多信道遥测终端机的制作方法

本发明属于水利及环保领域，更具体地，涉及一种多信道遥测终端机。

背景技术：

在水利、环保等领域，常常需要利用各种传感器对某地的环境进行定时或者不定时的监测，并将监测的环境参数通过远程通讯方式传送到相关部门的中心工作站，该中心工作站将环境参数予以存储，以便供技术人员进行分析预判。

在现有水文测控过程中，如何能够获取的准确测控结果，如何准确及时的传输测试结果，为现有技术中较为难以解决的技术问题，现有水文测控大多需要人工现场进行测试及数据采集，极为不便。

因此有必要研发一种能够获取的准确测控结果并且能够准确及时的传输测试结果的多信道遥测终端机。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种多信道遥测终端机，该多信道遥测终端机能够获取的准确测控结果并且能够准确及时的传输测试结果。

为了实现上述目的，本发明提供一种多信道遥测终端机，该多信道遥测终端机包括：

通讯模块及通信连接于所述通信模块的水文检测模块、气象检测模块及水质检测模块；

其中，所述通讯模块包括壳体及设置所述壳体内的处理器单元及通信连接于所述处理器单元的gprs单元、无线网络覆盖单元、信号放大单元、光耦隔离单元及信号输出串口，所述水文检测模块经由所述信号放大单元通信连接于所述信号放大单元，所述气象检测模块及水质检测模块经由所述光耦隔离单元通信连接于所述处理器单元；

其中，所述信号输出串口包括北斗串口及备用串口。

优选地，还包括立柱、横梁、壳体、水文信号发射器及水质信号发射器，所述立柱的一端插设在地面上，所述壳体设置在所述立柱上，所述通讯模块设置在所述壳体内，所述横梁的一端垂直连接于所述立柱，所述气象检测模块设置在所述横梁上，电性连接于所述光耦隔离单元，所述水文检测模块及所述水质检测模块用于设置在河流、湖泊及海洋内，分别通过所述水文信号发射器及所述水质信号发射器通信连接于所述通讯模块。

优选地，所述水文检测模块包括流速检测壳体、流向检测壳体及水文信号发射器，所述流向检测壳体设置于所述流向检测壳体一侧，所述流速检测壳体内设置有流速检测仪，所述流向检测壳体内设置有流向检测仪，所述流速检测仪及所述流向检测仪通过所述水文信号发射器通信连接于所述通讯模块。

优选地，流速检测仪包括收线杆、检测线、浮漂、复位弹簧及转速仪，所述流速检测壳体为圆柱形，所述流速检测壳体的顶部及底部开设有通孔，位于顶部的通孔处设置有连接轴承，所述收线杆设置在所述流速检测壳体内，一端连接于所述连接轴承，所述检测线的一端固定连接于所述收线杆，另一端连接于所述浮漂，所述浮漂穿过位于所述流速检测壳体底部的通孔，所述检测线的线体缠绕在所述收线杆上，所述复位弹簧设置在所述流速检测壳体顶部，连接于所述收线杆，在所述收线杆不受外力的情况下，所述复位弹簧控制所述收线杆旋转将所述检测线收纳在所述收线杆上，所述转速仪的检测端连接于所述收线杆，用于检测所述收线杆的转动方向信息及转动圈数信息，所述转速仪通信连接于所述水文信号发射器。

优选地，所述流向检测仪包括吊装杆、转动盘、挡水板及角度传感器，所述流向检测壳体底部开设有第二通孔，所述第二通孔处设置有第二连接轴承，所述吊装杆的一端连接于所述第二连接轴承，另一端连接于所述挡水板，所述角度传感器的检测端连接于所述吊装杆，用于检测所述吊装杆的转动方向，所述挡水板呈v字形，在水流冲击时，所述v字形的尖端朝向所述水流来使方向，所述角度传感器通信连接于所述水文信号发射器。

优选地，还包括指南针及定位块，所述定位块垂直于所述挡水板设置在所述吊装杆的侧壁上，位于所述流向检测壳体内，所述指南针设置在所述吊装杆的顶部，所述角度传感器检测获取所述指南针的南向顶点与吊装杆的中心点的连线及所述定位块与所述吊装杆的中心点的连线形成夹角的夹角信息。

优选地，还包括存储器，所述存储器内储存有计算机可执行指令，所述处理器单元运行所述计算机可执行指令，执行以下步骤：

步骤1：所述处理器单元接收获取所述转动方向信息、所述转动圈数信息及所述夹角信息；

步骤2：基于所述转动方向信息及所述转动圈数信息，获取水流速度信息；

步骤3：基于所述夹角信息，获取水流方向信息；

步骤4：基于所述基桩震动信号和所述基桩震动信号包络线瞬时平均值，获取第1个本征模态函数序列；

步骤5：基于所述gprs单元、所述无线网络覆盖单元或所述北斗串口，将所述水流速度信息及所述水流方向信息发送至下一级处理中心。

优选地，所述基于所述转动方向信息及所述转动圈数信息，获取水流速度信息包括：

当收线杆发生转动，转动方向信息的转动方向与水流方向一致时，判定水流速度增强；

当收线杆发生转动，转动方向信息的转动方向与水流方向相反时，判定水流速度减弱；

具体地水流速度信息计算公式为：

v流速＝(2m球*nπd*f)²*(nπd)

其中，v流速为水流速度信息，m球为浮漂质量，n为转动圈数，d为收线杆直径，f为拉动复位弹簧，能够使复位弹簧转动的临界力值。

优选地，所述气象检测模块包括风杯测速计、融雪型雨雪量计，所述风杯测速计及融雪型雨雪量计设置在所述横梁上，电性连接于所述光耦隔离单元。

优选地，所述水质检测模块包括锥形浮仓、固定索、固定块、采样管、水质检测器及信号发射架，所述信号发射架架设在所述锥形浮仓顶部，所述固定索的一端连接于所述锥形浮仓的收口端，另一端连接于所述固定块，所述采样管开设在所述锥形浮仓上，连通所述锥形浮仓顶部及底部，所述水质检测器设置在所述采样管内，通信连接于所述信号发射架，所述信号发射架通信连接于所述处理器单元。

本发明的有益效果在于：

1)通讯模块通过gprs单元、无线网络覆盖单元及北斗串口的设置，实现水文测控信号的及时接收与传输。

2)通过流速检测仪及流向检测仪的设置，准确获知河流、湖泊或海洋的水流流速及流向。

3)气象检测模块通过风杯测速计及融雪型雨雪量计的设置，测控雨雪量、风力及风向信息。

4)通过水质检测模块的设置及时准确检测水质情况。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的多信道遥测终端机的示意性结构图。

附图标记说明

1、通讯模块；2、水文检测模块；3、气象检测模块；4、水质检测模块；5、立柱；6、横梁；7、壳体；8、收线杆；9、检测线；10、浮漂；11、复位弹簧；12、吊装杆；13、转动盘；14、挡水板；15、定位块；16、风杯测速计；17、融雪型雨雪量计；18、锥形浮仓；19、固定索；20、固定块；21、采样管；22、水质检测器；23、信号发射架。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明提供了一种多信道遥测终端机，该多信道遥测终端机包括：

通讯模块及通信连接于通信模块的水文检测模块、气象检测模块及水质检测模块；

其中，通讯模块包括壳体及设置壳体内的处理器单元及通信连接于处理器单元的gprs单元、无线网络覆盖单元、信号放大单元、光耦隔离单元及信号输出串口，水文检测模块经由信号放大单元通信连接于信号放大单元，气象检测模块及水质检测模块经由光耦隔离单元通信连接于处理器单元；

其中，信号输出串口包括北斗串口及备用串口。

具体地，水文检测模块用于检测河流、湖泊及海洋的水流流速信息及水流流向信息；通过气象检测模块的设置用于检测风速、风向及雨雪量信息；通过水质检测模块的设置用于检测河流、湖泊及海洋的水质信息，通讯模块中的处理器单元用于接收各模块的检测结果。其中气象检测模块及水质检测模块电性连接于通讯模块，通过光耦隔离单元的设置防止气象检测模块、水质检测模块及通讯模块各自的供电单元相互产生影响，水文检测模块通信连接于通讯模块，具体地水流流速信息及水流流向信息经过信号放大单元信号放大后输送至处理器单元。无线网络覆盖单元对多信道遥测终端机进行无线网络覆盖，便于测量结果的接收与发送。测量结果可经由gprs单元及北斗串口进行信号输送，双渠道信号输送取保了信号的稳定输送。

作为优选方案，还包括立柱、横梁、壳体、水文信号发射器及水质信号发射器，立柱的一端插设在地面上，壳体设置在立柱上，通讯模块设置在壳体内，横梁的一端垂直连接于立柱，气象检测模块设置在横梁上，电性连接于光耦隔离单元，水文检测模块及水质检测模块用于设置在河流、湖泊及海洋内，分别通过水文信号发射器及水质信号发射器通信连接于通讯模块。

作为优选方案，水文检测模块包括流速检测壳体、流向检测壳体及水文信号发射器，流向检测壳体设置于流向检测壳体一侧，流速检测壳体内设置有流速检测仪，流向检测壳体内设置有流向检测仪，流速检测仪及流向检测仪通过水文信号发射器通信连接于通讯模块。

作为优选方案，流速检测仪包括收线杆、检测线、浮漂、复位弹簧及转速仪，流速检测壳体为圆柱形，流速检测壳体的顶部及底部开设有通孔，位于顶部的通孔处设置有连接轴承，收线杆设置在流速检测壳体内，一端连接于连接轴承，检测线的一端固定连接于收线杆，另一端连接于浮漂，浮漂穿过位于流速检测壳体底部的通孔，检测线的线体缠绕在收线杆上，复位弹簧设置在流速检测壳体顶部，连接于收线杆，在收线杆不受外力的情况下，复位弹簧控制收线杆旋转将检测线收纳在收线杆上，转速仪的检测端连接于收线杆，用于检测收线杆的转动方向信息及转动圈数信息，转速仪通信连接于水文信号发射器。

具体地，传统的流速检测仪大多为传感器模式，其测量结果不准确，同时存在着使用寿命低的问题，本申请的流速检测仪，在水流冲击浮漂时，浮漂会带动检测线拉动收线杆，克服复位弹簧的助力，进行放线，通过转速仪的设置即可获知收线杆的转动圈数，通过转动圈数即可计算获知检测线的放线长度，通过放线长度即可进一步确定水流的流速，具体地，计算过程可以在处理器单元中进行，流速检测仪为机械式，其测量结果更为准确，使用寿命更长。

作为优选方案，流向检测仪包括吊装杆、转动盘、挡水板及角度传感器，流向检测壳体底部开设有第二通孔，第二通孔处设置有第二连接轴承，吊装杆的一端连接于第二连接轴承，另一端连接于挡水板，角度传感器的检测端连接于吊装杆，用于检测吊装杆的转动方向，挡水板呈v字形，在水流冲击时，v字形的尖端朝向水流来使方向，角度传感器通信连接于水文信号发射器。

作为优选方案，还包括指南针及定位块，定位块垂直于挡水板设置在吊装杆的侧壁上，位于流向检测壳体内，指南针设置在吊装杆的顶部，角度传感器检测获取指南针的南向顶点与吊装杆的中心点的连线及定位块与吊装杆的中心点的连线形成夹角的夹角信息。

具体地，传统的流向检测仪为传感器形式，其测量结果不准确，同时使用寿命较短，不适宜长时间检测，本申请的流向检测仪在使用过程中，水流会冲击挡水板，在水流的作用下，v字形挡水板的尖端会朝向水流来使方向，通过角度传感器测量定位块及指南针之间的夹角即可确定水流的流向。

作为优选方案，还包括存储器，存储器内储存有计算机可执行指令，处理器单元运行计算机可执行指令，执行以下步骤：

步骤1：处理器单元接收获取转动方向信息、转动圈数信息及夹角信息；

步骤2：基于转动方向信息及转动圈数信息，获取水流速度信息；

步骤3：基于夹角信息，获取水流方向信息；

步骤4：基于基桩震动信号和基桩震动信号包络线瞬时平均值，获取第1个本征模态函数序列；

步骤5：基于gprs单元、无线网络覆盖单元或北斗串口，将水流速度信息及水流方向信息发送至下一级处理中心。

作为优选方案，基于转动方向信息及转动圈数信息，获取水流速度信息包括：

当收线杆发生转动，转动方向信息的转动方向与水流方向一致时，判定水流速度增强；

当收线杆发生转动，转动方向信息的转动方向与水流方向相反时，判定水流速度减弱；

具体地水流速度信息计算公式为：

v流速＝(2m球*nπd*f)²*(nπd)

其中，v流速为水流速度信息，m球为浮漂质量，n为转动圈数，d为收线杆直径，f为拉动复位弹簧，能够使复位弹簧转动的临界力值。

作为优选方案，气象检测模块包括风杯测速计、融雪型雨雪量计，风杯测速计及融雪型雨雪量计设置在横梁上，电性连接于光耦隔离单元。

作为优选方案，水质检测模块包括锥形浮仓、固定索、固定块、采样管、水质检测器及信号发射架，信号发射架架设在锥形浮仓顶部，固定索的一端连接于锥形浮仓的收口端，另一端连接于固定块，采样管开设在锥形浮仓上，连通锥形浮仓顶部及底部，水质检测器设置在采样管内，通信连接于信号发射架，信号发射架通信连接于处理器单元。

具体地，使用时，固定块自重较重，再其重力作用下会对锥形浮仓起到固定作用，河流、湖泊或海洋内带检测的水，会自流进入采样管，通过水质检测器即可直接分析水质情况，并将分析结果经由信号发射架发送至通讯模块。

实施例

图1示出了根据本发明的一个实施例的多信道遥测终端机的示意性结构图。

如图1所示，该多信道遥测终端机包括：

通讯模块1及通信连接于通信模块1的水文检测模块2、气象检测模块3及水质检测模块4；

其中，通讯模块1包括壳体7及设置壳体7内的处理器单元及通信连接于处理器单元的gprs单元、无线网络覆盖单元、信号放大单元、光耦隔离单元及信号输出串口，水文检测模块经由信号放大单元通信连接于信号放大单元，气象检测模块及水质检测模块经由光耦隔离单元通信连接于处理器单元；

其中，信号输出串口包括北斗串口及备用串口。

其中，还包括立柱5、横梁6、水文信号发射器及水质信号发射器，立柱5的一端插设在地面上，壳体7设置在立柱5上，通讯模块设置在壳体7内，横梁6的一端垂直连接于立柱5，气象检测模块3设置在横梁上，电性连接于光耦隔离单元，水文检测模块2及水质检测模块4用于设置在河流、湖泊及海洋内，分别通过水文信号发射器及水质信号发射器通信连接于通讯模块1。

其中，水文检测模块2包括流速检测壳体、流向检测壳体及水文信号发射器，流向检测壳体设置于流向检测壳体一侧，流速检测壳体内设置有流速检测仪，流向检测壳体内设置有流向检测仪，流速检测仪及流向检测仪通过水文信号发射器通信连接于通讯模块。

其中，流速检测仪包括收线杆8、检测线9、浮漂10、复位弹簧11及转速仪，流速检测壳体为圆柱形，流速检测壳体的顶部及底部开设有通孔，位于顶部的通孔处设置有连接轴承，收线杆8设置在流速检测壳体内，一端连接于连接轴承，检测线9的一端固定连接于收线杆8，另一端连接于浮漂10，浮漂10穿过位于流速检测壳体底部的通孔，检测线9的线体缠绕在收线杆8上，复位弹簧设11置在流速检测壳体顶部，连接于收线杆8，在收线杆8不受外力的情况下，复位弹簧11控制收线杆8旋转将检测线9收纳在收线杆8上，转速仪的检测端连接于收线杆8，用于检测收线杆8的转动方向信息及转动圈数信息，转速仪通信连接于水文信号发射器。

其中，流向检测仪包括吊装杆12、转动盘13、挡水板14及角度传感器，流向检测壳体底部开设有第二通孔，第二通孔处设置有第二连接轴承，吊装杆的一端连接于第二连接轴承，另一端连接于挡水板14，角度传感器的检测端连接于吊装杆12，用于检测吊装杆12的转动方向，挡水板14呈v字形，在水流冲击时，v字形的尖端朝向水流来使方向，角度传感器通信连接于水文信号发射器。

其中，还包括指南针及定位块15，定位块15垂直于挡水板14设置在吊装杆12的侧壁上，位于流向检测壳体内，指南针设置在吊装杆12的顶部，角度传感器检测获取指南针的南向顶点与吊装杆12的中心点的连线及定位块15与吊装杆12的中心点的连线形成夹角的夹角信息。

其中，还包括存储器，存储器内储存有计算机可执行指令，处理器单元运行计算机可执行指令，执行以下步骤：

步骤1：处理器单元接收获取转动方向信息、转动圈数信息及夹角信息；

步骤2：基于转动方向信息及转动圈数信息，获取水流速度信息；

步骤3：基于夹角信息，获取水流方向信息；

步骤4：基于基桩震动信号和基桩震动信号包络线瞬时平均值，获取第1个本征模态函数序列；

步骤5：基于gprs单元、无线网络覆盖单元或北斗串口，将水流速度信息及水流方向信息发送至下一级处理中心。

其中，基于转动方向信息及转动圈数信息，获取水流速度信息包括：

当收线杆8发生转动，转动方向信息的转动方向与水流方向一致时，判定水流速度增强；

当收线杆8发生转动，转动方向信息的转动方向与水流方向相反时，判定水流速度减弱；

具体地水流速度信息计算公式为：

v流速＝(2m球*nπd*f)²*(nπd)

其中，v流速为水流速度信息，m球为浮漂质量，n为转动圈数，d为收线杆直径，f为拉动复位弹簧，能够使复位弹簧转动的临界力值。

其中，气象检测模块包括风杯测速计16、融雪型雨雪量计17，风杯测速计16及融雪型雨雪量计17设置在横梁6上，电性连接于光耦隔离单元。

其中，水质检测模块包括锥形浮仓18、固定索19、固定块20、采样管21、水质检测器22及信号发射架23，信号发射架23架设在锥形浮仓18顶部，固定索19的一端连接于锥形浮仓18的收口端，另一端连接于固定块20，采样管21开设在锥形浮仓18上，连通锥形浮仓18顶部及底部，水质检测器22设置在采样管21内，通信连接于信号发射架23，信号发射架23通信连接于处理器单元。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。