多傳感器陣列水情在線監(jiān)測終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于現(xiàn)代水利監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及水情的實(shí)時監(jiān)測與監(jiān)控技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]水情在線監(jiān)測系統(tǒng)采用現(xiàn)代科技對水文信息進(jìn)行實(shí)時采集、存儲和傳輸?shù)膶ｉT技術(shù)，有效解決江河流域及水庫洪水預(yù)報、防洪調(diào)度及水資源合理利用的先進(jìn)手段，是水文現(xiàn)代化的發(fā)展方向。如若在特定區(qū)域設(shè)計一個基于水庫、水文、雨量的水情監(jiān)測系統(tǒng)，可以綜合分析該區(qū)域水情，可以實(shí)時了解當(dāng)?shù)厮閬韺?shí)現(xiàn)該區(qū)域水情的合理調(diào)控。同時可以實(shí)時監(jiān)測一些人無法靠近的區(qū)域或者無需人力來監(jiān)控的現(xiàn)場。由于不同地區(qū)的不同實(shí)際情況，因此需要對不同區(qū)域采用不同的方法來采集和傳輸實(shí)時數(shù)據(jù)，因此對監(jiān)測設(shè)備的要求不同。這樣往往造成監(jiān)測系統(tǒng)專用化程度高，品種多，不利于設(shè)備維護(hù)，也增加了對設(shè)備設(shè)計的復(fù)雜性。因此，在綜合研究中國水情監(jiān)測實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，設(shè)計開發(fā)出一種多傳感器陣列、可靠性高、維護(hù)方便，可適用于水文、水庫、雨量監(jiān)測的綜合性自動化監(jiān)測系統(tǒng)具有重要的實(shí)際應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:針對上述存在的問題和缺陷，本實(shí)用新型開發(fā)一種多傳感器陣列水情在線監(jiān)測終端，利用智能控制優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)多傳感器陣列數(shù)據(jù)采集，對特定區(qū)域水情進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測，起到超前預(yù)警作用，將對防洪調(diào)度和洪水預(yù)報等工作起重要作用，對未來水資源利用具有特別重要推廣應(yīng)用價值。
[0004]技術(shù)方案:為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:多傳感器陣列水情在線監(jiān)測終端包括主控處理模塊、雨量采集模塊、水位監(jiān)測模塊、水面測速模塊、無線收發(fā)模塊，其中:所述雨量采集模塊，通過雨量傳感器采集降雨參數(shù)，由CAN總線與主控處理模塊相連;所述水位監(jiān)測模塊，依靠激光測距儀完成水位狀態(tài)監(jiān)測，將水位數(shù)據(jù)傳輸至單片機(jī)，單片機(jī)將數(shù)據(jù)處理后經(jīng)CAN總線發(fā)出；所述水面測速模塊，通過圖像傳感器獲取水面圖像采集，將處理結(jié)果發(fā)送至主控處理模塊;所述無線收發(fā)模塊，通過GPRS接收來自監(jiān)控中心指令，并將主控處理模塊采集數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心;所述主控處理模塊，通過CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令，雨量采集模塊、水位監(jiān)測模塊和水面測速模塊控制各自傳感器陣列實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，處理后數(shù)據(jù)由無線收發(fā)模塊發(fā)送至監(jiān)控中心。
[0005]所述主控芯片采用STM32F103C8T6;所述水面測速模塊圖像傳感器采用芯片0V5017;所述無線收發(fā)模塊采用芯片MG323。
[0006]有益效果:多傳感器陣列水情在線監(jiān)測終端是一種融合了傳感器技術(shù)、電子技術(shù)、儀器儀表、CAN總線等領(lǐng)域最新技術(shù)的智能控制裝置，本實(shí)用新型采用CAN總線通信方式，使各采集模塊實(shí)現(xiàn)與主控處理模塊雙向通信，構(gòu)成智能化的監(jiān)測、報警、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使水情監(jiān)測系統(tǒng)從基本數(shù)據(jù)采集發(fā)展到多傳感器采集水情數(shù)據(jù)。監(jiān)測終端對于提升自動化管理水平、節(jié)約人力和實(shí)時預(yù)警具有明顯的效果，具有較高的工程應(yīng)用價值，有十分廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】

[0007]圖1是本實(shí)用新型原理框圖。
[0008]圖2是本實(shí)用新型主控處理模塊原理圖。
[0009]圖3是本實(shí)用新型CAN總線通信原理圖。
[0010]圖4是本實(shí)用新型水面測速模塊原理圖。
[0011 ]圖5是本實(shí)用新型無線收發(fā)模塊原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實(shí)用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0013]本實(shí)用新型多傳感器陣列水情在線監(jiān)測終端，涉及一種通過多傳感器陣列采集雨量、水位以及水面流速等參數(shù)信息，由CAN總線通信將數(shù)據(jù)發(fā)送至主控處理模塊，對采集數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行分析處理，判斷雨量、水位和水面流速參數(shù)是否超出預(yù)警閾值，通過GPRS將分析結(jié)果傳送至監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)水情實(shí)時監(jiān)測，具有良好的人機(jī)交互功能。
[0014]參照圖1，圖1表示本實(shí)用新型原理框圖。主控處理模塊發(fā)出采集指令，雨量采集模塊采集到雨量數(shù)據(jù)，水位監(jiān)測模塊采集到水位信息，水面測速模塊得出水面流速參數(shù)，由CAN總線傳輸至主控處理模塊，主控處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，經(jīng)過GPRS將分析結(jié)果發(fā)送至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心獲取數(shù)據(jù)后進(jìn)行存儲，并進(jìn)行進(jìn)一步處理。
[0015]參照圖2，圖2表示本實(shí)用新型主控處理模塊原理圖。核心芯片是ARM芯片STM32F103C8T6，它包含有CAN，12C，SPI，USART接口等資源，中央處理單元通過CAN總線獲取來自多傳感器陣列采集數(shù)據(jù)，CAN總線通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有線傳輸。主控處理模塊的外部存儲包括IIC總線的AT24C16存儲單元。
[0016]參照圖3，圖3表示本實(shí)用新型CAN總線通信原理圖。核心芯片是TJA1040，它完全符合ISO 11898標(biāo)準(zhǔn)，速度高達(dá)IMbaud，至少可以連接110個節(jié)點(diǎn)。CAN總線通信實(shí)現(xiàn)主控處理模塊與監(jiān)控中心雙向通信，實(shí)現(xiàn)參數(shù)傳輸和指令下達(dá)。
[0017]參照圖4，圖4表示本實(shí)用新型水面測速模塊原理圖。核心芯片是0V5017，它是OmniVis1n公司應(yīng)用CMOS核心技術(shù)生產(chǎn)的黑白數(shù)字?jǐn)z像芯片，它將CMOS傳感器技術(shù)和簡單易用的數(shù)字接口緊密結(jié)合。水面測速模塊通過CAN總線接收來自主控處理模塊的數(shù)據(jù)采集指令后，將采集的圖像數(shù)據(jù)以50fps進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，經(jīng)數(shù)據(jù)總線DO?D7發(fā)送八位圖像數(shù)據(jù)至水面測速模塊SDRAM中，經(jīng)CAN總線發(fā)送至主控處理模塊。
[0018]參照圖5，圖5表示本實(shí)用新型無線收發(fā)模塊原理圖。核心芯片是華為的MG323，通過串口連到主控處理模塊處理器STM32F103C8T6的UART，提供標(biāo)準(zhǔn)的AT指令接口，可將采集數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)語音、郵件和短消息等形式的傳輸，達(dá)到對水情參數(shù)的遠(yuǎn)距離實(shí)時監(jiān)控。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.多傳感器陣列水情在線監(jiān)測終端，其特征在于:包括主控處理模塊、雨量采集模塊、水位監(jiān)測模塊、水面測速模塊、無線收發(fā)模塊，其中: 所述雨量采集模塊，通過雨量傳感器采集降雨參數(shù)，由CAN總線與主控處理模塊相連；所述水位監(jiān)測模塊，依靠激光測距儀完成水位狀態(tài)監(jiān)測，將水位數(shù)據(jù)傳輸至單片機(jī)，單片機(jī)將數(shù)據(jù)處理后經(jīng)CAN總線發(fā)出； 所述水面測速模塊，通過圖像傳感器獲取水面圖像采集，將處理結(jié)果發(fā)送至主控處理豐旲塊; 所述無線收發(fā)模塊，通過GPRS接收來自監(jiān)控中心指令，并將主控處理模塊采集數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心； 所述主控處理模塊，通過CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令，雨量采集模塊、水位監(jiān)測模塊和水面測速模塊控制各自傳感器陣列實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，處理后數(shù)據(jù)由無線收發(fā)模塊發(fā)送至監(jiān)控中心。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多傳感器陣列水情在線監(jiān)測終端，其特征在于:所述主控處理模塊采用芯片STM32F103C8T6;所述水面測速模塊圖像傳感器采用芯片0V5017，所述無線收發(fā)模塊采用芯片MG323。
【專利摘要】本實(shí)用新型多傳感器陣列水情在線監(jiān)測終端，主要包括主控處理模塊、雨量采集模塊、水位監(jiān)測模塊、水面測速模塊、無線收發(fā)模塊。通過多傳感器陣列采集雨量、水位以及水面流速等參數(shù)信息，由CAN總線通信將數(shù)據(jù)發(fā)送至主控處理模塊，對采集數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行分析處理，判斷雨量、水位和水面流速參數(shù)是否超出預(yù)警閾值，通過GPRS將分析結(jié)果傳送至監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)水情實(shí)時監(jiān)測，方便管理人員在監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析以及直接觀測。本實(shí)用新型多傳感器陣列水情在線監(jiān)測終端具有低成本、高精度、智能化等優(yōu)勢。
【IPC分類】G01D21/02, G01C13/00, G08C17/02
【公開號】CN205384052
【申請?zhí)枴緾N201620178100
【發(fā)明人】邵鶴帥, 胡榮林, 朱全銀, 李翔, 顧相平, 張海艷, 陸鵬, 魏桂華
【申請人】淮陰工學(xué)院
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2016年3月9日