本發(fā)明涉及一種雨水監(jiān)控裝置，尤其涉及一種自動(dòng)檢測(cè)和播報(bào)的雨水監(jiān)控裝置，屬于氣象監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在水利、農(nóng)業(yè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，要做好雨水監(jiān)控工作，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)下雨時(shí)間、雨量、雨水酸堿度和溫度等參數(shù)，目前的雨水監(jiān)控工作一般采用人工檢測(cè)的方法，環(huán)保部門(mén)通過(guò)對(duì)雨水的采樣分析來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且實(shí)時(shí)性較差，很難滿(mǎn)足現(xiàn)代檢測(cè)要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種能夠自動(dòng)采集與監(jiān)控下雨時(shí)間、雨量、雨水酸堿度和溫度等參數(shù)并能實(shí)時(shí)播報(bào)的雨水監(jiān)控裝置。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種自動(dòng)檢測(cè)和播報(bào)的雨水監(jiān)控裝置，包括控制單元、傳感器檢測(cè)裝置、水閥控制單元、按鍵顯示單元、太陽(yáng)能發(fā)電裝置、無(wú)線(xiàn)通信模塊、水箱組件和檢測(cè)平臺(tái)，所述控制單元分別與傳感器檢測(cè)裝置、水閥控制單元、按鍵顯示單元、太陽(yáng)能發(fā)電裝置和無(wú)線(xiàn)通信模塊連接，所述傳感器檢測(cè)裝置包括分別與控制單元相連接的雨水檢測(cè)單元、雨量檢測(cè)單元、PH值檢測(cè)單元和RTD檢測(cè)單元；所述水箱組件安裝在檢測(cè)平臺(tái)上方，所述水箱組件包括箱體和位于箱體內(nèi)側(cè)的支架槽，所述支架槽上設(shè)有傳感器支架，所述傳感器支架上設(shè)有PH值探頭和RTD傳感器，所述箱體外側(cè)設(shè)有雨水傳感器，所述箱體內(nèi)底部設(shè)有壓力傳感器，所述PH值探頭與PH值檢測(cè)單元連接，用于檢測(cè)雨水的PH值，所述RTD傳感器與RTD檢測(cè)單元連接，用于檢測(cè)水溫，所述雨水傳感器與雨水檢測(cè)單元連接，用于檢測(cè)下雨情況，所述壓力傳感器與雨量檢測(cè)單元連接，用于檢測(cè)雨量；所述檢測(cè)平臺(tái)下方設(shè)有電磁水閥，所述電磁水閥與水閥控制單元連接，用于排水或儲(chǔ)水；所述太陽(yáng)能發(fā)電裝置用于給整個(gè)裝置供電，所述鍵盤(pán)顯示單元用于進(jìn)行指令輸入與檢測(cè)結(jié)果的顯示，所述控制單元分析處理傳感器輸入?yún)⒘?，并將?shù)據(jù)結(jié)果通過(guò)鍵盤(pán)顯示單元現(xiàn)場(chǎng)顯示或通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊上傳數(shù)據(jù)中心。

對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為：所述PH值探頭和RTD傳感器設(shè)置于箱體底部，便于測(cè)量雨水PH值及水溫。

對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為：所述箱體外側(cè)還設(shè)有水位刻度，用于顯示水位數(shù)值。

對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)為：所述檢測(cè)平臺(tái)上方還設(shè)有水泡水平儀，所述檢測(cè)平臺(tái)底部還設(shè)有三根支柱，其中一根支柱上設(shè)有螺栓和彈簧，所述螺栓和彈簧用于調(diào)節(jié)支柱的高度；通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓壓縮彈簧，并觀(guān)察水泡水平儀是否處于中心位置，來(lái)控制檢測(cè)平臺(tái)的水平度，從而保證檢測(cè)平臺(tái)處于水平狀態(tài)，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)一致性和準(zhǔn)確性。

本發(fā)明一種自動(dòng)檢測(cè)和播報(bào)的雨水監(jiān)控裝置能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地自動(dòng)進(jìn)行雨水、雨量、雨水PH值及水溫等參數(shù)的監(jiān)控并完成數(shù)據(jù)采集、分析和顯示。

本發(fā)明的自動(dòng)檢測(cè)和播報(bào)的雨水監(jiān)控裝置能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地自動(dòng)進(jìn)行雨水、雨量、雨水PH值及水溫等參數(shù)的監(jiān)控并完成數(shù)據(jù)采集、分析和顯示，也可通過(guò)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)模塊上報(bào)數(shù)據(jù)中心。監(jiān)測(cè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性高，操作簡(jiǎn)單，取代人工檢測(cè)，節(jié)省了大量的人力和時(shí)間，大大提高了雨水監(jiān)控工作的效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為圖1中水箱組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中傳感器支架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1中雨水檢測(cè)單元電路圖；

圖5為圖1中雨量檢測(cè)單元電路圖；

圖6為圖1中RTD檢測(cè)單元電路圖；

圖7為圖1中PH值檢測(cè)單元電路圖。

圖中：1-控制單元，2-雨水檢測(cè)單元，3-水閥控制單元，4-電磁水閥，5-雨量檢測(cè)單元，6-RTD檢測(cè)單元，7-PH值檢測(cè)單元，8-水箱組件，9-鍵盤(pán)顯示單元，10-太陽(yáng)能發(fā)電裝置，11-無(wú)線(xiàn)通信模塊，12-檢測(cè)平臺(tái)，13-水泡水平儀，14-螺栓，15-彈簧，61-RTD傳感器，71-PH值探頭，81-傳感器支架，82-支架槽，83-水位刻度，84-箱體。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例

如圖1所示，本實(shí)施例的一種自動(dòng)檢測(cè)和播報(bào)的雨水監(jiān)控裝置，包括控制單元1、傳感器監(jiān)測(cè)裝置、水閥控制單元3、電磁水閥4、水箱組件8、鍵盤(pán)顯示單元9、太陽(yáng)能發(fā)電裝置10、無(wú)線(xiàn)通信模塊11和檢測(cè)平臺(tái)12；控制單元1分別與傳感器檢測(cè)裝置、水閥控制單元3、按鍵顯示單元9、太陽(yáng)能發(fā)電裝置10和無(wú)線(xiàn)通信模塊11連接，傳感器檢測(cè)裝置包括分別與控制單元1相連接的雨水檢測(cè)單元2、雨量檢測(cè)單元5、PH值檢測(cè)單元6和RTD檢測(cè)單元7，控制單元1作為整個(gè)裝置的控制中心，雨水檢測(cè)單元2輸出、雨量檢測(cè)單元5輸出、PH值檢測(cè)單元輸出7和RTD檢測(cè)單元6輸出分別與控制單元相連，鍵盤(pán)顯示單元9與控制單元1相連，進(jìn)行指令的輸入并且把監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示出來(lái)，無(wú)線(xiàn)通信模塊11與控制單元1相連進(jìn)行無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，太陽(yáng)能發(fā)電裝置10對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行供電；水箱組件8安裝在檢測(cè)平臺(tái)12上方。

如圖2和圖3所示，水箱組件8包括箱體84和位于箱體84內(nèi)側(cè)的支架槽82，支架槽82上設(shè)有傳感器支架81，傳感器支架上81設(shè)有PH值探頭71和RTD傳感器61，箱體84外側(cè)設(shè)有雨水傳感器，箱體84內(nèi)底部設(shè)有壓力傳感器，壓力傳感器一端與箱體84底部相連，另一端與大氣相通，PH值探頭71與PH值檢測(cè)單元7連接，用于檢測(cè)雨水的PH值，RTD傳感器61與RTD檢測(cè)單元6連接，用于檢測(cè)水溫，雨水傳感器與雨水檢測(cè)單元2連接，用于檢測(cè)下雨情況，壓力傳感器與雨量檢測(cè)單元5連接，通過(guò)壓力檢測(cè)轉(zhuǎn)換為雨量，進(jìn)行雨量檢測(cè)，控制單元1根據(jù)監(jiān)測(cè)到的雨水情況，通過(guò)水閥控制單元3控制檢測(cè)平臺(tái)下方的電磁水閥4的打開(kāi)與閉合，進(jìn)而控制水箱儲(chǔ)水或放水操作。螺栓14和彈簧15用于調(diào)節(jié)檢測(cè)平臺(tái)12的水平，水泡水平儀13用于檢測(cè)檢測(cè)平臺(tái)12是否水平。

本實(shí)施例中，PH值探頭71和RTD傳感器61設(shè)置于箱體84底部，便于測(cè)量雨水PH值及水溫，箱體84外側(cè)還設(shè)有水位刻度83，用于顯示水位數(shù)值；檢測(cè)平臺(tái)12上方還設(shè)有水泡水平儀13，檢測(cè)平臺(tái)12底部還設(shè)有三根支柱，其中一根支柱上設(shè)有螺栓14和彈簧15，通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓14壓縮彈簧15，并觀(guān)察水泡水平儀13是否處于中心位置，來(lái)控制檢測(cè)平臺(tái)12的水平度，從而保證檢測(cè)平臺(tái)處于水平狀態(tài)，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)一致性和準(zhǔn)確性。

本實(shí)施例中，控制單元1選用自帶AD和SPI總線(xiàn)單片機(jī)（STC12C5A60S2），無(wú)線(xiàn)通信模塊11選用GPRS模塊（西門(mén)子TC35），控制單元1與無(wú)線(xiàn)通信模塊11相連實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信。

如圖4所示，雨水檢測(cè)單元2的電路包括雨水傳感器RS1、PNP三極管Q1（2N5401）、運(yùn)算放大器U1A（LM358）及外圍元件，運(yùn)放U1A輸出端Uo1與控制單元相連。雨水傳感器RS1與PNP三極管Q1基極相連，三極管Q1集電極與GND相連，三極管Q1發(fā)射極與運(yùn)放U1A的負(fù)端相連；R2與RP1分壓點(diǎn)與運(yùn)放U1A的正端相連，運(yùn)放U1A輸出端與運(yùn)放U1A的正端相連；雨水傳感器RS1由兩個(gè)直徑10mm銅柱鍍鎳，以中心距離為11mm的位置安裝固定，當(dāng)下雨雨水傳感器RS1電阻值為幾百kΩ~10MΩ時(shí)，經(jīng)Q1電流放大后，U_A電平下降，比較器滿(mǎn)足U_A＜U_B，輸出端的電平Uo發(fā)生翻轉(zhuǎn)，由高電平變?yōu)榈碗娖?，從而檢測(cè)到下雨的情況，RP1可以調(diào)節(jié)測(cè)量靈敏度。

如圖5所示，雨量檢測(cè)單元5的電路包括壓力傳感器RS1（MPX5100DP）、儀表放大器U2（AD627）、集成運(yùn)放U3A（LM358）及增益電阻RG，雨量檢測(cè)單元5輸出Uo2與控制單元相連。水箱組件8底部的水管與雨量檢測(cè)單元5的壓力傳感器RS2一端相連，壓力傳感器另一端與大氣相通，兩者壓力比較產(chǎn)生壓力差，壓力差經(jīng)RS2轉(zhuǎn)換為電阻差，由RS2電橋轉(zhuǎn)換為電壓差，RS2輸出V+與U2正端相連，RS2輸出V-與U2負(fù)端相連，通過(guò)U2放大輸出Uo2連接到控制單元的A/D轉(zhuǎn)換端口；U3A及外圍元件產(chǎn)生U2所需的參考電壓V_RE，RP2用來(lái)調(diào)節(jié)V_RE大小。Uo2輸出為

Uo2=（5+200KΩ/RG）（V₊－V_-）

調(diào)節(jié)RG可改變Uo2輸出大小。

如圖6所示，溫度檢測(cè)單元6的電路包括RTD溫度傳感器RT1(PT100)、放大與AD變換器U4（AD7705）、恒流源U5（LM334）及精密電阻R5（169Ω 1%）、R6（6.25K 1%）。U5與R5組合產(chǎn)生Io(400UuA)電流從U5的V-輸出與RT1正端相連；Io流過(guò)RT1產(chǎn)生溫度信號(hào)輸入U(xiǎn)4的AN1+/AN1-，Io流過(guò)R6產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓Vr輸入到U4的V_REFN+/V_REFN-；溫度信號(hào)經(jīng)U4放大和AD變換輸出數(shù)字信號(hào)通過(guò)SPI總線(xiàn)與控制單元相連。

如圖7所示，PH值檢測(cè)單元7的電路包括：PH值探頭PH1（玻璃PH三復(fù)合電極FPH-01TG-6N）、前置放大器U6（AD795）、運(yùn)放U7（OP07）與U8（OP07）及外圍電子元件。PH1正端輸出E與U6的正端相連，PH1負(fù)端接地；U6、U7配置為同相放大器方式，R1、R2調(diào)節(jié)增益，U6輸出Uo3經(jīng)R9、R10電平調(diào)整輸入到U7正端；U8、RP3及電阻電路通過(guò)調(diào)整RP3，可進(jìn)行基準(zhǔn)電平調(diào)整，U7放大輸出Uo4連接到控制單元的A/D轉(zhuǎn)換端口。Uo4的輸出電壓為：Uo4=(1+R8/R7)×(1+R12/R11)×E。

本實(shí)施例的自動(dòng)檢測(cè)和播報(bào)的雨水監(jiān)控裝置能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地自動(dòng)進(jìn)行雨水、雨量、雨水PH值及水溫等參數(shù)的監(jiān)控并完成數(shù)據(jù)采集、分析和顯示，也可通過(guò)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)模塊上報(bào)數(shù)據(jù)中心。

本發(fā)明的一種自動(dòng)檢測(cè)和播報(bào)的雨水監(jiān)控裝置不局限于上述各實(shí)施例，凡采用等同替換方式得到的技術(shù)方案均落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)。