专利名称：智能雨量监测系统及安装结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气象雨量检测系统。
背景技术：
目前大多数气象雨量检测站所使用的监测系统还处于翻斗式人工参与或半人工 检测状态，耗费大量人力物力，且精度有限，无法满足气象参数全天候和数据量大的特点。 同时，作为高精度、智能化的雨量监测系统目前国内外各厂家的造价成本均偏高，无法普 及，所以，在我国现阶段，开发一种精度高、实时处理数据量大、成本低、智能化的新型雨量 监测系统具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种智能雨量监测系统及安装结构，以克服现 有技术存在的耗费大量人力物力，精度有限，无法满足气象参数全天候实时监测的不足。
本发明采取以下技术方案它包括 嵌入式ARM处理单元，用于对雨量传感器采集到的信号进行运算处理，并对运算 处理后的数据进行传输或存储； 温度传感器，用于反映监测环境温度的模拟量信号；
湿度传感器，用于反映监测环境湿度的模拟量信号；
红外探测器，用于监测环境状况，防止人畜、鸟类长时间滞留； 光传感器，用于判断承雨器是否被落叶或其他落物遮挡，同时作为判断下雪、冰雹 的依据； AD转换器，用于把超声水位传感器采集到的模拟信号转换为数字信号供嵌入式 ARM处理单元运算用； 声光报警器，用于出现异常或有人畜接近停留时的报警； 彩色点阵液晶显示器，用于用户与本系统的对话接口，可根据用户需要做相应显 示； 电磁阀，用于进水和出水的开启与关闭； USB转存器，用于用户拷贝转存本系统内的数据； 上位机处理系统，用于对本系统数据进行专业分析、实时监测、数据保存、数据归 档、数据打印和数据上报等； 日历时钟，用于记录数据的时间依据和显示当前日期；
电源，用于给本系统各部分提供电能； 智能雨量监测系统的安装结构为在底座上安装主支架，在主支架的上部连接太 阳能电池板，在主支架的下部连接彩色点阵液晶显示器、嵌入式ARM处理单元、操作键盘、 及温度、湿度传感器；主支架还通过若干辅助支架连接承雨器、量杯，在量杯的上部设置超 声传感器，在承雨器上设置光传感器。
在承雨器上设置有加热器。 在承雨器与量杯之间设置硬导流管和软导流管。 在承雨器、量杯下部分别有电磁阀。 本发明的工作情况如下 正常情况下，软件处理关闭底部电磁阀，打开承雨器处电磁阀； 由口径为200mm的承雨器接雨水，雨水经过橡胶软导流管进入量杯中的硬导流管
直接到达量杯底部，避免水滴对量杯水平面的水波影响； 由超声波传感器测出量杯的水面位置，换算出量杯内的水深度，再减掉硬导流管 浸在水中的体积，最后换算出水的体积； 当量杯内水到达一定深度时关闭承雨器处电磁阀，打开下部电磁阀把水快速放 掉，当水放完后再次关闭下部电磁阀，打开上部电磁阀，继续重复以上操作； 当有树叶、垃圾等遮挡物掉到承雨器上时，两个光传感器的值不一致，超过一定时 间还是不变的话将启动声光报警； 当下雪时，两个光传感器的值不一致，且环境温度传感器的值在ot:左右，将启动
加热器； 当有数据传输请求时启动相应功能。 处理器为低功耗器件，当系统不需要耗费大量电力时关闭液晶显示器，系统进入 低功耗，延长电池使用时长； 本发明在满足气象参数实时监测和采集数据量大的同时，还具备以下功能 使用32位ARM处理器，处理速度更快； 使用嵌入式操作系统，多线程多任务实时处理； 降雪、冰雹检测； 远距离无线遥测； 多种供电方式太阳會g、蓄电池、民用市电； 自动检测是否有遮挡物； 自动检测环境温湿度判断是否启动加热器； 多种通信方式无线、串口 、 USB、 RF射频或蓝牙无线抄表； 日历时钟； 声光报警提示； 大屏幕彩色点阵液晶显示器，显示更多数据、曲线、报表； 轻触按键键盘和触摸屏键盘； 进出水口电磁阀控制，测量更精确； 上位机数据库数据保存，可以保存10年以上的数据； 用Delphi或C#编写的上位机专业分析处理软件或工业控制监控软件做画面显 示； 大批量数据报表处理、支持各种显示、打印及数据转换； 自动红外探测报警，防止人畜、鸟、鼠长时间滞留； 工业级设计，适合各种环境。 本发明的优点有以下几点
①在当今大规模集成电路盛行的年代，选用高端器件成本并没有增加多少，但是 处理速度、精度和能力得到质的提高； ②现在的固网已经成熟，比如现在的GPRS透明通信已经稳定，这给我们远距离遥 测带来可能；稳定的射频、蓝牙也给我们的无线抄表带来方便； ③实现远距离实时无人值守全自动全天候的检测是技术发展的必然趋势；
④红外探测报警实现无人值守，驱赶人畜有很大帮助；
⑤上位机的强大配置，能有效的对数据分析处理、报表做到满意的结果；
⑥通过上位机可实现时时远程监控。
图1为智能雨量监测系统示意图 图2为智能雨量监测系统的安装结构示意图。
具体实施例方式
具体实施例方式如图1所示意，智能雨量监测系统包括 嵌入式ARM处理单元，用于对雨量传感器采集到的信号进行运算处理，并对运算 处理后的数据进行传输或存储； 温度传感器，用于反映监测环境温度的模拟量信号；
湿度传感器，用于反映监测环境湿度的模拟量信号；
红外探测器，用于监测环境状况，防止人畜、鸟类长时间滞留； 光传感器，用于判断承雨器是否被落叶或其他落物遮挡，同时也是判断下雪、冰雹 的依据；可以设置两个或多个； AD转换器，用于把超声水位传感器采集到的模拟信号转换为数字信号供嵌入式 ARM处理单元运算用； 声光报警器，用于出现异常或有人畜接近停留时的报警； 彩色点阵液晶显示器，用于用户与本系统的对话接口，可根据用户需要做相应显 示； 电磁阀，用于进水和出水的开启与关闭； USB转存器，用于用户拷贝转存本系统内的数据； 上位机处理系统，用于对本系统数据进行专业分析、实时监测、数据保存、数据归 档、数据打印和数据上报等； 日历时钟，用于记录数据的时间依据和显示当前日期；
电源，用于给本系统各部分提供电能；
所述的嵌入式ARM处理单元为32位处理器。 所述的通信方式为无线、串口 、 USB、 RF射频或蓝牙无线抄表的多种通信方式。
所述的电源采用太阳能，或蓄电池，或民用交流市电。 采用Delphi或C#编写的上位机专业分析处理软件或工业控制监控软件做画面显 示。 操作键盘采用轻触按键键盘和触摸屏键盘。
智能雨量监测系统的安装结构为在底座17上安装主支架3，在主支架3的上部 连接太阳能电池板l，在主支架3的下部连接彩色点阵液晶显示器4、嵌入式ARM处理单元 5、操作键盘6、及温度传感器7、湿度传感器8 ;主支架3还通过若干辅助支架11连接承雨 器9、量杯16，在量杯16的上部设置超声传感器14，在承雨器9上设置光传感器18。
在承雨器9上设置有加热器10。 在承雨器9与量杯16之间设置硬导流管15和软导流管13。
在承雨器9、量杯16下部分别有电磁阀12。
权利要求
一种智能雨量监测系统，其特征在于它包括嵌入式ARM处理单元，用于对雨量传感器采集到的信号进行运算处理，并对运算处理后的数据进行传输或存储；温度传感器，用于反映监测环境温度的模拟量信号；湿度传感器，用于反映监测环境湿度的模拟量信号；红外探测器，用于监测环境状况，防止人畜、鸟类长时间滞留；光传感器，用于判断承雨器是否被落叶或其他落物遮挡，同时作为判断下雪、冰雹的依据；AD转换器，用于把超声水位传感器采集到的模拟信号转换为数字信号供嵌入式ARM处理单元运算用；声光报警器，用于出现异常或有人畜接近停留时的报警；彩色点阵液晶显示器，用于与本系统的对话接口，可根据需要做相应显示；电磁阀，用于进水和出水的开启与关闭；USB转存器，用于拷贝转存本系统内的数据；上位机处理系统，用于对本系统数据进行专业分析、实时监测、数据保存、数据归档、数据打印和数据上报等；日历时钟，用于记录数据的时间依据和显示当前日期；电源，用于给本系统各部分提供电能。
2. 根据权利要求1所述的智能雨量监测系统，其特征在于嵌入式ARM处理单元为32 位处理器。
3. 根据权利要求1所述的智能雨量监测系统，其特征在于通信方式为无线、串口 、 USB、 RF射频或蓝牙无线抄表的多种通信方式。
4. 根据权利要求1所述的智能雨量监测系统，其特征在于电源采用太阳能，或蓄电 池，或交流电民用市电。
5. 根据权利要求1所述的智能雨量监测系统，其特征在于采用Delphi或Cft编写的 上位机专业分析处理软件或工业控制监控软件做画面显示。
6. 根据权利要求1所述的智能雨量监测系统，其特征在于操作键盘采用轻触按键键 盘和触摸屏键盘。
7. —种如权利要求l所述的智能雨量监测系统的安装结构，其特征在于在底座(17)上安装主支架(3)，在主支架(3)的上部连接太阳能电池板(l)，在主支架(3)的下部连接 彩色点阵液晶显示器(4)、嵌入式ARM处理单元(5)、操作键盘(6)、及温度传感器(7)、湿度 传感器(8);主支架(3)还通过若干辅助支架(11)连接承雨器(9)、量杯(16)，在量杯(16) 的上部设置超声传感器(14)，在承雨器(9)上设置光传感器(18)。
8. 根据权利要求7所述的智能雨量监测系统的安装结构，其特征在于在承雨器(9) 上设置有加热器(10)。
9. 根据权利要求7所述的智能雨量监测系统的安装结构，其特征在于在承雨器(9) 与量杯(16)之间设置硬导流管(15)和软导流管(13)。
10. 根据权利要求7所述的智能雨量监测系统的安装结构，其特征在于在承雨器(9)、 量杯(16)下部分别有电磁阀(12)。
全文摘要
本发明公开了一种智能雨量监测系统及安装结构，智能雨量监测系统包括嵌入式ARM处理单元，温度传感器，湿度传感器，红外探测器，光传感器，AD转换器连接超声水位传感器，声光报警器，彩色点阵液晶显示器，电磁阀，USB转存器，上位机处理系统，日历时钟，采用无线、串口、USB、RF射频或蓝牙无线抄表的多种通信方式；电源为太阳能、蓄电池或交流电；采用轻触按键键盘和触摸屏键盘。在底座上安装主支架，在主支架的上部连接太阳能电池板，在主支架的下部连接彩色点阵液晶显示器、嵌入式ARM处理单元、操作键盘、及温、湿度传感器；主支架通过若干辅助支架连接承雨器、量杯，在承雨器上有光传感器，在量杯的上部设置超声传感器。
文档编号G01W1/02GK101776775SQ20091030920
公开日2010年7月14日 申请日期2009年11月2日 优先权日2009年11月2日
发明者刘小凡, 叶运, 赵建庄, 钟洪平, 鲁亚洲 申请人:贵阳永青仪电科技有限公司