专利名称：一种基于通信网络的水位观测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于通信网络的水位观测系统，属于水利工程技术领域。
背景技术：
水位资料是反映河流、湖泊等水系特征的最基础资料，水位资料是否正确可靠，直接影响到防汛、抗旱、水利建设、科学研究等领域。因此，观测水位的工具是形成可靠水位资料的关键。水位观测是黄河水利部门最基本的工作，长期以来黄河水位观测以人工目测为主，工作环境十分恶劣，尤其在汛期，工作人员面临着洪水、天气等危险，观测任务十分艰巨，观测数据频繁，容易出现人为错误。人工观测水位的误差主要来源五个方面①观测员 视线与水面不平行产生的折光影响；②波浪影响；③水尺附近的障碍物产生的阻水、壅水影响；④时钟不准；⑤风浪影响。水位资料具有很强的时效性，要求观测人员将观测成果在很短时间内上报到上级部门。目前，观测人员人为随意性很大，比如要求观测当日08时水位，观测人员为完成报水任务，可能提前观测或者迟后观测，影响观测资料的及时性。现在，为了克服人工观测的不足，有人发明了电子水位观测设备，这些设备基本上都是适用于永久观测点的。然而，发生洪水时，由于水位变化较快，出险点增多，需要观测水位的临时观测点也相应增多。永久观测点可以建立固定的观测设备，而临时观测点在非洪水期是一般是不靠水的，不需要建立固定的观测设备，现有的电子水位观测设备，安装困难，不适于作为临时观测设备。而且，现有的水位数据传输方式，一般是将水位观测数据人工或无线上传到防汛办公室，由专业人员对数据进行整理后，再通过专用软件发送到防汛指挥室内的显示屏或防汛指挥人员的手机上，工序多，时间长，在大洪水期间，难以满足防汛抗洪指挥的需要。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有的水位观测和处理手段所存在的缺陷，即人工观测误差大，容易出现错误，水位数据传递不及时，临时观测点无法实现无人值守等，提供一种基于通信网络的水位观测系统，技术方案为一种基于通信网络的水位观测系统，包括单片机、手机模块、SIM卡、手机天线、水位测量仪、数据存储器和电源，所述手机模块、水位测量仪、数据存储器和电源分别与所述单片机相连，所述手机天线和SM卡分别与所述手机模块相连。进一步地，所述手机模块为GPRS模块或CDMA模块。进一步地，所述水位测量仪选用激光测距水位计、超声波水位计、压力式水位计或浮子式水位计的一种。进一步地，所述电源为太阳能电池或锂电池或交流电。进一步地,所述单片机上连接有摄像头。本实用新型提供的基于通信网络的水位观测系统，结构简单，安装快捷，能够适用于永久水位观测点，也能够快速设置在需要观测水位的临时观测点。利用中国移动通信和中国联通的公用无线通信网，可以通过群发短消息的方式，或数据传输方式，向设定的手机和上位机直接发送水情信息。必要时，还可以利用移动和联通的3G网络，实时发送大量的水情和险情影像数据。并且，水位观测人员或防汛指挥人员，可以通过无线通信方式，控制水位观测设备的运行。实现水位观测的自动化、数字化，为防汛指挥机构提供及时、准确的决策信息。可以在黄河上推广应用。
图I是本实用新型的水位观测系统的总体结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型提供的基于通信网络的水位观测系统，包括单片机，手机模块，SIM卡，手机天线，水位测量仪，数据存储器，电源，所述手机模块、水位测量仪、数据存储器和电源分别与所述单片机相连，所述手机天线和SIM卡分别与所述手机模块相连。所述手机模块可以选择采用GSM模块、GPRS模块或CDMA模块，通过RS232串口与单片机相连。GSM模块，是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。因此，GSM模块具有发送SMS短信，语音通话，GPRS数据传输等基于GSM网络进行通信的所有基本功倉泛。GPRS模块，是具有GPRS数据传输功能的GSM模块。GPRS模块就是一个精简版的手机，集成GSM通信的主要功能于一块电路板上，具有发送短消息、通话、数据传输等功能。GPRS模块相当于手机的核心部分，如果增加键盘和屏幕就是一个完整的手机。普通电脑或者单片机可以通过RS232串口与GPRS模块相连，通过AT指令控制GPRS模块实现各种基于GSM的通信功能。开发人员使用ARM或者单片机通过RS232串口与GSM模块通信，使用标准的AT命令来控制GSM模块实现各种无线通信功能，例如发送短信，拨打电话，GPRS拨号上网等。基于GSM模块产品的开发往往都是基于ARM平台，使用嵌入式系统进行开发。本实用新型选用的GSM模块，应当具有“开放内置平台”功能，可以让客户将自己的程序嵌入到模块内的软件平台中。GPRS模块，是具有GPRS数据传输功能的GSM模块。GPRS模块就是一个精简版的手机，集成GSM通信的主要功能于一块电路板上，具有发送短消息、通话、数据传输等功能。GPRS模块相当于手机的核心部分，如果增加键盘和屏幕就是一个完整的手机。普通电脑或者单片机可以通过RS232串口与GPRS模块相连，通过AT指令控制GPRS模块实现各种基于GSM的通信功能。CDMA模块，是基于CDMA平台的通信模块，它将通信芯片、存储芯片等集成在一块电路板上，使其具有通过CDMA平台收发短消息、语音通话、数据传输等功能。CDMA模块可以实现普通CDMA手机的主要通信功能，也可以说是一个精简版的手机。电脑、单片机、ARM可以通过RS232串口与CDMA模块相连，通过AT指令控制模块实现各种语音和数据通信功能。CDMA技术相对于GSM是一种更先进的移动通信技术，在数据传输方面，CDMA2001X也与GPRS在技术上有明显不同，在传输速率上几乎是GPRS速度的3-4倍。每个水位观测系统安装有SM卡和手机天线，使每个水位观测系统在通信网络中具备自己的独立身份，也便于管理。所述水位测量仪选用激光测距水位计、超声波水位计、压力式水位计或浮子式水位计的一种，也可以采用 普通的标尺型水尺。可以在所述单片机上安装摄像头，防汛指挥人员可以通过摄像头，远程监控现场险情，为决策提供最直接的参考。对于临时水位观测点设置的水位观测系统，电源可以选用太阳能电池或9V普通电池，或3. 6V的可充电锂电池，对于永久性的水位观测点，除了安装上述太阳能电池或锂电池外，也可以同时连接220V或380V交流电作为系统电源。本实用新型的基于通信网络的水位观测系统，结构简单，安装快捷，能够适用于永久水位观测点，也能够快速设置在需要观测水位的临时观测点。利用中国移动通信和中国联通的公用无线通信网，可以通过群发短消息的方式，或数据传输方式，向设定的手机和上位机直接发送水情信息。必要时，还可以利用移动和联通的3G网络，实时发送大量的水情和险情影像数据。并且，水位观测人员或防汛指挥人员，可以通过手机或上位机，随时查阅每个系统的水情信息，并通过无线通信方式，控制水位观测设备的运行。实现水位观测的自动化、数字化，为防汛指挥机构提供及时、准确的决策信息。该系统采集的水位数据信息，汛期实时传送终端用户或上位机；非汛期时，存储在系统的数据存储器内，定时发送，或由观测人员定期下载。控制系统运行的各种程序，本领域技术人员可以根据需要，很容易地进行开发安装。本实用新型的水位观测系统，优先采用移动或联通的通信网络，当然，也可以利用黄河水利委员会自己的黄河通信网络，可以节省网络费用，只要对系统和程序进行适当的改进就可以，两者的原理是相同的。
权利要求1.一种基于通信网络的水位观测系统，包括单片机、手机模块、SM卡、手机天线、水位测量仪、数据存储器和电源，所述手机模块、水位测量仪、数据存储器和电源分别与所述单片机相连，所述手机天线和SM卡分别与所述手机模块相连。
2.根据权利要求I所述的水位观测系统，其特征在于，所述手机模块为GPRS模块或CDMA模块。
3.根据权利要求I或2所述的水位观测系统，其特征在于，所述水位测量仪选用激光测距水位计、超声波水位计、压力式水位计或浮子式水位计的一种。
4.根据权利要求I或2所述的水位观测系统，其特征在于，所述电源为太阳能电池或锂电池或交流电。
5.根据权利要求I或2所述的水位观测系统，其特征在于，所述单片机上连接有摄像头。
专利摘要本实用新型提供一种基于通信网络的水位观测系统，包括单片机、手机模块、SIM卡、手机天线、水位测量仪、数据存储器和电源，所述手机模块、水位测量仪、数据存储器和电源分别与所述单片机相连，所述手机天线和SIM卡分别与所述手机模块相连。本实用新型提供的水位观测系统，结构简单，安装快捷，能够适用于永久水位观测点，也能够快速设置在需要的临时观测点。利用公用无线通信网，可以通过群发短消息或数据传输方式，向设定的手机和上位机直接发送水情信息。实现了水位观测的自动化、数字化，为防汛指挥机构提供及时、准确的决策信息。可以在黄河上推广应用。
文档编号G08C17/00GK202422382SQ20122005425
公开日2012年9月5日 申请日期2012年2月20日 优先权日2012年2月20日
发明者于文明, 吕继东, 孙若印, 毕学东, 盛道文, 高志轩 申请人:于文明