專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)線水位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其是無(wú)線水位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在航道運(yùn)輸業(yè)發(fā)達(dá)的今天，河流航道的水位變化對(duì)航道運(yùn)輸?shù)陌踩鸬經(jīng)Q定性的 作用，在過(guò)去河流航道的水位監(jiān)測(cè)都是人工方式的，在數(shù)字化信息快速發(fā)展的今天，水位監(jiān) 測(cè)已經(jīng)由人工監(jiān)測(cè)方式轉(zhuǎn)換為機(jī)械監(jiān)測(cè)方式，但是在監(jiān)測(cè)過(guò)程中仍然需要人工觀察水位監(jiān) 測(cè)機(jī)械所顯示的每一時(shí)刻的水位變化，怎樣能夠把監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤的傳輸?shù)竭h(yuǎn)程的的 終端，已經(jīng)成為測(cè)量行業(yè)里面一個(gè)重要研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以解決上述問(wèn)題實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程完成水位監(jiān)測(cè)的無(wú)線水 位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種無(wú)線水位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括現(xiàn)場(chǎng)傳 感器模塊、基站模塊、WEB發(fā)布模塊。 現(xiàn)場(chǎng)傳感器模塊包括水位傳感器模塊、溫度傳感器模塊、濕度傳感器模塊，基站模 塊其MCU內(nèi)嵌嵌入式操作系統(tǒng)OS，在操作系統(tǒng)的調(diào)度下，對(duì)硬件進(jìn)行控制以完成相關(guān)操作。 現(xiàn)場(chǎng)傳感器模塊現(xiàn)場(chǎng)采集溫度濕度和水位的信息并給出信息的模擬信號(hào)，將該模擬信號(hào)通 過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232將232電平轉(zhuǎn)換為T(mén)TL電平后傳給 MCU中進(jìn)行集中處理。 WEB發(fā)布模塊是用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)布顯示的部分。用戶在遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)上接上接收模 塊后，點(diǎn)擊桌面的快捷方式即可進(jìn)入到如下所示的界面。該部分通過(guò)設(shè)置串口的"端口 "， "波特率"，"奇偶校驗(yàn)"，"握手協(xié)議"，等屬性和協(xié)議實(shí)現(xiàn)串口與PC機(jī)的連接和數(shù)據(jù)傳遞。當(dāng) 用戶點(diǎn)擊"打開(kāi)端口 "時(shí)系統(tǒng)將獲取用戶設(shè)置的串口相關(guān)屬性，實(shí)現(xiàn)與串口設(shè)備連接，設(shè)備 如果就緒，則"GPRS狀態(tài)"將以草綠色字體顯示"在線"，如果設(shè)備出現(xiàn)異常，無(wú)法連接到PC 機(jī)，則給出對(duì)應(yīng)的提示。"最新數(shù)據(jù)顯示"可以實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)庫(kù)中的最新數(shù)據(jù)。根據(jù)"開(kāi)始 時(shí)間"和"結(jié)束時(shí)間"可以查詢(xún)所有這個(gè)時(shí)間段的數(shù)據(jù)，并且以分頁(yè)的形式顯示在下面的表 格中。 所述的嵌入式操作系統(tǒng)0S將所有事務(wù)分成4個(gè)任務(wù)來(lái)處理 任務(wù)1.定時(shí)(10us以上，可設(shè)定)對(duì)所有模擬通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)化，再將轉(zhuǎn)化的數(shù)
字量進(jìn)行換算得到真實(shí)值。 任務(wù)2.定時(shí)(0. lms以上，可設(shè)定)對(duì)所有數(shù)據(jù)通道進(jìn)行一次通信得到數(shù)據(jù)傳感 器的采樣數(shù)據(jù)。 任務(wù)3.定時(shí)(l分鐘以上，可設(shè)定)將采集到的數(shù)據(jù)打包通過(guò)GPRS模塊傳送到遠(yuǎn) 程INTERNET服務(wù)器上。 任務(wù)4.等待GSM接收短信息并對(duì)信息內(nèi)容進(jìn)行解析。通過(guò)解析出的命令來(lái)設(shè)定系統(tǒng)的工作方式或執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。 本發(fā)明之無(wú)線水位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是基于移動(dòng)通信方式平臺(tái)研制的水位信息數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)。由于采用了移動(dòng)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)等技術(shù)，確保了系統(tǒng)具有極高 的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。特別適用于有線通信實(shí)現(xiàn)困難、野外無(wú)人值守、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境多變等情況下 水位信息數(shù)據(jù)的傳送。在進(jìn)行相關(guān)水位監(jiān)測(cè)時(shí)，通過(guò)水位測(cè)點(diǎn)拓?fù)湓O(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)性研 究和比較研究。通過(guò)查閱了大量資料的基礎(chǔ)上，與國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上，可以得 到這樣的結(jié)論，本系統(tǒng)在整體的實(shí)現(xiàn)上處于明顯的領(lǐng)先水平。尤其系統(tǒng)軟件部分的嵌入式 操作系統(tǒng)完全為自主開(kāi)發(fā)。在獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)上，本系統(tǒng)除了利用中國(guó)移動(dòng)的GPRS來(lái) 傳遞數(shù)據(jù)外，用戶還可以利用短消息來(lái)方便的設(shè)置獲取數(shù)據(jù)。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明系統(tǒng)電路各部分功能及詳細(xì)連接圖； 圖3為本發(fā)明的電子電路圖。 圖4為本發(fā)明WEB發(fā)布的頁(yè)面顯示圖 本發(fā)明的目的、功能及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式參考圖l-圖4所示，本發(fā)明的具體實(shí)施步驟為傳感器組一直處于等待命令狀態(tài)， 0S內(nèi)包含有一個(gè)定時(shí)器(一段程式)，會(huì)定時(shí)(這個(gè)時(shí)間可以根據(jù)用戶的需要修改程式獲 得)通過(guò)串口給傳感器組一個(gè)傳輸當(dāng)前水位的命令，然后傳感器組就會(huì)把當(dāng)前的水位、溫 度和濕度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳給MCU。 0S對(duì)這些數(shù)據(jù)按照TCP/IP協(xié)議棧進(jìn)行打包處理后，經(jīng) 過(guò)一定的時(shí)間間隔后發(fā)給GPRS模塊，經(jīng)由中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)到達(dá)接收GPRS模塊，在這里會(huì)進(jìn)行 相反的操作，將數(shù)據(jù)包拆解，交給WEB發(fā)布模塊。在WEB發(fā)布端，利用多線程方法解析法讀 取串口設(shè)備傳輸過(guò)來(lái)的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)解析的數(shù)據(jù)將被存放在SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中。具體的 數(shù)據(jù)解析方法為使用一個(gè)1024位的BYTE數(shù)組，通過(guò)線程開(kāi)始一個(gè)寫(xiě)入流，將從串口中的 數(shù)據(jù)寫(xiě)入這個(gè)數(shù)組中，當(dāng)寫(xiě)到這個(gè)數(shù)組的末尾(第1024位)的時(shí)候，再?gòu)牡谝晃婚_(kāi)始寫(xiě)，新 寫(xiě)的數(shù)據(jù)將覆蓋掉原來(lái)的數(shù)據(jù)。這個(gè)線程開(kāi)始的同時(shí)，系統(tǒng)還將創(chuàng)建另外一個(gè)線程，這個(gè)線 程負(fù)責(zé)從這個(gè)BYTE數(shù)組中讀取傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。當(dāng)讀到最后一位(第1024位)的時(shí)候，再 從第一位開(kāi)始讀。同時(shí)系統(tǒng)還要確定這兩個(gè)線程不能碰頭，(例寫(xiě)入流寫(xiě)到300位的時(shí) 候，讀取流讀的位置不能超過(guò)它，否則將引發(fā)異常，或者讀取到空數(shù)據(jù))快要碰頭的時(shí)候?qū)?會(huì)使對(duì)應(yīng)的線程休眠一會(huì)。以確保程序的正常運(yùn)行。這樣通過(guò)一系列的判斷操作，解析出 對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中。
0發(fā)短信中科G至*********** (手機(jī)號(hào))可獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)
〇發(fā)短信中科ST至*********** (手機(jī)號(hào))綁定接收數(shù)據(jù)手機(jī)
〇發(fā)短信中科SS至***********(手機(jī)號(hào))設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)間間隔
〇發(fā)短信中科H至*********** (手機(jī)號(hào))取消當(dāng)前綁定手機(jī)
短信的功能實(shí)現(xiàn)如下所述 在OS中，系統(tǒng)定義的數(shù)據(jù)格式為密碼+命令字+參數(shù)，這里設(shè)置密碼是為了屏蔽垃圾短信，凡是字段中沒(méi)有密碼的，經(jīng)OS判斷后會(huì)立即被拋棄，合格的數(shù)據(jù)進(jìn)入OS后，OS會(huì) 通過(guò)命令字來(lái)判斷用戶需要進(jìn)行怎樣的操作，如果解析出來(lái)的是G那么就是要獲得當(dāng)前的 數(shù)據(jù)，OS會(huì)給傳感器組一個(gè)命令要求給出當(dāng)前數(shù)據(jù)，再接到數(shù)據(jù)后，按照TCP/I P協(xié)議棧打 包后發(fā)給GSM模塊，經(jīng)由中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)發(fā)到用戶手機(jī)上。如果解析出的命令字是ST，那么OS 會(huì)繼續(xù)向后詢(xún)問(wèn)，在獲得后面的參數(shù)后再進(jìn)行前面的操作。其余的處理類(lèi)似。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用 本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān) 的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種無(wú)線水位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括現(xiàn)場(chǎng)傳感器模塊、基站模塊、WEB發(fā)布模塊?，F(xiàn)場(chǎng)傳感器模塊包括水位傳感器模塊、溫度傳感器模塊、濕度傳感器模塊，基站模塊其MCU內(nèi)嵌嵌入式操作系統(tǒng)OS，在操作系統(tǒng)的調(diào)度下，對(duì)硬件進(jìn)行控制以完成相關(guān)操作?，F(xiàn)場(chǎng)傳感器模塊現(xiàn)場(chǎng)采集溫度濕度和水位的信息并給出信息的模擬信號(hào)，將該模擬信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232將232電平轉(zhuǎn)換為T(mén)TL電平后傳給MCU中進(jìn)行集中處理。WEB發(fā)布模塊是用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)布顯示的部分。用戶在遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)上接上接收模塊后，點(diǎn)擊桌面的快捷方式即可進(jìn)入到如圖4所示的界面。該部分通過(guò)設(shè)置串口的“端口”，“波特率”，“奇偶校驗(yàn)”，“握手協(xié)議”，等屬性和協(xié)議實(shí)現(xiàn)串口與PC機(jī)的連接和數(shù)據(jù)傳遞。當(dāng)用戶點(diǎn)擊“打開(kāi)端口”時(shí)系統(tǒng)將獲取用戶設(shè)置的串口相關(guān)屬性，實(shí)現(xiàn)與串口設(shè)備連接，設(shè)備如果就緒，則“GPRS狀態(tài)”將以草綠色字體顯示“在線”，如果設(shè)備出現(xiàn)異常，無(wú)法連接到PC機(jī)，則給出對(duì)應(yīng)的提示?！白钚聰?shù)據(jù)顯示”可以實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)庫(kù)中的最新數(shù)據(jù)。根據(jù)“開(kāi)始時(shí)間”和“結(jié)束時(shí)間”可以查詢(xún)所有這個(gè)時(shí)間段的數(shù)據(jù)，并且以分頁(yè)的形式顯示在下面的表格中。
2. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)線水位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的嵌入式操作系統(tǒng) 0S將所有事務(wù)分成4個(gè)任務(wù)來(lái)處理任務(wù)1.定時(shí)(10us以上，可設(shè)定)對(duì)所有模擬通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)化，再將轉(zhuǎn)化的數(shù)字量 進(jìn)行換算得到真實(shí)值。任務(wù)2.定時(shí)(0. lms以上，可設(shè)定)對(duì)所有數(shù)據(jù)通道進(jìn)行一次通信得到數(shù)據(jù)傳感器的 采樣數(shù)據(jù)。任務(wù)3.定時(shí)(l分鐘以上，可設(shè)定)將采集到的數(shù)據(jù)打包通過(guò)GPRS模塊傳送到遠(yuǎn)程 INTERNET服務(wù)器上。任務(wù)4.等待GSM接收短信息并對(duì)信息內(nèi)容進(jìn)行解析。通過(guò)解析出的命令來(lái)設(shè)定系統(tǒng) 的工作方式或執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其是無(wú)線水位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括現(xiàn)場(chǎng)傳感器模塊、基站模塊、WEB發(fā)布模塊；現(xiàn)場(chǎng)傳感器模塊將采集的水位信息通過(guò)基站模塊和WEB模塊傳輸給遠(yuǎn)程終端，完成遠(yuǎn)程終端水位監(jiān)測(cè)的目的。本發(fā)明之無(wú)線水位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是基于移動(dòng)通信方式平臺(tái)研制的水位信息數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。由于采用了移動(dòng)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)等技術(shù)，確保了系統(tǒng)具有極高的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。特別適用于有線通信實(shí)現(xiàn)困難、野外無(wú)人值守、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境多變等情況下水位信息數(shù)據(jù)的傳送。在進(jìn)行相關(guān)水位監(jiān)測(cè)時(shí)，通過(guò)水位測(cè)點(diǎn)拓?fù)湓O(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)性研究和比較研究。
文檔編號(hào)H04L29/08GK101726341SQ200810225390
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者嚴(yán)科, 宮鵬, 李秀紅, 程曉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所;北京秀英環(huán)境信息技術(shù)發(fā)展有限公司