然后直接 通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)無(wú)線模塊將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與遠(yuǎn)程控制中心連接，將采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù) 據(jù)庫(kù)服務(wù)器，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。通過(guò)該系統(tǒng)，即使在遠(yuǎn)離觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的異地，也能方便地對(duì) 水情要素如水位、水溫、流量等環(huán)境數(shù)據(jù)的采集讀取，真正實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)共享的功 能。除數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控外，系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手機(jī)報(bào)警，并通過(guò)用戶手機(jī)遠(yuǎn)程控制 現(xiàn)場(chǎng)。GPRS網(wǎng)絡(luò)無(wú)線模塊拋棄了傳統(tǒng)的獨(dú)占電路交換模式，采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用 戶可同時(shí)占用多個(gè)無(wú)線信道，同一無(wú)線信道又可以由多個(gè)用戶共享，有效地利用了信道資 源，帶寬最高可達(dá)171.2Kb/s。目前中國(guó)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍在中心城市幾乎達(dá)到了 100%，在邊遠(yuǎn)地區(qū)也達(dá)到了 80%以上，實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在20-40Kb/s，特別適合遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè) 行業(yè)的通信需求，完全取代過(guò)去傳統(tǒng)的有線、M0DEM、X. 25、數(shù)傳電臺(tái)、短信等通信方式。為一 種適合于野外使用可進(jìn)行水位數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸、易于保養(yǎng)維護(hù)的水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本系統(tǒng)第一部分為太陽(yáng)能供電系統(tǒng)，第二部分為GPRS網(wǎng)絡(luò)信號(hào)測(cè)控系統(tǒng)，第三部 分為中心遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)軟件程序處理系統(tǒng)。第一部分和第二部分組成一個(gè)節(jié)點(diǎn)，與第三部分 組成多對(duì)一的關(guān)系，即一個(gè)計(jì)算機(jī)軟件程序處理系統(tǒng)可以采集來(lái)自多個(gè)GPRS網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的水位信號(hào)。第一部分太陽(yáng)能供電系統(tǒng)工作原理為單晶硅太陽(yáng)能板將天然陽(yáng)光通過(guò)太陽(yáng)能 發(fā)電轉(zhuǎn)換模塊將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，然后通過(guò)微電腦充電電路將電能存儲(chǔ)進(jìn)鋰電池中，為 GPRS信號(hào)測(cè)控系統(tǒng)提供穩(wěn)定的12V電源。系統(tǒng)考慮了太陽(yáng)能充電過(guò)程中的過(guò)充與過(guò)放電 保護(hù)電路設(shè)計(jì)，當(dāng)鋰電池電源充滿電后，系統(tǒng)能夠自動(dòng)停止充電；當(dāng)鋰電池電量低于安全容 量時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)斷電并進(jìn)行充電工作。第二部分GPRS網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)工作原理為將采集 到4-20mA的水位計(jì)電流信號(hào)通過(guò)GPRS電路轉(zhuǎn)換為微電壓信號(hào)，然后再通過(guò)AD采集電路轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字/GPRS網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)換成GPRS網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，以備傳送到 遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)程序上。第三部分遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)軟件程序處理系統(tǒng)工作原理為，GPRS信號(hào)通過(guò)以 太網(wǎng)和花生殼域名解析傳輸?shù)骄钟蚓W(wǎng)上的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，通過(guò)無(wú)線遠(yuǎn)程水位測(cè)控系統(tǒng)軟件 將GPRS網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，以供程序系統(tǒng)打印和瀏覽水位波動(dòng) 情況。
權(quán)利要求1.一種無(wú)線遠(yuǎn)程水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于具有如下結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有對(duì)水位等 水文數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)場(chǎng)傳感器(3)通過(guò)電纜和GPRS RTU (4)連接，GPRS RTU (4)內(nèi)置CPU模 塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、控制模塊和GPRS/CDMA數(shù)據(jù)通信模塊；并設(shè)有鋰電池和太陽(yáng)能板(5)供 電裝置，構(gòu)成野外遙測(cè)站；GPRS RTU (4)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)無(wú)線模塊將水位數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇蓪?duì)數(shù) 據(jù)進(jìn)行檢查、存貯等處理的中心控制站(1)，中心控制站(1)和手機(jī)(2)無(wú)線連接；中心控制 站(1)和手機(jī)(2)設(shè)有相應(yīng)的水位監(jiān)控軟件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線遠(yuǎn)程水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的現(xiàn)場(chǎng)傳感器 為水位，以及溫度和/或流量傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型為一種無(wú)線遠(yuǎn)程水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，涉及水位水文監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)有對(duì)水位等水文數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)場(chǎng)傳感器(3)，現(xiàn)場(chǎng)傳感器(3)通過(guò)電纜和GPRSRTU(4)連接；并設(shè)有鋰電池和太陽(yáng)能板(5)供電裝置；GPRSRTU(4)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)無(wú)線模塊將水位數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇蓪?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、存貯等處理的中心控制站(1)，中心控制站(1)和手機(jī)(2)無(wú)線連接，并設(shè)有相應(yīng)的水位監(jiān)控軟件?？煞奖氵M(jìn)行水位數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確、及時(shí)、快速、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低成本，提高工作效率；特別適合于野外和遠(yuǎn)距離使用，可廣泛用于水庫(kù)、江、河、湖泊、灌渠和礦山等的水位監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)G01K1/02GK201853342SQ20102060906
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
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