多传感器阵列水情在线监测终端的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于现代水利监控技术领域，尤其涉及水情的实时监测与监控技术。
【背景技术】
[0002]水情在线监测系统采用现代科技对水文信息进行实时采集、存储和传输的专门技术，有效解决江河流域及水库洪水预报、防洪调度及水资源合理利用的先进手段，是水文现代化的发展方向。如若在特定区域设计一个基于水库、水文、雨量的水情监测系统，可以综合分析该区域水情，可以实时了解当地水情来实现该区域水情的合理调控。同时可以实时监测一些人无法靠近的区域或者无需人力来监控的现场。由于不同地区的不同实际情况，因此需要对不同区域采用不同的方法来采集和传输实时数据，因此对监测设备的要求不同。这样往往造成监测系统专用化程度高，品种多，不利于设备维护，也增加了对设备设计的复杂性。因此，在综合研究中国水情监测实际情况的基础上，设计开发出一种多传感器阵列、可靠性高、维护方便，可适用于水文、水库、雨量监测的综合性自动化监测系统具有重要的实际应用价值。
【发明内容】
[0003]发明目的:针对上述存在的问题和缺陷，本实用新型开发一种多传感器阵列水情在线监测终端，利用智能控制优势实现多传感器阵列数据采集，对特定区域水情进行实时在线监测，起到超前预警作用，将对防洪调度和洪水预报等工作起重要作用，对未来水资源利用具有特别重要推广应用价值。
[0004]技术方案:为达到上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案:多传感器阵列水情在线监测终端包括主控处理模块、雨量采集模块、水位监测模块、水面测速模块、无线收发模块，其中:所述雨量采集模块，通过雨量传感器采集降雨参数，由CAN总线与主控处理模块相连;所述水位监测模块，依靠激光测距仪完成水位状态监测，将水位数据传输至单片机，单片机将数据处理后经CAN总线发出；所述水面测速模块，通过图像传感器获取水面图像采集，将处理结果发送至主控处理模块;所述无线收发模块，通过GPRS接收来自监控中心指令，并将主控处理模块采集数据发送至监控中心;所述主控处理模块，通过CAN总线发送数据采集指令，雨量采集模块、水位监测模块和水面测速模块控制各自传感器阵列实现数据采集，处理后数据由无线收发模块发送至监控中心。
[0005]所述主控芯片采用STM32F103C8T6;所述水面测速模块图像传感器采用芯片0V5017;所述无线收发模块采用芯片MG323。
[0006]有益效果:多传感器阵列水情在线监测终端是一种融合了传感器技术、电子技术、仪器仪表、CAN总线等领域最新技术的智能控制装置，本实用新型采用CAN总线通信方式，使各采集模块实现与主控处理模块双向通信，构成智能化的监测、报警、信息网络系统，使水情监测系统从基本数据采集发展到多传感器采集水情数据。监测终端对于提升自动化管理水平、节约人力和实时预警具有明显的效果，具有较高的工程应用价值，有十分广阔的应用前景。
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型原理框图。
[0008]图2是本实用新型主控处理模块原理图。
[0009]图3是本实用新型CAN总线通信原理图。
[0010]图4是本实用新型水面测速模块原理图。
[0011 ]图5是本实用新型无线收发模块原理图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0013]本实用新型多传感器阵列水情在线监测终端，涉及一种通过多传感器阵列采集雨量、水位以及水面流速等参数信息，由CAN总线通信将数据发送至主控处理模块，对采集数据参数进行分析处理，判断雨量、水位和水面流速参数是否超出预警阈值，通过GPRS将分析结果传送至监控中心，实现水情实时监测，具有良好的人机交互功能。
[0014]参照图1，图1表示本实用新型原理框图。主控处理模块发出采集指令，雨量采集模块采集到雨量数据，水位监测模块采集到水位信息，水面测速模块得出水面流速参数，由CAN总线传输至主控处理模块，主控处理模块进行数据分析处理，经过GPRS将分析结果发送至监控中心，监控中心获取数据后进行存储，并进行进一步处理。
[0015]参照图2，图2表示本实用新型主控处理模块原理图。核心芯片是ARM芯片STM32F103C8T6，它包含有CAN，12C，SPI，USART接口等资源，中央处理单元通过CAN总线获取来自多传感器阵列采集数据，CAN总线通信实现数据的有线传输。主控处理模块的外部存储包括IIC总线的AT24C16存储单元。
[0016]参照图3，图3表示本实用新型CAN总线通信原理图。核心芯片是TJA1040，它完全符合ISO 11898标准，速度高达IMbaud，至少可以连接110个节点。CAN总线通信实现主控处理模块与监控中心双向通信，实现参数传输和指令下达。
[0017]参照图4，图4表示本实用新型水面测速模块原理图。核心芯片是0V5017，它是OmniVis1n公司应用CMOS核心技术生产的黑白数字摄像芯片，它将CMOS传感器技术和简单易用的数字接口紧密结合。水面测速模块通过CAN总线接收来自主控处理模块的数据采集指令后，将采集的图像数据以50fps进行A/D转换，经数据总线DO?D7发送八位图像数据至水面测速模块SDRAM中，经CAN总线发送至主控处理模块。
[0018]参照图5，图5表示本实用新型无线收发模块原理图。核心芯片是华为的MG323，通过串口连到主控处理模块处理器STM32F103C8T6的UART，提供标准的AT指令接口，可将采集数据实现语音、邮件和短消息等形式的传输，达到对水情参数的远距离实时监控。
【主权项】
1.多传感器阵列水情在线监测终端，其特征在于:包括主控处理模块、雨量采集模块、水位监测模块、水面测速模块、无线收发模块，其中: 所述雨量采集模块，通过雨量传感器采集降雨参数，由CAN总线与主控处理模块相连；所述水位监测模块，依靠激光测距仪完成水位状态监测，将水位数据传输至单片机，单片机将数据处理后经CAN总线发出； 所述水面测速模块，通过图像传感器获取水面图像采集，将处理结果发送至主控处理丰旲块; 所述无线收发模块，通过GPRS接收来自监控中心指令，并将主控处理模块采集数据发送至监控中心； 所述主控处理模块，通过CAN总线发送数据采集指令，雨量采集模块、水位监测模块和水面测速模块控制各自传感器阵列实现数据采集，处理后数据由无线收发模块发送至监控中心。2.根据权利要求1所述的多传感器阵列水情在线监测终端，其特征在于:所述主控处理模块采用芯片STM32F103C8T6;所述水面测速模块图像传感器采用芯片0V5017，所述无线收发模块采用芯片MG323。
【专利摘要】本实用新型多传感器阵列水情在线监测终端，主要包括主控处理模块、雨量采集模块、水位监测模块、水面测速模块、无线收发模块。通过多传感器阵列采集雨量、水位以及水面流速等参数信息，由CAN总线通信将数据发送至主控处理模块，对采集数据参数进行分析处理，判断雨量、水位和水面流速参数是否超出预警阈值，通过GPRS将分析结果传送至监控中心，实现水情实时监测，方便管理人员在监控中心进行数据处理、分析以及直接观测。本实用新型多传感器阵列水情在线监测终端具有低成本、高精度、智能化等优势。
【IPC分类】G01D21/02, G01C13/00, G08C17/02
【公开号】CN205384052
【申请号】CN201620178100
【发明人】邵鹤帅, 胡荣林, 朱全银, 李翔, 顾相平, 张海艳, 陆鹏, 魏桂华
【申请人】淮阴工学院
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2016年3月9日