專(zhuān)利名稱(chēng)：雨量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種雨量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
降雨觀(guān)測(cè)是氣象觀(guān)測(cè)一個(gè)重要的觀(guān)測(cè)項(xiàng)目，降雨的大小與分布對(duì)當(dāng)?shù)氐牡孛鎻搅髋c地下水有著顯著的影響，所以必須加強(qiáng)降雨的全天候的觀(guān)測(cè)。
傳統(tǒng)的雨量監(jiān)測(cè)預(yù)警方式有很多，例如利用影像監(jiān)控設(shè)備對(duì)雨量實(shí)施畫(huà)面監(jiān)控、采用雨量計(jì)定點(diǎn)監(jiān)控等等。但是，這些監(jiān)測(cè)預(yù)警方法一般都是監(jiān)測(cè)預(yù)警精度不夠高、不易實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警、耗電量大、不能通信等，存在很多問(wèn)題。
另外，出現(xiàn)災(zāi)害性降雨時(shí)，也沒(méi)有任何預(yù)報(bào)預(yù)警功能，及時(shí)提醒有關(guān)部門(mén)和人員采取措施。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種高精度、能耗低、能實(shí)時(shí)顯示、具有預(yù)警功能的新型的雨量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。
一種雨量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，包括雨量采集單元和監(jiān)控中心，其中，雨量采集單元包括一嵌入式微控制器，嵌入式微控制器連接有至
少一雨量計(jì)、至少一溫度傳感器、一 GPRS/CDMA ^t塊、 一日歷時(shí)鐘芯片、一EEPROM和一電源；監(jiān)控中心包括接收和處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理單元、GPRS/CDMA通信單元、顯示單元和輸入模塊。
所述雨量計(jì)為雙閥容柵式雨量計(jì)。雙閥容柵式雨量計(jì)采用精密容柵位移傳感器，分辨率是O. 01,完全滿(mǎn)足輸出精度0. lmm精度要求；雙閥容柵式雨量計(jì)負(fù)責(zé)雨量的采集，當(dāng)降雨達(dá)到0.1mm時(shí)，輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，供嵌入式微控制器采集和處理。
嵌入式微控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警雨量計(jì)，當(dāng)采集到脈沖信號(hào)時(shí)，立刻將脈沖信號(hào)換算成雨量數(shù)據(jù)保存到EEPR0M中，使用實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘芯片記錄雨量的采集時(shí)刻，當(dāng)?shù)竭_(dá)系統(tǒng)的發(fā)送時(shí)刻，嵌入式微控制器通過(guò)GPRS/CDMA模塊將雨量數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心。另一方面，嵌入式微控制器通過(guò)溫度傳感器測(cè)量當(dāng)前狀態(tài)下的氣溫，當(dāng).系統(tǒng)時(shí)鐘到達(dá)采集時(shí)刻，嵌入式微控制器通過(guò)溫度傳感器釆集當(dāng)前的大氣溫度，并將溫度數(shù)據(jù)保存到EEPR0M中，同時(shí)保存溫度采集時(shí)刻，當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘到達(dá)發(fā)送時(shí)刻，嵌入式微控制器通過(guò)GPRS/C畫(huà)A模塊將當(dāng)前的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心；溫度傳感器是比較成熟的一種傳感器，其精度很容易達(dá)到±0.5° C,測(cè)量范圍-55 +125° C。
所述電源包括至少一免維護(hù)蓄電池，免維護(hù)蓄電池連接有太陽(yáng)能充電控制器和太陽(yáng)能電池板。在白天有光照的情況下，太陽(yáng)能電池板和太陽(yáng)能充電控制器給免維護(hù)蓄電池充電，將電能保存到免維護(hù)蓄電池里面，在無(wú)光照的情況下，免維護(hù)蓄電池為系統(tǒng)提供電能，保障系統(tǒng)的持續(xù)用電需求。
所述雨量采集單元里的GPRS/CDMA模塊和監(jiān)控中心里的GPRS/CDMA通信單元是相互配合的，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連4妄。對(duì)雨量采集單元，使用GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同監(jiān)測(cè)預(yù)警中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，嵌入式微控制器通過(guò)RS232接口同GPRS/CDMA模塊通訊，同時(shí)嵌入式微控制器通過(guò)GPRS/CDMA模塊接收來(lái)自監(jiān)控中心的命令，用于設(shè)置雨量采集單元的工作參數(shù)。嵌入式微控制器同監(jiān)測(cè)預(yù)警中心使用Modbus通訊協(xié)議，有效保證數(shù)據(jù)通訊的可靠性。
同時(shí)雨量采集單元具有歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，在網(wǎng)絡(luò)或是監(jiān)測(cè)預(yù)警中心出現(xiàn)不可避免的故障時(shí)，將數(shù)據(jù)保存到EEPR0M中。當(dāng)故障排除以后，監(jiān)測(cè)預(yù)警中心可通過(guò)讀取歷史數(shù)據(jù)功能，獲取故障期間未獲取的數(shù)據(jù)。
監(jiān)控中心包括接收和處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理單元、GPRS/CDMA通信單元、顯示單元和輸入模塊。其主要作用為接收各個(gè)雨量采集單元的數(shù)據(jù)，并處理數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)庫(kù)，可以永久保存；可以形成動(dòng)態(tài)走勢(shì)曲線(xiàn)，方便監(jiān)測(cè)預(yù)警人員觀(guān)測(cè)；可以連接到網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，即可以通過(guò)Internet訪(fǎng)問(wèn)雨量的數(shù)據(jù)，方便各種人員及時(shí)查看當(dāng)前降雨情況；可以遠(yuǎn)程控制雨量采集單元，即通過(guò)GPRS/CDMA對(duì)雨量采集單元進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，包括時(shí)間校正、參數(shù)設(shè)定、開(kāi)關(guān)等，并可以對(duì)系統(tǒng)遠(yuǎn)程在線(xiàn)升級(jí)。
另外，所述監(jiān)控中心號(hào)設(shè)置有一預(yù)警決策單元、 一災(zāi)情報(bào)警發(fā)布單元和一 GSM手機(jī)短信模塊單元。根據(jù)監(jiān)控中心的接受和處理的實(shí)時(shí)雨量信息做出災(zāi)情警報(bào)決策，并發(fā)出災(zāi)情警報(bào)決策指令，具體來(lái)說(shuō)可以通過(guò)GSM手機(jī)短信模塊單元發(fā)送給相關(guān)人員，也可以連接到網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行發(fā)布。
本實(shí)用新型提供的雨量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警雨量和溫度的大小，使用軟件和硬件的冗余設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行；使用GPRS/C畫(huà)A技術(shù)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和使用成本的低廉性；采用太陽(yáng)能和免維護(hù)蓄電池供電，保證系統(tǒng)供電的長(zhǎng)期穩(wěn)定；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在監(jiān)控服務(wù)器上，相應(yīng)的軟件提供了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)，歷史曲線(xiàn)查詢(xún)等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享、永久保存、
顯示、打印才艮表和曲線(xiàn)；可經(jīng)由Internet訪(fǎng)問(wèn)^t據(jù)^務(wù)器，方侵_隨時(shí)查看數(shù)據(jù)，及時(shí)了解當(dāng)前降雨情況。具有預(yù)警決策單元和災(zāi)情報(bào)警發(fā)布單元，當(dāng)出現(xiàn)災(zāi)害性降雨時(shí)，可以提前發(fā)出報(bào)警信息，供相關(guān)部門(mén)和決策人員及時(shí)釆取防治措施。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中雨量采集單元的原理框圖。
具體實(shí)施方式

下面以非限定性的實(shí)施例來(lái)進(jìn) 一 步解釋、說(shuō)明本技術(shù)方案。一種雨量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，如圖l所示包括一雨量采集單元、
一監(jiān)控中心，二者通過(guò)GPRS通訊。
其中，雨量采集單元如圖2所示，包括一嵌入式微控制器，并分別連接有一雙閥容4冊(cè)式雨量計(jì)、 一溫度傳感器、 一實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘、一GPRS模塊、一 EEPR0M和一免維護(hù)蓄電池，免維護(hù)蓄電池連接有一太陽(yáng)能充電控制器和太陽(yáng)能電池板。
監(jiān)控中心包括接收和處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理單元、GPRS通信單元、顯示單元和輸入模塊。其主要功能是接收雨量采集單元的數(shù)據(jù)，并處理數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)庫(kù)，永久保存；形成動(dòng)態(tài)走勢(shì)曲線(xiàn)，方便監(jiān)測(cè)預(yù)警人員觀(guān)測(cè)；連接到網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，即可以通過(guò)Internet訪(fǎng)問(wèn)雨量的數(shù)據(jù)，方便各種人員及時(shí)查看當(dāng)前降雨情況；遠(yuǎn)程控制雨量采集單元，即通過(guò)GPRS對(duì)雨量采集單元進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，包括時(shí)間校正、參數(shù)設(shè)定、開(kāi)關(guān)等，并可以對(duì)系統(tǒng)遠(yuǎn)程在線(xiàn)升級(jí)。
應(yīng)用時(shí)，雙閥容4冊(cè)式雨量計(jì)在降雨達(dá)到0. lmm時(shí)輸出 一脈沖信號(hào)，供嵌入式微控制器采集和處理，嵌入式微控制器采集到脈沖信號(hào)時(shí)，立刻將脈沖信號(hào)換算成雨量數(shù)據(jù)保存到EEPR0M中，并使用實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘功能，記錄雨量的采集時(shí)刻，當(dāng)達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的發(fā)送時(shí)刻，嵌入式微控制器通過(guò)GPRS模塊將雨量數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心的GPRS通信模塊，并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
另 一 方面，嵌入式微控制器通過(guò)溫度傳感器測(cè)量當(dāng)前狀態(tài)下的氣溫，當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘到達(dá)采集時(shí)刻，嵌入式微控制器通過(guò)溫度傳感器采集當(dāng)前的大氣溫度，并將溫度數(shù)據(jù)保存到EEPR0M中，同時(shí)保存溫度采集時(shí)刻，當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘到達(dá)發(fā)送時(shí)刻，嵌入式微控制器通過(guò)GPRS模塊將當(dāng)前的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心；溫度傳感器是比較成熟的一種傳感器，其精度很容易達(dá)到±0.5° C,測(cè)量范圍-55 +125° C。
監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理模塊接收到信號(hào)后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成數(shù)據(jù)庫(kù)、動(dòng)態(tài)走勢(shì)曲線(xiàn)等，并可以發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，監(jiān)控中心可以通過(guò)GPRS對(duì)雨量采集單元進(jìn)行時(shí)間校正、參數(shù)設(shè)定、開(kāi)關(guān)等。
在這個(gè)過(guò)程中，免維護(hù)蓄電池對(duì)系統(tǒng)供電，白天光照的情況下，太陽(yáng)能電池板和太陽(yáng)能充電控制器為免維護(hù)蓄電池充電，并將電能保存到免維護(hù)蓄電池中，在無(wú)光照的情況下，免維^蓄電池即可供電，保障系統(tǒng)的持續(xù)用電需求，節(jié)約電能。
權(quán)利要求1.一種雨量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于包括至少一雨量采集單元和一監(jiān)控中心、其中，雨量采集單元包括一嵌入式微控制器，嵌入式微控制器連接有至少一雨量計(jì)、至少一溫度傳感器、一GPRS/CDMA模塊、一日歷時(shí)鐘芯片、一EEPROM和一電源；監(jiān)控中心包括接收和處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理單元、GPRS/CDMA通信單元、顯示單元和輸入模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控中心號(hào)設(shè)置有一預(yù)警決策單元、一災(zāi)情報(bào)警發(fā)布單元和一 GSM手機(jī)短信模塊單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述雨量計(jì)為雙閥容4冊(cè)式雨量計(jì)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的雨量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述電源包括至少一免維護(hù)蓄電池，免維護(hù)電池連接有太陽(yáng)能充電控制器和太陽(yáng)能電池板。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雨量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述雨量釆集單元里的GPRS/CDMA模塊和監(jiān)控中心里的GPRS/CDMA通信單元是相互配合的，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種雨量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心和至少一雨量采集單元，其中，雨量采集單元包括一嵌入式微控制器，嵌入式微控制器連接有至少一雨量計(jì)、至少一溫度傳感器、一GPRS/CDMA模塊、一日歷時(shí)鐘芯片、一EEPROM和一電源；監(jiān)控中心包括接收和處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理單元、GPRS/CDMA通信單元、顯示單元和輸入模塊。本實(shí)用新型提供的雨量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警雨量和溫度的大小，使用軟件和硬件的冗余設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行；使用GPRS/CDMA技術(shù)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和使用成本的低廉性；采用太陽(yáng)能和免維護(hù)蓄電池供電，保證系統(tǒng)供電的長(zhǎng)期穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H04W4/12GK201434913SQ20092002705
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日
發(fā)明者劉慶勇, 呂世超, 賈偉元 申請(qǐng)人:泰安市一開(kāi)電氣有限公司