电转换器，光电转换器通过数据电缆直接连接数据采集装置。长距离输水隧洞地表浅埋段、渠道段、倒虹吸钢管段及流量控制闸段采用数据电缆直接连接数据采集装置。
[0024]在每个支洞口、输水洞地表渠道段、倒虹吸钢管段及流量控制闸段，按照监测仪器数量配备若干数据采集装置，同时配备一套供电装置和通讯装置。
[0025]监测数据服务器可远程定时向数据采集装置发出召测信号，数据采集装置按照召测信号内容，逐步采集所连接的监测仪器。测量完毕，数据采集装置将测量的数据进行编码和加密传回数据服务器，数据服务器对数据进行解密和解码，将测量数据存储在数据库中。远程控制器安装有远程客户端，管理人员通过网络实时查看输水隧洞各断面的监测数据和数据过程线图，进行分析和监控。网络打印机用于打印监测数据报表、数据过程线图和数据分析报告。
[0026]数据采集装置由微处理器、数/模转换模块、时钟电路模块、存储电路模块、驱动控制输出模块、数据加密解密模块、通讯接口电路模块共同组成。采用CR1000型MCU测控单元，基于标准的MODBUS通讯协议，可接入多种类型的传感器，实现诸如差动电阻式、振弦式、浮子式水位计、翻斗式雨量计以及各类标准工业信号(电压、电流)的数据采集。通讯方式采用标准MODBUS、M0DBUS TCP通信协议，可接入无线通讯模块或电台，可以实现RS485、以太网、GPRS、超短波无线通讯等通讯方式，能够自行诊断存储单元、供电状况、测量模块、传感器线路状态、通讯状态等进行诊断。自带256k bytes的存储容量，可配容量高达512M SD存储卡，测量数据将根据存储策略自动存储，存储数据有掉电保护功能，通过通讯接口可以读出存储的历史数据记录。装置内部可连接性能大容量的锂电池作为后备电源，在平常电池处于浮充状态，而在外部供电电源中断的情况下自动投入工作，以保证监测数据不因外部电源中断而出现中断。
[0027]通讯设备采用无线电通讯设备(ND886型)和GPRS传输设备(DATA-6106)。对于有通讯基站覆盖的区域，优先选择GPRS通信。没有通讯基站覆盖的区域选择无线电台通讯方式。
[0028]供电装置包括太阳能板发电装置、风力发电机、螺旋桨式发电机、锂电池控制器、锂电池、逆变器，太阳能发电装置、风力发电机、螺旋桨式发电机并联连接锂电池控制器，锂电池控制器连接锂电池，锂电池通过逆变器连接采集装置。整个设备通过将太阳能、风能转和输水隧洞水体动能化为电能，存储在锂电池中，并为采集装置和通讯设备供电。锂电池采用12V50AH容量，待机无电源输入情况下可连续使用200小时以上。
[0029]所述的监测仪器，经过比较，选用中国基康生产的监测仪器，包括多点位移计(BGK-FBG-A3 )、锚杆应力计(BGK-FBG-4911)、渗压计(BGK-FBG-4500S)、钢筋计(BGK-FBG-4911)以及超声波流量计(UF-911)等，其具有精度高、耐久性好等特点。
[0030]监测系统的布置，应密切结合工程具体条件，既能较全面地反映工程的运行状态，又宜突出重点和少而精。相关项目应统筹安排，配合布置。各监测仪器选择，要在可靠、耐久、经济、实用的前提下，力求先进和便于实现自动化观测。应保证在恶劣气候条件下仍然能进行必要项目的观测，具有结构简单、精度高、抗干扰性能强等特点。
[0031]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种长距离输水隧洞安全远程混合监测系统，包括若干类型的传感器、监测仪器、光电传输线路及设备、一套以上数据采集装置、一套以上供电装置、一套以上通讯装置、交换机、监测数据服务器、网络打印机、远程控制器;所述的传感器接入监测仪器，监测仪器通过光电传输线路及设备与数据采集装置连接，数据采集装置通过通信装置与交换机连接，监测数据服务器通过数据线与交换机连接，网络打印机、远程控制器通过网络与交换机连接。2.根据权利要求1所述的一种长距离输水隧洞安全远程混合监测系统，其特征在于，所述的光电传输线路及设备包括光纤、数据电缆和光电转换器，光纤式监测仪器通过光纤连接光电转换器，光电转换器通过数据电缆连接采集装置，差阻式、振弦式监测仪器通过数据电缆直接连接采集装置。3.根据权利要求1所述的一种长距离输水隧洞安全远程混合监测系统，其特征在于，所述的供电装置包括太阳能板发电装置、风力发电机、螺旋桨式发电机、锂电池控制器、锂电池、逆变器，太阳能发电装置、风力发电机、螺旋桨式发电机并联连接锂电池控制器，锂电池控制器连接锂电池，锂电池通过逆变器连接采集装置。4.根据权利要求1所述的一种长距离输水隧洞安全远程混合监测系统，其特征在于，所述的数据采集装置由微处理器、数/模转换模块、时钟电路模块、存储电路模块、驱动控制输出模块、数据加密解密模块、通讯接口电路模块共同组成。5.根据权利要求1所述的一种长距离输水隧洞安全远程混合监测系统，其特征在于，所述的通讯装置包括无线电通讯设备、GPRS传输设备，对于有通讯基站覆盖的区域，通讯装置为GPRS传输设备，对于没有通讯基站覆盖的区域，通讯装置为无线电通讯设备。6.根据权利要求5所述的一种长距离输水隧洞安全远程混合监测系统，其特征在于，所述的无线电通讯设备包括无线电台、定向天线、全向天线，定向天线通过无线电台与采集装置连接，全向天线通过无线电台与交换机连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种长距离输水隧洞安全混合监测系统，包括若干类型的传感器、监测仪器、光电传输线路及设备、一套以上数据采集装置、一套以上供电装置、一套以上通讯装置、交换机、监测数据服务器、网络打印机、远程控制器。所述的传感器接入监测仪器，监测仪器通过光电传输线路及设备与数据采集装置连接，数据采集装置通过通信装置与交换机连接，监测数据服务器通过数据线与交换机连接，网络打印机、远程控制器通过网络与交换机连接。本实用新型对长距离输水隧洞断面的变形、应力应变、渗流、等进行多方位的监测，实时反应隧洞的安全状况，为长距离输水隧洞运行管理提供帮助。
【IPC分类】G01D21/02
【公开号】CN205317245
【申请号】CN201620002875
【发明人】杨阳, 何勇军, 范光亚, 徐海峰
【申请人】水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院, 杨阳
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月5日