技术领域本实用新型属于监测仪技术领域，具体涉及一种一体化明渠水位与流量在线监测仪。
背景技术：
目前国家实施的大中型灌区节水改造的重点是干支渠的衬砌和配套、小型农田水利工程建设的重点是斗农渠的衬砌或改为管道，基本要求是大幅减少渠系渗漏损失，配水通畅、闸阀控制灵活，灌溉计量准确，土建工程美观、监测控制设备自动化程度高，有相应的管理机构和管理措施等。其中灌溉计量准确核心内容之一就是明渠水位、流量实时监测的精准度及自动化程度。因此明渠水位、流量在线监测是推动计量灌溉促进灌区节水和提高作物水分生产率的基础条件。对于目前明渠断面流量的测量方法有很多，但随着自动化程度的提高，对测水精度要求的提高，或多或少的存在一些不足，具体如下：1）我国大部份采用的流速——面积法，需要人工操作，尽管测量精度很高，但达不到自动化的要求，不能实时在线监测；2）堰槽法，较准确也较易实现自动化测量，但这种方法的精度易受明渠冲淤变法的影响；对于浑水明渠不太适合；3）水位——流量关系法，虽能实现自动测量流量，但精度不高，不能满足水量准确计量的要求；4）依靠进口仪器自动测量流量的方法，仪器价格昂贵、维护费用高，且无法满足明渠流量自动测量的要求；另外目前国内明渠在线监测大部份都由传感器、水位计或流量计、采集系统、通讯系统等部分组成，各部分相对独立，安装建设配套工程费用较高，功耗大，如需在线实时长期监测，都需配太阳能浮充电源或交流电充电，建设成本高且不便于管理及维护，无法满足灌区明渠量多面广测量要求。高度集成，传感器、采集系统、通讯系统等部份融为一体，便于安装及携带且自带电源容量能满足灌区一年放水期的要求的在线监测装置相对较少。
技术实现要素：
为解决现有技术的不足，本实用新型提供一种高度集成的一体化明渠水位与流量在线监测仪。本实用新型的技术方案是，一体化明渠水位与流量在线监测仪包括封闭机壳、安装板、电路板、可充锂电池组以及磁浮式水位计；所述安装板固定于封闭机壳内，电路板、可充锂电池组、磁浮式水位计均安装在安装板上，所述电路板包括磁浮式水位计电子仓电路板、遥控终端机及通讯模块电路板、可充锂电池组充放电管理电路板，电路板为四层电路板。所述遥测终端机的主芯片为ARM芯片中STM32L4系列，通信模块的主芯片为西门子MC52IR3芯片；监测装置值守功耗至多为0.01mA；所述磁浮式水位计包括磁致伸缩线、测杆、电子仓和套在测杆上的非接触磁球，电路板为四层电路板；所述电路板有硬件接口，硬件接口包括：1路4-20mA/0-5V/0-10V输入接口、1路可控电源输出接口、1路RS485接口、1路USB接口、1路蓝牙接口、充电电压检测输入接口、内置GPRS天线。所述封闭机壳包括机壳本体、顶盖以及底座，所述顶盖封闭固定于机壳本体上部，其材质为可透传GPRS信号的ABS面板，所述底座封闭固定于机壳本体下部，位于同一平面上的固定螺丝之间的角度为120度；所述机壳本体为圆柱形，外形尺寸直径×长度为75.5mm×227mm，长度不包括测杆长度，测杆长度根据量程不同而不同。本实用新型所达到的有益效果：本实用新型提供一种高度集成即集传感采集、监测装置，电源为一体，且有可太阳能充电或交流电充电接口、智能切换的USB接口，蓝牙接口，GPRS载波检测功能，支持远程参数设置、程序升级的一体化明渠水位与流量在线监测仪，具有固态存储容量大、功耗设计低、便于安装及携带、防潮、防腐、防锈的优点，适合灌区水位、流量在线自动监测，也可用作城市防洪在线监测或城市防洪应急、巡测系统水位监测仪。附图说明图1为本实用新型的结构示意图;图2为本实用新型的底座的结构示意图图;图3为本实用新型的机壳顶盖结构示意图;图4为非接触磁球结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本实用新型作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。如图1至图4所示，一体化明渠水位与流量在线监测仪包括封闭机壳3、固定于封闭机壳3内的安装板4、安装于安装板4上电路板6封装的锂电池及内含管理电路板、电路板7和磁浮式水位计；磁浮式水位计包括固定在底座上磁浮式水位计电子仓5、测杆及内含磁致伸缩线1、非接触磁球2；安装板4是S状扁板，一端直接固定在底座8上；一体化是通过安装板4将锂电池组及电路板固定为一体实现的；所述封闭机壳3尺寸为75.5mm×227mm，非接触磁球2尺寸为直径50.8mm，高51mm。电路板6为封装的锂电池及内含管理电路板，封装的锂电池是由10节18650锂电池分5节串联为一组，然后二组并联组成，内含锂电池可充管理电路板。电路板7内含遥测终端机、通信模块以及内置GPRS天线；电路板7为四层电路板，遥测终端机、通信模块电路都在这四层电路板7中实现，且电地分离，电路板提高了可靠性、稳定性，防干扰性；且监测装置的尺寸面积只有45mm×125mm。遥测终端机的主芯片为ARM芯片中STM32L4系列芯片，通信模块的主芯片为西门子MC52IR3芯片；STM32L4系列芯片支持64MB存储器，超大数据储存，可保存5年以上水位、流量数据，支持本地、远程下载历史数据，具有GPRS主备信道和载波检测功能；选用这样的主芯片使得监测装置的值守功耗小于0.01mA（7.2VDC），发送瞬间功耗小于180mA（7.2VDC）。电路板7硬件接口包括：1路4-20mA/0-5V/0-10V输入接口、1路可控电源7输出接口、1路RS485接口、1路USB接口、路蓝牙接口、充电电压检测输入接口；USB接口可以实现主从智能切换功能，既可以计算机USB配置参数，也可以U盘下载数据，方便快捷；蓝牙接口可利用手机短距离无线设置参数及查询当前水位、流量、时间等工作状态；接口设计根据国家水情监测系统规范设计，一体化明渠在线监测水位、流量计设计主要是针对单个水位传感器，因此在满足单个水位、流量站要求的情况下尽量少增加接口，一方面是考虑到监测仪体积要小，另一个降低功耗，降低建设成本。监测仪设备硬件程序设计了多种堰槽法经验公式、多种流量监视方法，用户可以根据实际情况自主选择。封闭机壳3包括机壳本体、封闭固定于机壳本体上的顶盖10以及封闭固定于机壳本体下的底座8；顶盖10尺寸为直径71mm，厚3.5mm；底座8外径68.5mm，(底座8中M18螺纹孔与测杆1进行螺纹联接，M12螺纹孔为USB接口及电源充电口，3个M3螺纹孔固定安装板4，所有开孔位置及尺寸如图2所示），顶盖10内嵌在机壳上，机壳是通过螺丝9固定在底座8上。机壳本体为圆柱形，位于同一平面上的固定螺丝9之间的角度为120度；螺丝9为内嵌在机壳内，这样的设计，使得底座8具有优秀的防潮效果；为了进一步确保防潮效果，底座8还设有安装密封圈的密封圈凹槽；顶盖10通过玻璃胶固定在机壳3内。封闭机壳3具有体积小、防潮、防腐、防锈的优点。以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。