專利名稱：無線遠(yuǎn)程水位自動監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水位水文監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
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(jìn)行監(jiān)測，很顯然上述工作如果是人工完成的話無論從時(shí)間和資金上都 將造成很大的浪費(fèi)，給測量和控制帶來了一定的麻煩和不便，同時(shí)也容易出差錯(cuò)，所以近年 來人們普遍采用自動水位計(jì)來進(jìn)行水位的監(jiān)測?，F(xiàn)有的自動水位計(jì)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(yuǎn)山區(qū)、荒地，路程較遠(yuǎn)且路途艱險(xiǎn)，水位數(shù)據(jù)的采集仍 需人工到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行，且自動水位計(jì)的保養(yǎng)和維護(hù)較難，這就在無形中增加了不必要的成 本，造成浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無線遠(yuǎn)程水位自動監(jiān)測方法，使用該方法或裝置，可方 便進(jìn)行水位數(shù)據(jù)的無線傳輸監(jiān)測，準(zhǔn)確、及時(shí)、快速、減輕勞動強(qiáng)度、降低成本，提高工作效 率；特別適合于野外和遠(yuǎn)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。本發(fā)明之一的主要技術(shù)方案是一種無線遠(yuǎn)程水位自動監(jiān)測方法，其特征在于具 有以下步驟
a、通過現(xiàn)場傳感器(3)近些進(jìn)行水位等水文數(shù)據(jù)的采集；
b、利用GPRSRTU (4)將采集的水位數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸至中心控制站(1 )，利用太 陽能板和鋰電池(5 )進(jìn)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(jìn)行檢查、存貯 等處理；中心控制站(1)和手機(jī)(2 )無線連接；
c、手機(jī)(2)和中心控制站(1)安置在異地任意地點(diǎn)，利用監(jiān)控軟件進(jìn)行監(jiān)測。本發(fā)明具有如下積極效果⑴水位全面實(shí)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(jì)算機(jī)化創(chuàng)造了條件，準(zhǔn)確、及時(shí)、快速、減輕職工勞動強(qiáng)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(xué)、可靠，水情信息量有較大增加，傳輸時(shí)間明顯 縮短，抗干擾能力提高，信息差錯(cuò)率降低。⑶采用無線的通信手段后，實(shí)時(shí)水位信息將有明 顯增加，實(shí)時(shí)水位更加準(zhǔn)確及時(shí)，并得到快速處理，實(shí)現(xiàn)作業(yè)預(yù)報(bào)計(jì)算機(jī)化，克服了現(xiàn)有技 術(shù)之不足，改變了手工作業(yè)預(yù)報(bào)的落后狀態(tài)，使作業(yè)時(shí)間縮短，預(yù)報(bào)精度提高。即使在遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測和數(shù)據(jù)共享的功能。除數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控外，系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手機(jī) 報(bào)警，還可通過用戶手機(jī)遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場?？煞奖氵M(jìn)行水位數(shù)據(jù)的無線傳輸監(jiān)測，準(zhǔn)確、及時(shí)、 快速、減輕勞動強(qiáng)度、降低成本，提高工作效率；特別適合于野外和遠(yuǎn)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。
3
以下結(jié)合實(shí)施例及附圖作進(jìn)詳述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例的拓?fù)鋱D。圖2為電路方框圖及結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號及符號的含義為1-中心控制站、2-手機(jī)、3-傳感器、4- GPRS RTU ； 5_太陽能板和鋰電池。
具體實(shí)施例方式參見圖1 圖2。a、通過現(xiàn)場傳感器(3)近些進(jìn)行水位等水文數(shù)據(jù)的采集；
b、利用GPRSRTU (4)將采集的水位數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸至中心控制站(1 )，利用太 陽能板和鋰電池(5 )進(jìn)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(jìn)行檢查、存貯 等處理；中心控制站(1)和手機(jī)(2 )無線連接；
c、手機(jī)(2)和中心控制站(1)安置在異地任意地點(diǎn)，利用監(jiān)控軟件進(jìn)行監(jiān)測。例如，可用無線遠(yuǎn)程水位自動監(jiān)測裝置實(shí)現(xiàn)上述方法。在現(xiàn)場設(shè)有對水位等水文 數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)場傳感器(3)，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(shè)有鋰電池和太陽能 板(5)供電裝置，構(gòu)成野外遙測站；GPRS RTU (4)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)無線模塊將水位數(shù)據(jù)傳輸 到可對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、存貯等處理的中心控制站(1)，中心控制站(1)和手機(jī)(2)無線連接； 中心控制站(1)和手機(jī)(2)設(shè)有相應(yīng)的水位監(jiān)控軟件。所述的水位數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)場傳感器 (3)可具有水位，以及溫度和/或流量等傳感器。其中，GPRS RTU (4)和現(xiàn)場傳感器(3)通過電纜連接構(gòu)成野外遙測站部分，使用 鋰電池和太陽能板(5)進(jìn)行供電，中心控制站(1)和手機(jī)(2)擔(dān)負(fù)水位數(shù)據(jù)的接收和處理。 中心控制站1實(shí)時(shí)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)接收各遙測站上報(bào)的水位數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)等，按設(shè)定的時(shí) 段間隔，計(jì)算出各遙測站的時(shí)段水位值，統(tǒng)計(jì)上報(bào)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(wù)是自動實(shí)時(shí)采集、水位、水溫?cái)?shù)據(jù)，按設(shè)定的時(shí)間及時(shí)間間隔通過GPRS網(wǎng)絡(luò) 向中心控制站(1)傳送水文數(shù)據(jù)。工作過程為通過RS — 485總線將現(xiàn)場傳感器(3)與GPRS RTU (4)連為一體，構(gòu) 成現(xiàn)場監(jiān)控單元。GPRS RTU (4) :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。可現(xiàn)場接入多路模擬量、開關(guān)量、繼電器信號等數(shù)據(jù)，然后直接通過GPRS網(wǎng)絡(luò)無線模 塊將現(xiàn)場數(shù)據(jù)與遠(yuǎn)程控制中心連接，將采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，并存儲到 數(shù)據(jù)庫中。通過該系統(tǒng)，即使在遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測和數(shù)據(jù)共享的功能。除數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集、實(shí) 時(shí)監(jiān)控外，系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手機(jī)報(bào)警，并通過用戶手機(jī)遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場。GPRS網(wǎng)絡(luò)無線模塊拋棄了傳統(tǒng)的獨(dú)占電路交換模式，采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用 戶可同時(shí)占用多個(gè)無線信道，同一無線信道又可以由多個(gè)用戶共享，有效地利用了信道資 源，帶寬最高可達(dá)171.2Kb/s。目前中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍在中心城市幾乎達(dá)到了 100%，在邊遠(yuǎn)地區(qū)也達(dá)到了 80%以上，實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在20-40Kb/s，特別適合遠(yuǎn)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(jìn)行水位數(shù)據(jù)無線傳輸、易于保養(yǎng)維護(hù)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(luò)信號測控系統(tǒng)，第三部 分為中心遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)軟件程序處理系統(tǒng)。第一部分和第二部分組成一個(gè)節(jié)點(diǎn)，與第三部分 組成多對一的關(guān)系，即一個(gè)計(jì)算機(jī)軟件程序處理系統(tǒng)可以采集來自多個(gè)GPRS網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)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(zhuǎn)換模塊將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后通過微電腦充電電路將電能存儲進(jìn)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(hù)電路設(shè)計(jì)，當(dāng)鋰電池電源充滿電后，系統(tǒng)能夠自動停止充電；當(dāng)鋰電池電量低于安全容 量時(shí)，系統(tǒng)能夠自動斷電并進(jìn)行充電工作。第二部分GPRS網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)工作原理為將采集 到4-20mA的水位計(jì)電流信號通過GPRS電路轉(zhuǎn)換為微電壓信號，然后再通過AD采集電路轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號，再通過GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字/GPRS網(wǎng)絡(luò)信號轉(zhuǎn)換成GPRS網(wǎng)絡(luò)信號，以備傳送到 遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)程序上。第三部分遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，通過無線遠(yuǎn)程水位測控系統(tǒng)軟件 將GPRS網(wǎng)絡(luò)信號轉(zhuǎn)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(quán)利要求
一種無線遠(yuǎn)程水位自動監(jiān)測方法，其特征在于具有以下步驟a、通過現(xiàn)場傳感器進(jìn)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(luò)傳輸至中心控制站(1)，利用太陽能板和鋰電池(5)進(jìn)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(jìn)行檢查、存貯等處理；中心控制站(1)和手機(jī)(2)無線連接；c、手機(jī)(2)和中心控制站(1)安置在異地任意地點(diǎn)，利用監(jiān)控軟件進(jìn)行監(jiān)測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線遠(yuǎn)程水位自動監(jiān)測方法，其特征在于所述的現(xiàn)場傳感器 (3)為水位，以及溫度和/或流量傳感器。
全文摘要
本發(fā)明為一種無線遠(yuǎn)程水位自動監(jiān)測方法，涉及水位水文監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。它是通過現(xiàn)場傳感器(3)進(jìn)行水位等水文數(shù)據(jù)的采集;利用GPRSRTU(4)將采集的水位數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸至中心控制站(1)，利用太陽能板和鋰電池(5)進(jìn)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(jìn)行檢查、存貯等處理；中心控制站(1)和手機(jī)(2)無線連接；手機(jī)(2)和中心控制站(1)安置在異地任意地點(diǎn)，利用水位監(jiān)控軟件進(jìn)行監(jiān)測?？煞奖氵M(jìn)行水位數(shù)據(jù)的無線傳輸監(jiān)測，準(zhǔn)確、及時(shí)、快速、減輕勞動強(qiáng)度、降低成本，提高工作效率；特別適合于野外和遠(yuǎn)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H04M11/00GK101975602SQ20101054596
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)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