灌区渠道一体化自动量测水系统的制作方法

本实用新型属于农业灌溉量测水技术领域，具体是灌区渠道一体化自动量测水系统。

背景技术：

明渠是灌区农业灌溉的主要输水工程，明渠量水是灌区量水工作的重点领域；实践中，明渠量水工作受渠道地形、灌溉管理以及降雨的影响比较大，实际精度很难保证，影响测流效果；在拟开展量水的明渠段，明渠下游坡度过缓，难以形成稳定过流控制断面，以形成自由流态满足测量基本条件，需要对这段渠道进行改造；有时候即使明渠下游坡度足够，由于管理不当，尤其是临时设置挡水物或者垃圾入渠，造成量水段的局部壅水形成淹没流，导致明渠量测精度迅速下降。除了管理方面，由于明渠是开放的系统，在降雨期间也收纳雨水作为排水通道，这时候若是将雨水量纳入灌溉水量，直接导致灌溉水量不准确，这也是明渠量水实际当中普遍遇到的问题。

现有的灌区明渠量水系统已有通过设置雨量计来排除明渠中将降雨量纳入为灌水量的误差；如申请号为201620227521.5的一篇专利公开了一种灌区明渠自动量水系统，通过安装雨量计和安装两个超声波水位计来减少雨水、下游壅水、渠道淤积给明渠量水带来的精度影响；然而这种量水系统还存在一些问题，首先，由于灌区一般是在田间野外，供电比较麻烦；其次，该系统只能监测明渠的水位，不能监测流量；最后，该系统无法获取灌溉明渠现场的视频图像信息，当量水段形成淹没流后，无法判断是什么原因导致的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供灌区渠道一体化自动量测水系统，通过在明渠的上、中下游各设多个监测装置，通过监测装置来对灌区明渠的降雨量、水位、流速、流量及现场视频图像信息进行实时监测，从而有效保证监测的全面性和准确性；通过设置在所述检测装置上的光伏发电板来给检测装置供电，避免了单独接线的麻烦。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

灌区渠道一体化自动量测水系统，包括监测装置以及与所述监测装置通讯连接的后台服务器，所述监测装置设有多个，分别设置在明渠的上、中、下游；所述监测装置包括立杆，所述立杆从上往下依次设置有雨量计、光伏发电板、横杆和电路箱；所述横杆一端设有用于测量明渠断面流量的雷达波流量计；所述雨量计、光伏发电板、雷达波流量计分别与所述电路箱相连。

具体地，所述电路箱内设有远程通讯模块，所述远程通讯模块分别连接所述雨量计和雷达波流量计；

所述雷达波流量计通过测量明渠的水位及流速，再根据明渠的宽度计算流量。

具体地，所述远程通讯模块为GSM或者GPRS模块。

具体地，所述电路箱内还设有电源模块，所述电源模块分别连接所述光伏发电板、雨量计、雷达波流量计和远程通讯模块；所述电源模块为可充电电源，通过光伏发电板充电电，用于给所述雨量计、雷达波流量计和远程通讯模块供电。

具体地，所述横杆上还设有摄像装置，所述摄像装置与电路箱相连；所述摄像装置为具有夜视功能的摄像头，即使在光线不好的时候也能清晰的拍摄监控视频。

具体地，所述横杆和立杆均为空心结构，所述空心结构内设置有所述光伏发电板、雨量计、雷达波流量计、远程通讯模块和电源模块的连接线。

具体地，所述横杆设有雷达波流量计的一端与立杆之间通过支撑杆/拉索结构连接，其目的是加固所述横杆与立杆的连接结构。

具体地，所述后台服务器位于监控中心，灌区管理员在监控中心通过后台服务器实时查看灌区明渠的监测信息，所述后台服务器包括数据接收单元、数据处理单元和数据存储单元；所述数据接收单元用于接收各检测装置发送的监测信息，所述数据处理单元用于对接收到的监测信息进行分析处理，所述数据存储单元用于本地存储监测信息。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)本实用新型通过在所述监测装置上设置光伏发电板，从而避免了在野外给所述检测装置供电造成的接线困难问题；(2)本实用新型通过在所述检测装置上设置摄像装置来对灌区明渠现场进行实时监测，加强了灌区管理的力度；(3)本实用新型通过雷达波流量计实时监测明渠的水位和流速信息，从而得到明渠的流量信息，更准确全面地监测灌区用水量。

附图说明

图1为本实用新型灌区渠道一体化自动量测水系统的结构示意框图；

图2为本实用新型的监测装置结构示意图；

图中：1、立杆；2、雨量计；3、光伏发电板；4、横杆；401、雷达波流量计；402、支撑杆；5、电路箱；6、摄像装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

如图1、2所示，本实施例提供了灌区渠道一体化自动量测水系统，包括监测装置以及与所述监测装置通讯连接的后台服务器，所述监测装置设有多个，分别设置在明渠的上、中、下游；所述监测装置包括立杆1，所述立杆1从上往下依次设置有雨量计2、光伏发电板3、横杆4和电路箱5；所述横杆4一端设有用于测量明渠断面流量的雷达波流量计401；所述雨量计2、光伏发电板3、雷达波流量计401分别与所述电路箱5相连。

具体地，所述电路箱5内设有远程通讯模块，所述远程通讯模块分别连接所述雨量计2和雷达波流量计401；

所述雨量计2可以采用新型翻斗式雨量计2，但不限于此；所述雷达波流量计401可以采用雷达波流量计，但不限于此，采用非接触式测量灌区明渠的流量，可以在监测的同时不影响明渠水流的流动状态；所述远程通讯模块可以采用GPRS模块或者GSM模块。

具体地，所述电路箱5内还设有电源模块，所述电源模块分别连接所述光伏发电板3、雨量计2、雷达波流量计401和远程通讯模块；所述电源模块为可充电电源，通过光伏发电板3充电电，用于给所述雨量计2、雷达波流量计401和远程通讯模块供电。

具体地，所述横杆4上还设有摄像装置6，所述摄像装置6与电路箱5相连；所述摄像装置6为具有夜视功能的摄像头，所述摄像头为红外夜视摄像头，即使在光线不好的时候也能清晰的拍摄监控视频。

具体地，所述横杆4和立杆1均为空心结构，所述空心结构内设置有所述光伏发电板3、雨量计2、雷达波流量计401、远程通讯模块和电源模块的连接线。

具体地，所述横杆4设有雷达波流量计401的一端与立杆1之间通过支撑杆402结构连接，其目的是加固所述横杆4与立杆1的连接结构。

具体地，所述后台服务器位于监控中心，灌区管理员在监控中心通过后台服务器实时查看灌区明渠的监测信息，所述后台服务器包括数据接收单元、数据处理单元和数据存储单元；所述数据接收单元用于接收各检测装置发送的监测信息，所述数据处理单元用于对接收到的监测信息进行分析处理，所述数据存储单元用于本地存储监测信息。

本实用新型的工作流程如下：当灌区正常灌溉时，分别位于明渠上游、中游和下游的检测装置对明渠的各个流段的水位、流速和流量进行实时监测，并将监测数据实时上传到后台服务器；后台服务器根据上、中、下游的水情数据分析是自由流还是淹没流，若为自由流或者淹没度小于0.8时，将上游水位结合流量关系换算成水量并存储在后台服务器；若判断淹没度大于0.8时，则通过调取下游监测点的视频监控画面，查看现场是否有堵塞情况。降雨时，通过雨量计2对降雨进行监测，并将降雨量数据实时上传到后台服务器，后台服务器根据降雨量计2算出准确的灌溉水量。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。