專利名稱：無線遠程水位自動監(jiān)測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及水位水文監(jiān)測技術領域。
背景技術：
水位監(jiān)測是保證水庫、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)原來全為人工進行監(jiān)測，很顯然上述工作如果是人工完成的話無論從時間和資金上都 將造成很大的浪費，給測量和控制帶來了一定的麻煩和不便，同時也容易出差錯，所以近年 來人們普遍采用自動水位計來進行水位的監(jiān)測?，F(xiàn)有的自動水位計有手持式、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、礦山等均處在偏遠山區(qū)、荒地，路程較遠且路途艱險，水位數(shù)據(jù)的采集仍 需人工到達現(xiàn)場進行，且自動水位計的保養(yǎng)和維護較難，這就在無形中增加了不必要的成 本，造成浪費。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種無線遠程水位自動監(jiān)測裝置，使用該裝置，可方便 進行水位數(shù)據(jù)的無線傳輸監(jiān)測，準確、及時、快速、減輕勞動強度、降低成本，提高工作效率； 特別適合于野外和遠距離使用，可廣泛用于水庫、江、河、湖泊、灌渠和礦山等的水位監(jiān)測。本實用新型是按下述的無線遠程水位自動監(jiān)測方法實施的，該方法具有以下步 驟a、通過現(xiàn)場傳感器(3)近些進行水位等水文數(shù)據(jù)的采集；b、利用GPRS RTU (4)將采集的水位數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡傳輸至中心控制站(1 )，利 用太陽能板和鋰電池(5)進行現(xiàn)場電力的儲存和提供；由中心控制站(1)對數(shù)據(jù)進行檢查、 存貯等處理；中心控制站(1)和手機(2 )無線連接；C、手機(2)和中心控制站(1)安置在異地任意地點，利用監(jiān)控軟件進行監(jiān)測。本實用新型的主要技術方案是一種無線遠程水位自動監(jiān)測裝置，其特征在于具 有如下結構在現(xiàn)場設有對水位等水文數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)場傳感器(3)，現(xiàn)場傳感器(3)通過電 纜和GPRS RTU (4)連接，GPRS RTU (4)內(nèi)置CPU模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、控制模塊和GPRS/ CDMA數(shù)據(jù)通信模塊；并設有鋰電池和太陽能板(5)供電裝置，構成野外遙測站；GPRS RTU (4)通過GPRS網(wǎng)絡無線模塊將水位數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇蓪?shù)據(jù)進行檢查、存貯等處理的中心控制 站(1)，中心控制站(1)和手機(2)無線連接；中心控制站(1)和手機(2)設有相應的水位監(jiān) 控軟件。所述的現(xiàn)場傳感器可為水位，以及溫度和/或流量傳感器。本實用新型具有如下積極效果⑴水位全面實現(xiàn)自動觀測，長期連續(xù)自記和固態(tài) 存儲，為資料整編計算機化創(chuàng)造了條件，準確、及時、快速、減輕職工勞動強度，減少了成本， 提高了資料整編質(zhì)量；⑵水位監(jiān)測手段更加科學、可靠，水情信息量有較大增加，傳輸時間 明顯縮短，抗干擾能力提高，信息差錯率降低。⑶采用無線的通信手段后，實時水位信息將有明顯增加，實時水位更加準確及時，并得到快速處理，實現(xiàn)作業(yè)預報計算機化，克服了現(xiàn) 有技術之不足，改變了手工作業(yè)預報的落后狀態(tài)，使作業(yè)時間縮短，預報精度提高。即使在 遠離觀測現(xiàn)場的異地，也能方便地對水情要素如水位、水溫、流量等環(huán)境數(shù)據(jù)的采集讀取， 真正實現(xiàn)了遠程監(jiān)測和數(shù)據(jù)共享的功能。除數(shù)據(jù)遠程采集、實時監(jiān)控外，系統(tǒng)還可實現(xiàn)遠程 手機報警，還可通過用戶手機遠程控制現(xiàn)場?？煞奖氵M行水位數(shù)據(jù)的無線傳輸監(jiān)測，準確、 及時、快速、減輕勞動強度、降低成本，提高工作效率；特別適合于野外和遠距離使用，可廣 泛用于水庫、江、河、湖泊、灌渠和礦山等的水位監(jiān)測。以下結合實施例及附圖作進詳述，但不作為對本實用新型的限定。
圖1為本實用新型一個較佳實施例的拓撲圖。圖2為圖1的電路方框圖及結構示意圖。圖中各標號及符號的含義為1-中心控制站、2-手機、3-傳感器、4-無線測控終 端GPRS RTU ；5-鋰電池和太陽能板。
具體實施方式
參見圖1 圖2，本由該系統(tǒng)由中心控制站(1)、手機(2)、現(xiàn)場傳感器(3)、GPRS RTU (4)、鋰電池和太陽能板(5)組成。其中，GPRS RTU (4)和現(xiàn)場傳感器(3)通過電纜連 接構成野外遙測站部分，使用鋰電池和太陽能板(5)進行供電，中心控制站(1)和手機(2) 擔負水位數(shù)據(jù)的接收和處理。中心控制站(1)實時通過GPRS網(wǎng)絡接收各遙測站上報的水 位數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行檢查、存貯、顯示、打印等處理，向所有遙測站發(fā)送控制命令，包括控制 每天發(fā)送次數(shù)、校時等，按設定的時段間隔，計算出各遙測站的時段水位值，統(tǒng)計上報數(shù)據(jù) 的次數(shù)及工作狀態(tài)，檢索數(shù)據(jù)。遙測站的主要任務是自動實時采集、水位、水溫數(shù)據(jù)，按設 定的時間及時間間隔通過GPRS網(wǎng)絡向中心控制站傳送水文數(shù)據(jù)。本實用新型是這樣工作的通過RS — 485總線將現(xiàn)場傳感器(3)與GPRS RTU (4) 連為一體，構成現(xiàn)場監(jiān)控單元。GPRS RTU (4)內(nèi)置CPU模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、控制模塊、 GPRS/CDMA數(shù)據(jù)通信模塊?？涩F(xiàn)場接入多路模擬量、開關量、繼電器信號等數(shù)據(jù)，然后直接 通過GPRS網(wǎng)絡無線模塊將現(xiàn)場數(shù)據(jù)與遠程控制中心連接，將采集數(shù)據(jù)實時發(fā)送到遠程數(shù) 據(jù)庫服務器，并存儲到數(shù)據(jù)庫中。通過該系統(tǒng)，即使在遠離觀測現(xiàn)場的異地，也能方便地對 水情要素如水位、水溫、流量等環(huán)境數(shù)據(jù)的采集讀取，真正實現(xiàn)了遠程監(jiān)測和數(shù)據(jù)共享的功 能。除數(shù)據(jù)遠程采集、實時監(jiān)控外，系統(tǒng)還可實現(xiàn)遠程手機報警，并通過用戶手機遠程控制 現(xiàn)場。GPRS網(wǎng)絡無線模塊拋棄了傳統(tǒng)的獨占電路交換模式，采用分組交換技術，每個用 戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，有效地利用了信道資 源，帶寬最高可達171.2Kb/s。目前中國移動的GPRS網(wǎng)絡覆蓋范圍在中心城市幾乎達到了 100%，在邊遠地區(qū)也達到了 80%以上，實際應用帶寬大約在20-40Kb/s，特別適合遠程監(jiān)測 行業(yè)的通信需求，完全取代過去傳統(tǒng)的有線、M0DEM、X. 25、數(shù)傳電臺、短信等通信方式。為一 種適合于野外使用可進行水位數(shù)據(jù)無線傳輸、易于保養(yǎng)維護的水位監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)第一部分為太陽能供電系統(tǒng)，第二部分為GPRS網(wǎng)絡信號測控系統(tǒng)，第三部 分為中心遠程計算機軟件程序處理系統(tǒng)。第一部分和第二部分組成一個節(jié)點，與第三部分 組成多對一的關系，即一個計算機軟件程序處理系統(tǒng)可以采集來自多個GPRS網(wǎng)絡節(jié)點的水位信號。第一部分太陽能供電系統(tǒng)工作原理為單晶硅太陽能板將天然陽光通過太陽能 發(fā)電轉換模塊將太陽能轉化為電能，然后通過微電腦充電電路將電能存儲進鋰電池中，為 GPRS信號測控系統(tǒng)提供穩(wěn)定的12V電源。系統(tǒng)考慮了太陽能充電過程中的過充與過放電 保護電路設計，當鋰電池電源充滿電后，系統(tǒng)能夠自動停止充電；當鋰電池電量低于安全容 量時，系統(tǒng)能夠自動斷電并進行充電工作。第二部分GPRS網(wǎng)絡測控系統(tǒng)工作原理為將采集 到4-20mA的水位計電流信號通過GPRS電路轉換為微電壓信號，然后再通過AD采集電路轉 換成數(shù)字信號，再通過GPRS網(wǎng)絡的數(shù)字/GPRS網(wǎng)絡信號轉換成GPRS網(wǎng)絡信號，以備傳送到 遠程計算機程序上。第三部分遠程計算機軟件程序處理系統(tǒng)工作原理為，GPRS信號通過以 太網(wǎng)和花生殼域名解析傳輸?shù)骄钟蚓W(wǎng)上的計算機系統(tǒng)上，通過無線遠程水位測控系統(tǒng)軟件 將GPRS網(wǎng)絡信號轉換成數(shù)字信號并存儲到數(shù)據(jù)庫中，以供程序系統(tǒng)打印和瀏覽水位波動 情況。
權利要求1.一種無線遠程水位自動監(jiān)測裝置，其特征在于具有如下結構在現(xiàn)場設有對水位等 水文數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)場傳感器(3)通過電纜和GPRS RTU (4)連接，GPRS RTU (4)內(nèi)置CPU模 塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、控制模塊和GPRS/CDMA數(shù)據(jù)通信模塊；并設有鋰電池和太陽能板(5)供 電裝置，構成野外遙測站；GPRS RTU (4)通過GPRS網(wǎng)絡無線模塊將水位數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇蓪?shù) 據(jù)進行檢查、存貯等處理的中心控制站(1)，中心控制站(1)和手機(2)無線連接；中心控制 站(1)和手機(2)設有相應的水位監(jiān)控軟件。
2.根據(jù)權利要求1所述的無線遠程水位自動監(jiān)測裝置，其特征在于所述的現(xiàn)場傳感器 為水位，以及溫度和/或流量傳感器。
專利摘要本實用新型為一種無線遠程水位自動監(jiān)測裝置，涉及水位水文監(jiān)測技術領域?，F(xiàn)場設有對水位等水文數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)場傳感器(3)，現(xiàn)場傳感器(3)通過電纜和GPRSRTU(4)連接；并設有鋰電池和太陽能板(5)供電裝置；GPRSRTU(4)通過GPRS網(wǎng)絡無線模塊將水位數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇蓪?shù)據(jù)進行檢查、存貯等處理的中心控制站(1)，中心控制站(1)和手機(2)無線連接，并設有相應的水位監(jiān)控軟件?？煞奖氵M行水位數(shù)據(jù)的無線傳輸監(jiān)測，準確、及時、快速、減輕勞動強度、降低成本，提高工作效率；特別適合于野外和遠距離使用，可廣泛用于水庫、江、河、湖泊、灌渠和礦山等的水位監(jiān)測。
文檔編號G01K1/02GK201853342SQ20102060906
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權日2010年11月16日
發(fā)明者于同超, 劉新社, 劉殿鳳, 唐英杰, 宋峰, 蔣鵬飛, 賈偉杰, 韓貴雷 申請人:華北有色工程勘察院有限公司