基于物联网的一体化免维护雨量站的制作方法

本实用新型涉及一种基于物联网的一体化免维护雨量站，属于雨量采集设备技术领域。

背景技术：

水文监测是水文工作的重要组成部分，其获取的各种数据对水资源的充分利用及防汛抗洪工作的开展都具有重要的作用。目前采用的水文雨量自动监测技术主要有一体化杆式雨量装置、筒式雨量装置。这些雨量装置通常没有设计用来采集自身雨量计输出降雨量信号的设备而需要外置相关设备，而外置的设备体积通常都很庞大，结构复杂，基础建设工作较复杂，不便于实施。另外，设备运行过程中耗电较大，大大缩减了使用寿命，成本居高不下。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的一体化免维护雨量站，其可对降雨量实现全天候无间断地自动监测及上报，组装简单快捷，成本低，功耗低，使用寿命长。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种基于物联网的一体化免维护雨量站，它包括底座，底座上安装有调平部件和雨量计，其特征在于：雨量计与低功耗数据采集传输装置连接，低功耗数据采集传输装置与天线连接，其中：低功耗数据采集传输装置包括信号采集转换电路，信号采集转换电路的信号输入端口与雨量计的降雨量信号输出端口连接，信号采集转换电路的通讯端口通过通讯电路与天线的信号端口连接，信号采集转换电路的显示信号端口与液晶显示屏的信号端口连接；信号采集转换电路、通讯电路、液晶显示屏由电池提供电力。

本实用新型的优点是：

本实用新型可对降雨量实现全天候无间断地自动采集与监测，并能够实时将雨量和工况信息上报至远程中心平台，组装方便快捷，建设成本低，运行功耗低，使用寿命长，适于推广普及。

附图说明

图1是本实用新型基于物联网的一体化免维护雨量站的结构示意图。

图2是低功耗数据采集传输装置的组成示意图。

图3是组装连接构件的结构示意图。

图4是本实用新型基于物联网的一体化免维护雨量站使用时的示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型基于物联网的一体化免维护雨量站包括底座11，底座11上安装有调平部件和雨量计20，如图，雨量计20与低功耗数据采集传输装置30连接，低功耗数据采集传输装置30与天线50连接，其中：低功耗数据采集传输装置30包括信号采集转换电路31，信号采集转换电路31的信号输入端口与雨量计20的降雨量信号输出端口连接，信号采集转换电路31的通讯端口通过通讯电路33与天线50的信号端口连接，信号采集转换电路31的显示信号端口与液晶显示屏32的信号端口连接；信号采集转换电路31、通讯电路33、液晶显示屏32由电池40提供电力。

在实际设计中，信号采集转换电路31包括具有超低功耗特性的MCU处理器及其外周元器件，并且选用具有自动休眠，定时唤醒，远程设参、读参、数据提取等功能的MCU处理器。

在本实用新型中，通讯电路33可采用本领域的熟知电路，其可基于NB-IOT/5G、4G/3G、GPRS等网络进行数据传输作业。换句话说，通讯电路33实现的网络传输满足国家标准水文监测数据通信规约，在实际设计时也可根据需求自行设计数据通信规约。

电池40可选为一次性锂电池，因本实用新型的低功耗特点，电池40工作时间可在2年以上，无需现场安装额外的蓄电池及充电设施，功耗低，可自动休眠、定时唤醒。当然，本实用新型也可采用其他类型的电池，不受局限。

如图1，调平部件包括安装在底座11上的若干支撑螺柱12(通常设计为3个支撑螺柱12)，所有支撑螺柱12上共同穿设有一基板13且各支撑螺柱12上均活动安装有调水平螺母14，基板13介于调水平螺母14与支撑螺柱12的顶部螺帽之间，基板13通过调水平螺母14的调节处于水平状态。

如图1，雨量计20可为翻斗式雨量计，其中：翻斗式雨量计包括固定安装在基板13上的漏斗支架15，漏斗支架15的顶部安装有注水漏斗21，漏斗支架15的中部安装有可转动的翻斗22，翻斗22两端分别设置有排水漏斗23，排水漏斗23固定在底座11上，翻斗22连接有降雨量输出元件24。

如图1，降雨量输出元件24为干簧管。

在本实用新型中，低功耗数据采集传输装置30和电池40可通过简单实用且坚实的固定结构被安装在原有雨量采集器的各个部位或说位置上，如底座11上面、底座11下面等，且这样的安装不会影响原有雨量采集器的正常工作。

较佳地，本实用新型采取如下组装连接构件来实现低功耗数据采集传输装置30和电池40与原有雨量采集器的高度集成，此集成方式具有结构紧凑，占用空间小，牢固坚实，与原有雨量采集器完美结合等的优点。

具体来说，低功耗数据采集传输装置30和电池40通过组装连接构件固定安装在调平部件的基板13上。如图3，组装连接构件包括由互相垂直相交的竖直架体和水平架体构成、形成L状截面(如图3)的L型安装架71，L型安装架71的竖直架体上固定安装有电池40，L型安装架71的水平架体上面固定连接有一形成T状截面(如图3)的T型安装架72，T型安装架72由互相垂直相交的水平架体和竖直架体构成，T型安装架72的水平架体的一端通过紧固螺栓76与L型安装架71的水平架体固定连接而水平架体的另一端设有用于夹持在基板13上的水平夹槽720，水平夹槽720的上、下槽体上活动螺接有锁紧螺母74，T型安装架72的竖直架体上通过螺钉安装有电路板73，电路板73上设有信号采集转换电路31、通讯电路33和液晶显示屏32。

在实际设计中，电路板73与T型安装架72的竖直架体之间具有间隙，即相分离设置，且可通过螺钉来调节电路板73与T型安装架72的竖直架体之间的间距。如图3，T型安装架72的竖直架体、电路板73被外壳75罩住，仅液晶显示屏32外露。

如图4，底座11上罩设有圆筒式外罩60，仅天线50置于圆筒式外罩60之外。

在本实用新型中，雨量计20除了现有各种型号的翻斗式雨量计之外，还可为其它种类的雨量计，不受局限。

组装时，将水平夹槽720夹在基板13上，调节水平夹槽720上、下侧的锁紧螺母74，使组装连接构件稳固地固定在基板13上，此时电池40位于基板13下方，电路板73位于基板13上方，将信号采集转换电路31的信号输入端口与降雨量输出元件24相连接。

然后调节调水平螺母14，使基板13处于水平状态，从而雨量计20完成调平作业。于是罩上圆筒式外罩60，将天线50放置好，启动本实用新型基于物联网的一体化免维护雨量站，雨量计20开始工作。

当降雨量达到测量设定值时，降雨量输出元件24输出一个开关量信号(高低电平信号，如干簧管的通断信号)，于是信号采集转换电路31监测到并采集此开关量信号，根据雨量计20设定的计量单位自动进行数值换算以及累计降雨量计算，然后将雨量信息一方面显示在液晶显示屏32上，以使工作人员可随时现场观察降雨量情况，另一方面通过通讯电路33、天线50上传至远程中心平台，由远程中心平台进行存储及进一步处理与分析。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型基于物联网的一体化免维护雨量站是一种基于物联网实现的一体化低功耗雨量采集器，其在原有雨量采集器的基础上加装低功耗数据采集传输装置、电池和天线即可实现，改装方便快捷，易维护，建设成本低，原有雨量采集器在改装后其自身测量作业及测量精度不受影响。

2、本实用新型基于物联网可对降雨量实现全天候无间断地自动监测并能够实时将雨量和工况信息上报至远程中心平台，以备及时解决突发情况等。

3、本实用新型负责采集原有雨量采集器输出的降雨量信号、向外传输，以及对信号进行处理与分析，功耗小，使用寿命长，无需人工参与，成本低。

4、本实用新型不受恶劣天气等自然因素的影响，监测结果准确、有保障，为防汛抗旱减灾工作提供了可靠的数据支撑和有效的技术保障。

以上所述是本实用新型较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上对位置、功能以及其他的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。