一種防汛雨水情無線監(jiān)測站及其監(jiān)測方法
【專利摘要】一種防汛雨水情無線監(jiān)測站及其監(jiān)測方法，包括測控終端、測量設(shè)備、視頻設(shè)備、供電部分和4G網(wǎng)絡(luò)；測控終端包括低功耗測控模塊，防雷模塊和太陽能充電控制模塊；測量設(shè)備包括水位計(jì)、雨量筒、流速計(jì)、溫度計(jì)、濕度計(jì)的一種或一種以上；供電部分為太陽能電池板和蓄電池,防汛雨水情無線監(jiān)測站及其監(jiān)測方法結(jié)構(gòu)功能多樣化、信息可以共享和集成應(yīng)用、無需人值守、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、靈敏度高、對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，并且能在無線通訊的情況下實(shí)時(shí)傳輸視頻圖像的防汛雨水情無線監(jiān)測站及其監(jiān)測方法。
【專利說明】一種防汛雨水情無線監(jiān)測站及其監(jiān)測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及防汛安全領(lǐng)域，特別涉及一種防汛雨水情無線監(jiān)測站及其監(jiān)測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 二十一世紀(jì)是信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化迅猛發(fā)展的新世紀(jì)。世界范圍的新 技術(shù)革命和經(jīng)濟(jì)全球化的浪潮使各國又重新站在同一起跑線上，共同面對新的發(fā)展機(jī)遇 和挑戰(zhàn)。"數(shù)字城市"正是這股浪潮的潮頭，研究建設(shè)數(shù)字城市的理論與策略無疑具有現(xiàn) 實(shí)意義和學(xué)術(shù)價(jià)值，對豐富數(shù)字城市建設(shè)理論具有重要的意義，對豐富和發(fā)展信息系統(tǒng)的 理論具有創(chuàng)新價(jià)值。防汛指揮數(shù)字化建設(shè)，是促進(jìn)城市信息化的最重要內(nèi)容之一。隨著我國 經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，通訊、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字信息技術(shù)的日新月異，全社會對雨水情信 息的需求越來越高，雨水情信息采集、傳輸、處理方式發(fā)生了根本變化，并且隨著經(jīng)濟(jì)社會 的快速發(fā)展和社會財(cái)富的日益增加，相同規(guī)模的洪澇和風(fēng)暴潮所造成的災(zāi)害損失可能會越 來越大，對防汛預(yù)報(bào)預(yù)警設(shè)施防洪預(yù)報(bào)與調(diào)度指揮系統(tǒng)洪水管理等工作的要求越來越高。
[0003] 汛期河道、水庫、塘壩的安全問題，也一直是防汛管理部門所關(guān)心的重要問題，為 了加強(qiáng)河道、水庫、塘壩的安全監(jiān)管，需要建立"防汛雨水情無線監(jiān)測站"，對汛期雨水情信 息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，為防汛抗災(zāi)提供準(zhǔn)確、及時(shí)的數(shù)據(jù)信息。但是，目前現(xiàn)有技術(shù)中的防汛雨 水情無線監(jiān)測站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能單一，缺乏對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控的有效 手段，只具備簡單的數(shù)據(jù)采集和發(fā)送功能，并且需要人值守；缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信協(xié)議和共 享平臺，不同地區(qū)的數(shù)字遠(yuǎn)系統(tǒng)之間無法實(shí)現(xiàn)信息共享和集成應(yīng)用，重復(fù)建設(shè)造成的浪費(fèi) 嚴(yán)重；系統(tǒng)受環(huán)境因素影響較大，當(dāng)環(huán)境條件突變的情況下，系統(tǒng)無法繼續(xù)使用，適應(yīng)性差， 并且無線監(jiān)測站的無線傳輸由于帶寬有限，只能傳輸現(xiàn)場拍攝的照片，無法實(shí)時(shí)的傳輸視 頻圖像。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)，將會更加優(yōu)化地去配置各項(xiàng)自然資本、社會資本和政治資本，由此 達(dá)到大力節(jié)省資源，提高整體效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、推動社會進(jìn)步，改善生態(tài)質(zhì)量的基本要 求，將可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略所規(guī)定的目標(biāo)大大地向前推進(jìn)一步。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)功能多樣化、信息可以共 享和集成應(yīng)用、無需人值守、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、、靈敏度高、對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，并且能在無 線通訊的情況下實(shí)時(shí)傳輸視頻圖像的防汛雨水情無線監(jiān)測站及其監(jiān)測方法。
[0005] 防汛雨水情無線監(jiān)測站及其監(jiān)測方法及其指揮中心數(shù)字智能化建設(shè)，必須把地理 信息系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、視頻監(jiān)測系統(tǒng)和無線通訊技術(shù)，加上各種智能化傳感器，結(jié)合規(guī)劃中 的現(xiàn)實(shí)水文網(wǎng)絡(luò)（包括河道、下水道、積水點(diǎn)等等）和未來發(fā)展的水文網(wǎng)絡(luò)。在系統(tǒng)的總體 規(guī)劃下，將各地河道、水庫、塘壩的實(shí)時(shí)水位、雨量等，實(shí)現(xiàn)無人值守的自動的信息采集、信 息處理、信息反饋和優(yōu)化決策組成一個(gè)高度靈敏的一種防汛雨水情無線監(jiān)測站及其監(jiān)測方 法。
[0006] -種防汛雨水情無線監(jiān)測站系統(tǒng)的建設(shè)，包括現(xiàn)場水位、雨情信息采集設(shè)備以及 監(jiān)控中心信息接收及顯示、應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)?，F(xiàn)場測點(diǎn)信息采集與傳輸設(shè)備完成水位、降雨 量信息的實(shí)時(shí)采集、基本分析處理（如警戒狀態(tài)）與顯示，并負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)以無線或者有線的 方式傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，通過軟件進(jìn)行接收、顯示以及數(shù)據(jù)的存儲、分析、處理與預(yù)警。
[0007] 自動監(jiān)測站大多數(shù)設(shè)置在野外，不方便敷設(shè)或者架空線纜，所以我們采用無線通 訊方式將現(xiàn)場的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，供電電源采用太陽能供電方式。
[0008] 本發(fā)明提供了一種防汛雨水情無線監(jiān)測站，包括測控終端、測量設(shè)備、視頻設(shè)備、 供電部分和4G網(wǎng)絡(luò)；測控終端包括低功耗測控模塊，防雷模塊和太陽能充電控制模塊；測 量設(shè)備包括水位計(jì)、雨量筒、流速計(jì)、溫度計(jì)、濕度計(jì)的一種或一種以上；供電部分為太陽能 電池板和蓄電池；其中測量設(shè)備和視頻設(shè)備分別與測控終端連接；防雷設(shè)備分別與太陽能 充電控制模塊、低功耗測控模塊、太陽能電池板和測量設(shè)備連接；太陽能充電控制模塊分別 與低功耗測控模塊、蓄電池、太陽能電池板連接；測控終端通過4G網(wǎng)絡(luò)與上級調(diào)度中心、移 動終端和/或云計(jì)算端連接；
[0009] 云計(jì)算端接收并存儲、分析計(jì)算來自移動終端和/或測控終端的數(shù)據(jù)，并且還能 夠分享自身服務(wù)器的各種數(shù)據(jù)，主動或被動的方式發(fā)送給上級調(diào)度中心，移動終端和/或 測控終端，并且能夠供監(jiān)測人員檢索、查看、下載和/或點(diǎn)播；
[0010] 其中太陽能電池板配置滿足：P = QXRXK+[rXs];
[0011] 其中蓄電池配置滿足：F = QXRXT+[VXt];
[0012] 其中P為功率,單位為W;Q為功耗,單位為W;R為日供電時(shí)間；K為安全系數(shù)；r為 日有效供電時(shí)間；s為充電效率；F為蓄電池容量，單位為Ah ;T為陰雨天天數(shù)；V為設(shè)備供電 電壓，單位為伏；t為充電效率。
[0013] 無線監(jiān)測站還包括交換機(jī)，光端機(jī)，視頻設(shè)備和測控終端通過分別連接交換機(jī)，交 換機(jī)光端機(jī)連接。
[0014] 視頻設(shè)備傳輸視頻圖像和/或現(xiàn)場照片。
[0015] 視頻設(shè)備傳輸現(xiàn)場照片時(shí)，測控終端通過3G或2G網(wǎng)絡(luò)與上級調(diào)度中心、移動終端 和/或云計(jì)算端連接。
[0016] 上級調(diào)度中心集中顯示全部河道水位、降雨量、視頻圖像和/或現(xiàn)場照片，并生成 報(bào)表與曲線。
[0017] 上級調(diào)度中心實(shí)時(shí)顯示并存儲所管轄的各河道的水位數(shù)據(jù)、降雨量數(shù)據(jù)、視頻圖 像和/或現(xiàn)場照片，當(dāng)出現(xiàn)水位降雨量超出警戒時(shí)，能夠及時(shí)報(bào)警，并且將報(bào)警信息發(fā)送到 移動終端。
[0018] 所述蓄電池采用鉛酸免維護(hù)可充電蓄電池。
[0019] 所述太陽能電池板采用單晶硅太陽能電池組。
[0020] 監(jiān)測站設(shè)備采用太陽能電池板浮充蓄電池直流供電方式。
[0021] 本發(fā)明還提供了一種利用防汛雨水情無線監(jiān)測站的監(jiān)測方法，具體包括如下步 驟：
[0022] (1)通過太陽能充電控制模塊控制太陽能電池電池板對蓄電池進(jìn)行充電，并且設(shè) 置太陽能充電控制模塊的鉗位電壓閾值，保證蓄電池充足且不因過充而損壞；蓄電池充滿 電后，蓄電池在至少連續(xù)15-30天連續(xù)陰雨天氣情況下能維持正常工作；
[0023] (2)利用測量設(shè)備采集雨水情區(qū)域的水位、雨量、流速、溫度、濕度的一種或一種以 上，將采集數(shù)據(jù)上傳至測控終端；
[0024] (3)視頻設(shè)備采集視頻圖像和現(xiàn)場照片，并上傳至測控終端；
[0025] (4)測控終端分析判斷是否接收到所述步驟（2)上傳的采集數(shù)據(jù)和步驟（3)上傳 的視頻圖像和現(xiàn)場照片，如果接收到，則進(jìn)入步驟（5)，否則返回步驟（1);
[0026] (5)測控終端判斷所述步驟（2)上傳的采集數(shù)據(jù)和步驟（3)上傳的視頻圖像和現(xiàn) 場照片是否接收完整，如果接收完整，則進(jìn)入步驟（6)，否則返回步驟（1);
[0027] (6)判斷4G網(wǎng)絡(luò)是否可用，如果4G網(wǎng)絡(luò)可用，測控終端通過4G網(wǎng)絡(luò)同時(shí)上傳完整 的接收數(shù)據(jù)至上級調(diào)度中心和云計(jì)算端，進(jìn)入步驟（7);如果4G網(wǎng)絡(luò)不可用，判斷3G網(wǎng)絡(luò) 是否可用，如果3G網(wǎng)絡(luò)可用，則通過3G網(wǎng)絡(luò)將步驟（5)上傳的完整的采集數(shù)據(jù)和現(xiàn)場照片 上傳至上級調(diào)度中心和云計(jì)算端，進(jìn)入步驟（7);如果3G網(wǎng)絡(luò)不可用，則通過2G網(wǎng)絡(luò)將步 驟（5)上傳的完整的采集數(shù)據(jù)和現(xiàn)場照片上傳至上級調(diào)度中心和云計(jì)算端；
[0028] (7)上級調(diào)度中心和云計(jì)算端判斷接收數(shù)據(jù)是否超出預(yù)警閾值，如果超出預(yù)警閾 值，則及時(shí)報(bào)警；如果沒有，則完成監(jiān)測。
[0029] 所述步驟（7)的具體步驟為：
[0030] (7. 1)上級調(diào)度中心和云計(jì)算端分別將步驟（6)接收到的完整的接收數(shù)據(jù)分別存 儲在上級調(diào)度中心存儲器和云計(jì)算端存儲器中；
[0031] (7. 2)上級調(diào)度中心分析計(jì)算接收數(shù)據(jù)，判斷接收數(shù)據(jù)是否超出預(yù)警閾值，如果超 出預(yù)警閾值，則及時(shí)報(bào)警，并且將報(bào)警信息發(fā)送到移動終端和總調(diào)度中心，等待接收移動終 端和總調(diào)度中心收到數(shù)據(jù)的確認(rèn)反饋信息，如果沒有收到反饋信息，則重復(fù)發(fā)送報(bào)警信息 直到接收到移動終端和總調(diào)度中心收到數(shù)據(jù)的確認(rèn)反饋信息；如果沒有超出預(yù)警閾值，則 進(jìn)入步驟（7. 3);
[0032] (7. 3)云計(jì)算端分析計(jì)算接收數(shù)據(jù)，判斷接收數(shù)據(jù)是否超出預(yù)警閾值，如果超出預(yù) 警閾值，則及時(shí)報(bào)警，并且將報(bào)警信息發(fā)送到移動終端、上級調(diào)度中心和總調(diào)度中心，等待 接收移動終端、上級調(diào)度中心和總調(diào)度中心收到數(shù)據(jù)的確認(rèn)反饋信息，如果沒有收到反饋 信息，則重復(fù)發(fā)送報(bào)警信息直到接收到移動終端、上級調(diào)度中心和總調(diào)度中心收到數(shù)據(jù)的 確認(rèn)反饋信息；如果沒有超出預(yù)警閾值，則進(jìn)入步驟（7.4);
[0033] (7. 4)上級調(diào)度中心和云計(jì)算端將存儲在上級調(diào)度中心存儲器和云計(jì)算端存儲器 中的接收數(shù)據(jù)分別上傳至總調(diào)度中心，總調(diào)度中心將分別接收到的接收數(shù)據(jù)存儲到總調(diào)度 中心存儲器中；
[0034] (7. 5)總調(diào)度中心比較云計(jì)算端和上級調(diào)度中心分別上傳的接收數(shù)據(jù)是否一致， 如果不一致，則分別分析計(jì)算云計(jì)算端和上級調(diào)度中心分別上傳的接收數(shù)據(jù)，分別判斷接 收數(shù)據(jù)是否超出預(yù)警閾值，如果其中一個(gè)及一個(gè)以上超出預(yù)警閾值，則及時(shí)報(bào)警，并且將報(bào) 警信息發(fā)送到移動終端和上級調(diào)度中心，等待移動終端和上級調(diào)度中心收到數(shù)據(jù)的確認(rèn)反 饋信息，如果沒有收到反饋信息，則重復(fù)發(fā)送報(bào)警信息直到接收到移動終端和上級調(diào)度中 心收到數(shù)據(jù)的確認(rèn)反饋信息；如果都沒有超出預(yù)警閾值，則返回步驟（1)重新監(jiān)測；如果一 致，則完成監(jiān)測。
[0035] 本發(fā)明的防汛雨水情無線監(jiān)測站及其監(jiān)測方法，還可以實(shí)現(xiàn)：
[0036] 1)實(shí)現(xiàn)對河道雨水情信息進(jìn)行實(shí)時(shí)性采集，并可進(jìn)行現(xiàn)場拍照攝像，以及預(yù)警通 知，保障系統(tǒng)信息的高效性、及時(shí)性、準(zhǔn)確性、充分性。
[0037] 2)所有監(jiān)測站數(shù)據(jù)通過無線或者有線的方式直接傳輸至監(jiān)控中心，在電子地圖可 視化界面中直觀顯示各測點(diǎn)雨水情信息及警戒狀態(tài)；在發(fā)生報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)可自動發(fā)出報(bào)警 信號，如：系統(tǒng)彈出信息、發(fā)出聲音提示，并向相關(guān)部門指定人員發(fā)出報(bào)警短息通知。
[0038] 3)防汛雨水情無線監(jiān)測站系統(tǒng)以先進(jìn)實(shí)用、穩(wěn)定可靠為原則，并具備良好擴(kuò)展性、 兼容性和開放性，為系統(tǒng)后期擴(kuò)展升級、向其他相關(guān)平臺系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)提供規(guī)范 性接口。
[0039] 4)數(shù)據(jù)可以同時(shí)存儲在調(diào)度中心，調(diào)度分中心和云計(jì)算端，數(shù)據(jù)備份份數(shù)更多，更 有保障，并且利用了云計(jì)算端大的存儲容量，優(yōu)越的運(yùn)算能力和更廣的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)功能 更加強(qiáng)大，系統(tǒng)某一部分出現(xiàn)故障，對系統(tǒng)影響變小，系統(tǒng)可以正常運(yùn)作。
[0040] 5)傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)效性較差，無法快速實(shí)時(shí)的傳輸視頻信號，4G網(wǎng)絡(luò) 的使用可以快速流暢的傳輸視頻信號，時(shí)效性更強(qiáng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041] 圖1防汛雨水情無線監(jiān)測站的結(jié)構(gòu)圖

【具體實(shí)施方式】
[0042] 本發(fā)明提供了一種防汛雨水情無線監(jiān)測站，包括測控終端、測量設(shè)備、視頻設(shè)備、 供電部分和4G網(wǎng)絡(luò)；測控終端包括低功耗測控模塊，防雷模塊和太陽能充電控制模塊；測 量設(shè)備包括水位計(jì)、雨量筒、流速計(jì)、溫度計(jì)、濕度計(jì)的一種或一種以上；供電部分為太陽能 電池板和蓄電池；其中測量設(shè)備和視頻設(shè)備分別與測控終端連接；防雷設(shè)備分別與太陽能 充電控制模塊、低功耗測控模塊、太陽能電池板和測量設(shè)備連接；太陽能充電控制模塊分別 與低功耗測控模塊、蓄電池、太陽能電池板連接；測控終端通過4G網(wǎng)絡(luò)與上級調(diào)度中心、移 動終端和/或云計(jì)算端連接；
[0043] 云計(jì)算端接收并存儲、分析計(jì)算來自移動終端和/或測控終端的數(shù)據(jù)，并且還能 夠分享自身服務(wù)器的各種數(shù)據(jù)，主動或被動的方式發(fā)送給上級調(diào)度中心，移動終端和/或 測控終端，并且能夠供監(jiān)測人員檢索、查看、下載和/或點(diǎn)播；
[0044] 其中太陽能電池板配置滿足：P = QXRXK+[rXs];
[0045] 其中蓄電池配置滿足：F = QXRXT+[VXt];
[0046] 其中P為功率,單位為W;Q為功耗,單位為W;R為日供電時(shí)間；K為安全系數(shù)；r為 日有效供電時(shí)間；s為充電效率；F為蓄電池容量，單位為Ah ;T為陰雨天天數(shù)；V為設(shè)備供電 電壓，單位為伏；t為充電效率。
[0047] 無線監(jiān)測站還包括交換機(jī)，光端機(jī)，視頻設(shè)備和測控終端通過分別連接交換機(jī)，交 換機(jī)光端機(jī)連接。
[0048] 視頻設(shè)備傳輸視頻圖像和/或現(xiàn)場照片。
[0049] 視頻設(shè)備傳輸現(xiàn)場照片時(shí)，測控終端通過3G或2G網(wǎng)絡(luò)與上級調(diào)度中心、移動終端 和/或云計(jì)算端連接。
[0050] 上級調(diào)度中心集中顯示全部河道水位、降雨量、視頻圖像和/或現(xiàn)場照片，并生成 報(bào)表與曲線。
[0051] 上級調(diào)度中心實(shí)時(shí)顯示并存儲所管轄的各河道的水位數(shù)據(jù)、降雨量數(shù)據(jù)、視頻圖 像和/或現(xiàn)場照片，當(dāng)出現(xiàn)水位降雨量超出警戒時(shí)，能夠及時(shí)報(bào)警，并且將報(bào)警信息發(fā)送到 移動終端。
[0052] 所述蓄電池采用鉛酸免維護(hù)可充電蓄電池。
[0053] 所述太陽能電池板采用單晶硅太陽能電池組。
[0054] 監(jiān)測站設(shè)備采用太陽能電池板浮充蓄電池直流供電方式。
[0055] 本發(fā)明還提供了一種利用防汛雨水情無線監(jiān)測站的監(jiān)測方法，具體包括如下步 驟：
[0056] (1)通過太陽能充電控制模塊控制太陽能電池電池板對蓄電池進(jìn)行充電，并且設(shè) 置太陽能充電控制模塊的鉗位電壓閾值，保證蓄電池充足且不因過充而損壞；蓄電池充滿 電后，蓄電池在至少連續(xù)15-30天連續(xù)陰雨天氣情況下能維持正常工作；
[0057] (2)利用測量設(shè)備采集雨水情區(qū)域的水位、雨量、流速、溫度、濕度的一種或一種以 上，將采集數(shù)據(jù)上傳至測控終端；
[0058] (3)視頻設(shè)備采集視頻圖像和現(xiàn)場照片，并上傳至測控終端；
[0059] (4)測控終端分析判斷是否接收到所述步驟（2)上傳的采集數(shù)據(jù)和步驟（3)上傳 的視頻圖像和現(xiàn)場照片，如果接收到，則進(jìn)入步驟（5)，否則返回步驟（1);
[0060] (5)測控終端判斷所述步驟（2)上傳的采集數(shù)據(jù)和步驟（3)上傳的視頻圖像和現(xiàn) 場照片是否接收完整，如果接收完整，則進(jìn)入步驟（6)，否則返回步驟（1);
[0061] (6)判斷4G網(wǎng)絡(luò)是否可用，如果4G網(wǎng)絡(luò)可用，測控終端通過4G網(wǎng)絡(luò)同時(shí)上傳完整 的接收數(shù)據(jù)至上級調(diào)度中心和云計(jì)算端，進(jìn)入步驟（7);如果4G網(wǎng)絡(luò)不可用，判斷3G網(wǎng)絡(luò) 是否可用，如果3G網(wǎng)絡(luò)可用，則通過3G網(wǎng)絡(luò)將步驟（5)上傳的完整的采集數(shù)據(jù)和現(xiàn)場照片 上傳至上級調(diào)度中心和云計(jì)算端，進(jìn)入步驟（7);如果3G網(wǎng)絡(luò)不可用，則通過2G網(wǎng)絡(luò)將步 驟（5)上傳的完整的采集數(shù)據(jù)和現(xiàn)場照片上傳至上級調(diào)度中心和云計(jì)算端；
[0062] (7)上級調(diào)度中心和云計(jì)算端判斷接收數(shù)據(jù)是否超出預(yù)警閾值，如果超出預(yù)警閾 值，則及時(shí)報(bào)警；如果沒有，則完成監(jiān)測。
[0063] 所述步驟（7)的具體步驟為：
[0064] (7. 1)上級調(diào)度中心和云計(jì)算端分別將步驟（6)接收到的完整的接收數(shù)據(jù)分別存 儲在上級調(diào)度中心存儲器和云計(jì)算端存儲器中；
[0065] (7. 2)上級調(diào)度中心分析計(jì)算接收數(shù)據(jù)，判斷接收數(shù)據(jù)是否超出預(yù)警閾值，如果超 出預(yù)警閾值，則及時(shí)報(bào)警，并且將報(bào)警信息發(fā)送到移動終端和總調(diào)度中心，等待接收移動終 端和總調(diào)度中心收到數(shù)據(jù)的確認(rèn)反饋信息，如果沒有收到反饋信息，則重復(fù)發(fā)送報(bào)警信息 直到接收到移動終端和總調(diào)度中心收到數(shù)據(jù)的確認(rèn)反饋信息；如果沒有超出預(yù)警閾值，則 進(jìn)入步驟（7. 3);
[0066] (7. 3)云計(jì)算端分析計(jì)算接收數(shù)據(jù)，判斷接收數(shù)據(jù)是否超出預(yù)警閾值，如果超出預(yù) 警閾值，則及時(shí)報(bào)警，并且將報(bào)警信息發(fā)送到移動終端、上級調(diào)度中心和總調(diào)度中心，等待 接收移動終端、上級調(diào)度中心和總調(diào)度中心收到數(shù)據(jù)的確認(rèn)反饋信息，如果沒有收到反饋 信息，則重復(fù)發(fā)送報(bào)警信息直到接收到移動終端、上級調(diào)度中心和總調(diào)度中心收到數(shù)據(jù)的 確認(rèn)反饋信息；如果沒有超出預(yù)警閾值，則進(jìn)入步驟（7.4);
[0067] (7. 4)上級調(diào)度中心和云計(jì)算端將存儲在上級調(diào)度中心存儲器和云計(jì)算端存儲器 中的接收數(shù)據(jù)分別上傳至總調(diào)度中心，總調(diào)度中心將分別接收到的接收數(shù)據(jù)存儲到總調(diào)度 中心存儲器中；
[0068] (7. 5)總調(diào)度中心比較云計(jì)算端和上級調(diào)度中心分別上傳的接收數(shù)據(jù)是否一致， 如果不一致，則分別分析計(jì)算云計(jì)算端和上級調(diào)度中心分別上傳的接收數(shù)據(jù)，分別判斷接 收數(shù)據(jù)是否超出預(yù)警閾值，如果其中一個(gè)及一個(gè)以上超出預(yù)警閾值，則及時(shí)報(bào)警，并且將報(bào) 警信息發(fā)送到移動終端和上級調(diào)度中心，等待移動終端和上級調(diào)度中心收到數(shù)據(jù)的確認(rèn)反 饋信息，如果沒有收到反饋信息，則重復(fù)發(fā)送報(bào)警信息直到接收到移動終端和上級調(diào)度中 心收到數(shù)據(jù)的確認(rèn)反饋信息；如果都沒有超出預(yù)警閾值，則返回步驟（1)重新監(jiān)測；如果一 致，則完成監(jiān)測。。
[0069] 數(shù)據(jù)傳輸
[0070] 無線傳輸終端：通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，終端具有長期在線、即時(shí)通訊特點(diǎn)，終端 可同時(shí)與至少1?4個(gè)中心通信。
[0071] 水位、降雨量信息采集：
[0072] 1)實(shí)時(shí)采集水位值、水位計(jì)故障（通、斷）狀態(tài)等信息，并可進(jìn)行水位計(jì)量程設(shè) 定；
[0073] 2)實(shí)時(shí)采集降雨強(qiáng)度、小時(shí)雨量、日降雨量、場降雨量信息，并可設(shè)置雨量計(jì)分辨 率等相關(guān)信息。
[0074] 水位警戒報(bào)警
[0075] 支持設(shè)置多級水位警戒線值，支持水位狀態(tài)變化主動上報(bào)告警信息，保障信息的 即時(shí)性、高效性。
[0076] 雨情預(yù)警
[0077] 支持設(shè)置多級雨強(qiáng)等級警戒線值，支持狀態(tài)變化主動上報(bào)告警信息，保障信息的 即時(shí)性、高效性。
[0078] 拍照功能
[0079] 1)定時(shí)拍照加警戒拍照并存；
[0080] 2)水位警戒報(bào)警時(shí)終端自動對現(xiàn)場拍照，并將照片傳輸至中心系統(tǒng)；
[0081] 3)可設(shè)定定時(shí)拍照時(shí)間間隔，終端自動拍照，并將照片傳輸至中心系統(tǒng)。
[0082] 視頻圖像傳輸功能
[0083] 安裝網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)可以將連續(xù)的視頻圖像傳輸?shù)街行摹?br> [0084] 支持主動上報(bào)（定時(shí)上報(bào)、報(bào)警上報(bào)）+系統(tǒng)軟件問詢：
[0085] 1)主動上報(bào)：主動上報(bào)包括定時(shí)上報(bào)、告警主動上報(bào)，是指監(jiān)測點(diǎn)測控終端主動 向中心發(fā)送測點(diǎn)數(shù)據(jù)或照片；
[0086] 2)系統(tǒng)軟件問訊：遠(yuǎn)程召測包括定時(shí)召測、即時(shí)召測，是指監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)命令召 測監(jiān)測點(diǎn)水位數(shù)據(jù)或拍照。
[0087] 歷史記錄存儲、數(shù)據(jù)掉電不丟失、時(shí)鐘保持功能
[0088] 遠(yuǎn)程操作與維護(hù)：設(shè)置參數(shù)、召測數(shù)據(jù)、拍照：
[0089] 1)遠(yuǎn)程設(shè)參：測控終端支持遠(yuǎn)程設(shè)置測控終端參數(shù)。支持遠(yuǎn)程設(shè)置水位參數(shù)（包 括：水位計(jì)量程、水位警戒線值等）；
[0090] 2)遠(yuǎn)程召測、遠(yuǎn)程拍照：測控終端支持遠(yuǎn)程召測當(dāng)前水位監(jiān)測信息或拍照。
[0091] 避雷保護(hù)功能
[0092] 測控終端對所有輸入輸出引線（如電源線、傳感器引線、通信線等）都采取多級隔 離、吸收措施，最大限度地避免雷擊等過電壓過電流對測控器的破壞。
[0093] 測控終端的技術(shù)特點(diǎn)：
[0094] (1)適用環(huán)境：
[0095] 工作電壓：DC10-30V
[0096] 溫度范圍：-25?+7〇°C
[0097] 濕度范圍：相對濕度彡90%，無凝露彡95%
[0098] 工作環(huán)境：無導(dǎo)電塵埃、無爆炸性、腐蝕性氣體、無激烈震動、無液體噴濺。
[0099] (2)通信接口（RS232/485):
[0100] 接口類型：具有RJ45接口，串行RS232/RS485可選。
[0101] 串 口速率：300 ?19200bit/S
[0102] 數(shù)據(jù)格式：8位數(shù)據(jù)位；1位停止位；1位起始位；無校驗(yàn)/奇校驗(yàn)/偶校驗(yàn)可設(shè)。
[0103] (3)狀態(tài)量（開關(guān)量）輸入回路：
[0104] 輸入信號類型：輸入為不帶電的開/合切換觸點(diǎn)
[0105] 測量精度：0.01%
[0106] (4)模擬量輸入回路：
[0107] 輸入信號類型：①4?20mA電流信號②0?5V電壓信號
[0108] 采樣頻率：50Hz
[0109] 最大不損壞輸入范圍：
[0110] 輸入電流：-20 ?+30mA ;
[0111] 輸入電壓：-〇· 5?+7V
[0112] 測量精度：±0.5 %
[0113] 主要包含以下設(shè)備：
[0114]

【權(quán)利要求】
1. 一種防汛雨水情無線監(jiān)測站，其特征在于：包括測控終端、測量設(shè)備、視頻設(shè)備、供 電部分和4G網(wǎng)絡(luò)；測控終端包括低功耗測控模塊，防雷模塊和太陽能充電控制模塊；測量 設(shè)備包括水位計(jì)、雨量筒、流速計(jì)、溫度計(jì)、濕度計(jì)的一種或一種以上；供電部分為太陽能電 池板和蓄電池；其中測量設(shè)備和視頻設(shè)備分別與測控終端連接；防雷設(shè)備分別與太陽能充 電控制模塊、低功耗測控模塊、太陽能電池板和測量設(shè)備連接；太陽能充電控制模塊分別與 低功耗測控模塊、蓄電池、太陽能電池板連接；測控終端通過4G網(wǎng)絡(luò)與上級調(diào)度中心、移動 終端和/或云計(jì)算端連接； 云計(jì)算端接收并存儲、分析計(jì)算來自移動終端和/或測控終端的數(shù)據(jù)，并且還能夠分 享自身服務(wù)器的各種數(shù)據(jù)，主動或被動的方式發(fā)送給上級調(diào)度中心，移動終端和/或測控 終端，并且能夠供監(jiān)測人員檢索、查看、下載和/或點(diǎn)播； 其中太陽能電池板配置滿足：P = QXRXK+[rXs]; 其中蓄電池配置滿足：F = QXRXT+[VXt]; 其中P為功率，單位為W;Q為功耗,單位為W;R為日供電時(shí)間；K為安全系數(shù)；r為日有 效供電時(shí)間；s為充電效率；F為蓄電池容量，單位為Ah ;T為陰雨天天數(shù)；V為設(shè)備供電電 壓，單位為伏；t為充電效率。
2. 如權(quán)利要求1所述的防汛雨水情無線監(jiān)測站，其特征在于：還包括交換機(jī)，光端機(jī)， 視頻設(shè)備和測控終端通過分別連接交換機(jī)，交換機(jī)光端機(jī)連接。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的防汛雨水情無線監(jiān)測站，其特征在于：視頻設(shè)備傳輸視頻 圖像和/或現(xiàn)場照片。
4. 如權(quán)利要求3所述的防汛雨水情無線監(jiān)測站，其特征在于：視頻設(shè)備傳輸現(xiàn)場照片 時(shí)，測控終端通過3G或2G網(wǎng)絡(luò)與上級調(diào)度中心、移動終端和/或云計(jì)算端連接。
5. 如權(quán)利要求4所述的防汛雨水情自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：上級調(diào)度中心集中顯 示全部河道水位、降雨量、視頻圖像和/或現(xiàn)場照片，并生成報(bào)表與曲線。
6. 如權(quán)利要求1或2或4或5所述的防汛雨水情無線監(jiān)測站，其特征在于：上級調(diào)度 中心實(shí)時(shí)顯示并存儲所管轄的各河道的水位數(shù)據(jù)、降雨量數(shù)據(jù)、視頻圖像和/或現(xiàn)場照片， 當(dāng)出現(xiàn)水位降雨量超出警戒時(shí)，能夠及時(shí)報(bào)警，并且將報(bào)警信息發(fā)送到移動終端。
7. 如權(quán)利要求6所述的防汛雨水情無線監(jiān)測站，其特征在于：所述蓄電池采用鉛酸免 維護(hù)可充電蓄電池。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的防汛雨水情無線監(jiān)測站，其特征在于：所述太陽能電池板 采用單晶硅太陽能電池組。
9. 如權(quán)利要求8所述的防汛雨水情無線監(jiān)測站，其特征在于：監(jiān)測站設(shè)備采用太陽能 電池板浮充蓄電池直流供電方式。
10. 如權(quán)利要求9所述的防汛雨水情無線監(jiān)測站，其特征在于：太陽能充電控制模塊采 用鉗位控制方式。
11. 一種利用如上述權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的防汛雨水情無線監(jiān)測站的監(jiān)測方法， 其特征在于，包括如下步驟： (1)通過太陽能充電控制模塊控制太陽能電池電池板對蓄電池進(jìn)行充電，并且設(shè)置太 陽能充電控制模塊的鉗位電壓閾值，保證蓄電池充足且不因過充而損壞；蓄電池充滿電后， 蓄電池在至少連續(xù)15-30天連續(xù)陰雨天氣情況下能維持正常工作； (2) 利用測量設(shè)備采集雨水情區(qū)域的水位、雨量、流速、溫度、濕度的一種或一種以上， 將采集數(shù)據(jù)上傳至測控終端； (3) 視頻設(shè)備采集視頻圖像和現(xiàn)場照片，并上傳至測控終端； (4) 測控終端分析判斷是否接收到所述步驟（2)上傳的采集數(shù)據(jù)和步驟（3)上傳的視 頻圖像和現(xiàn)場照片，如果接收到，則進(jìn)入步驟（5)，否則返回步驟（1); (5) 測控終端判斷所述步驟（2)上傳的采集數(shù)據(jù)和步驟（3)上傳的視頻圖像和現(xiàn)場照 片是否接收完整，如果接收完整，則進(jìn)入步驟（6)，否則返回步驟（1); (6) 判斷4G網(wǎng)絡(luò)是否可用，如果4G網(wǎng)絡(luò)可用，測控終端通過4G網(wǎng)絡(luò)同時(shí)上傳完整的接 收數(shù)據(jù)至上級調(diào)度中心和云計(jì)算端，進(jìn)入步驟（7);如果4G網(wǎng)絡(luò)不可用，判斷3G網(wǎng)絡(luò)是否 可用，如果3G網(wǎng)絡(luò)可用，則通過3G網(wǎng)絡(luò)將步驟（5)上傳的完整的采集數(shù)據(jù)和現(xiàn)場照片上傳 至上級調(diào)度中心和云計(jì)算端，進(jìn)入步驟（7);如果3G網(wǎng)絡(luò)不可用，則通過2G網(wǎng)絡(luò)將步驟（5) 上傳的完整的采集數(shù)據(jù)和現(xiàn)場照片上傳至上級調(diào)度中心和云計(jì)算端； (7) 上級調(diào)度中心和云計(jì)算端判斷接收數(shù)據(jù)是否超出預(yù)警閾值，如果超出預(yù)警閾值，則 及時(shí)報(bào)警；如果沒有，則完成監(jiān)測。
12.如權(quán)利要求11所述的監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟（7)的具體步驟為： (7. 1)上級調(diào)度中心和云計(jì)算端分別將步驟（6)接收到的完整的接收數(shù)據(jù)分別存儲在 上級調(diào)度中心存儲器和云計(jì)算端存儲器中； (7. 2)上級調(diào)度中心分析計(jì)算接收數(shù)據(jù)，判斷接收數(shù)據(jù)是否超出預(yù)警閾值，如果超出預(yù) 警閾值，則及時(shí)報(bào)警，并且將報(bào)警信息發(fā)送到移動終端和總調(diào)度中心，等待接收移動終端和 總調(diào)度中心收到數(shù)據(jù)的確認(rèn)反饋信息，如果沒有收到反饋信息，則重復(fù)發(fā)送報(bào)警信息直到 接收到移動終端和總調(diào)度中心收到數(shù)據(jù)的確認(rèn)反饋信息；如果沒有超出預(yù)警閾值，則進(jìn)入 步驟（7. 3); (7. 3)云計(jì)算端分析計(jì)算接收數(shù)據(jù)，判斷接收數(shù)據(jù)是否超出預(yù)警閾值，如果超出預(yù)警閾 值，則及時(shí)報(bào)警，并且將報(bào)警信息發(fā)送到移動終端、上級調(diào)度中心和總調(diào)度中心，等待接收 移動終端、上級調(diào)度中心和總調(diào)度中心收到數(shù)據(jù)的確認(rèn)反饋信息，如果沒有收到反饋信息， 則重復(fù)發(fā)送報(bào)警信息直到接收到移動終端、上級調(diào)度中心和總調(diào)度中心收到數(shù)據(jù)的確認(rèn)反 饋信息；如果沒有超出預(yù)警閾值，則進(jìn)入步驟（7.4); (7. 4)上級調(diào)度中心和云計(jì)算端將存儲在上級調(diào)度中心存儲器和云計(jì)算端存儲器中的 接收數(shù)據(jù)分別上傳至總調(diào)度中心，總調(diào)度中心將分別接收到的接收數(shù)據(jù)存儲到總調(diào)度中心 存儲器中； (7. 5)總調(diào)度中心比較云計(jì)算端和上級調(diào)度中心分別上傳的接收數(shù)據(jù)是否一致，如果 不一致，則分別分析計(jì)算云計(jì)算端和上級調(diào)度中心分別上傳的接收數(shù)據(jù)，分別判斷接收數(shù) 據(jù)是否超出預(yù)警閾值，如果其中一個(gè)及一個(gè)以上超出預(yù)警閾值，則及時(shí)報(bào)警，并且將報(bào)警信 息發(fā)送到移動終端和上級調(diào)度中心，等待移動終端和上級調(diào)度中心收到數(shù)據(jù)的確認(rèn)反饋信 息，如果沒有收到反饋信息，則重復(fù)發(fā)送報(bào)警信息直到接收到移動終端和上級調(diào)度中心收 到數(shù)據(jù)的確認(rèn)反饋信息；如果都沒有超出預(yù)警閾值，則返回步驟（1)重新監(jiān)測；如果一致， 則完成監(jiān)測。
【文檔編號】G08C17/02GK104092750SQ201410309825
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】周冉, 呂文彬 申請人:濟(jì)南展飛物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司