一种激光水标尺设备的制作方法

本实用新型涉及一种激光水标尺设备。

背景技术：

随着我国经济的快速发展，城市化进程的推进，目前国内大部分地区水资源的紧缺，洪涝灾害频发，现急需对水资源进行精细化管理，所以对相关技术要求越来越高。其中水位监测前期绝大部分均采用传统的水标尺、视频、水位计等多种方式监测水位。根据对现有的水务、水利基础建设情况调查，在其系统中，水标尺、视频、水位计为多家分别施工，每家单位在执行标准不一样，导致系统维护和监测结果有比较大的误差。在运行过程中，因为建设标准和维护单位不统一，不仅造成水资源的巨大浪费，发生问题也互相推诿。缺少对事件的预测和事件发生后的及时定位及倒查工作指导。传统的水标尺在水位频繁变化阶段不好维护、清洗和变更，容易受到水位、天气、水质影响。如夜晚、标尺数字不清晰、异物遮挡等都无法准确判断。视频系统不能直接读取水位数值，要人工判断，也容易收到外界因素干扰。这就会增加判断时间和计算误差。传统水位计在常态下工况稳定，在异常情况下没有自身判断故障功能容易产生较大数据误差。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种误差较少的激光水标尺设备。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种激光水标尺设备，包括

激光检测模块,用于对海拔高度、水平角度进行检测；

控制模块，与所述激光检测模块连接，用于根据所述激光检测模块的检测数据进行控制；

激光投影模块，与所述控制模块连接，用于根据所述控制模块的控制信号向投影面进行投影；

手机通讯模块；

网络通讯模块；以及

电源模块，其用于为激光检测模块、激光投影模块、控制模块、手机通讯模块和网络通讯模块供电。

作为优选的，所述手机通讯模块为蓝牙模块、gprs无线数传模块、wifi模块或zigbee无线通讯模块中的一种或多种。

作为优选的，所述网络通讯模块为串口转以太网模块或pci总线网卡。

作为优选的，所述激光检测模块、激光投影模块、手机通讯模块和网络通讯模块均与控制模块电性连接。

作为优选的，还包含有管理模块，用于储存水位数据。

作为优选的，还包含有用于拍摄监控区域水位的视频拍摄模块。

作为优选的，所述激光水标尺还设置有外壳，所述外壳设置有壁挂钩或立杆或三角支架中的一种或多种。

作为优选的，所述外壳上设置有用于与壁挂钩或立杆或三角支架连接的安装装置，所述安装装置包含有第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和第二连接件螺纹连接，所述第二连接件上设置有与壁挂钩相配对的第一螺孔和与三角支架相配对的第二螺孔，所述第二连接件上设置有载物台，所述载物台上设置有与立杆相配对的穿孔，所述第二连接件上设置有滑槽，所述滑槽内设置有滑子，所述滑子上设置有用于夹住立杆的夹臂，所述第二连接件上设置有第三螺孔，所述第三螺孔与滑槽相连通，所述第三螺孔内拧入有螺杆，所述螺杆末端与滑子转动连接。

本实用新型的有益效果为：利用激光的良好穿透性及设备自身电源，不受外界的天气等因素影响，不需要辅助照明；此外，水标尺、视频、及水位3体合一，可以让现有统一标准和设备，减小技术误差，本实用新型的设备通讯方式，支持多种查看手段并保证数据及时有效上传，并且本实用新型的设备有激光测距设备不受投影面形状影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种激光水标尺设备的结构示意图。

图2为本实用新型一种激光水标尺设备的安装装置的结构示意图。

图3为本实用新型一种激光水标尺设备的倾斜角度及投影比例计算线条图。

图中：

1、激光检测模块；2、控制模块；3、激光投影模块；4、手机通讯模块；5、网络通讯模块；6、电源模块；7、管理模块；8、第一连接件；9、第二连接件；10、第二螺孔；11、载物台；12、穿孔；13、滑槽；14、夹臂；15、螺杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。

在实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“右侧”、“左端”、“上方”、“背面”、“中部”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

另外，在本具体实施方式中如未特别说明部件之间的连接或固定方式，其连接或固定方式均可为通过现有技术中常用的螺栓固定，或钉销固定，或销轴连接，或粘合固定，或铆接固定等常规方式，因此，在实施例中不在详述。

实施例1

如图1所示，一种激光水标尺设备，包括

激光检测模块1,用于对海拔高度、水平角度进行检测；

控制模块2，与激光检测模块1连接，用于根据激光检测模块1的检测数据进行控制，并可以根据到投影面的距离、角度计算投影面的形状；通过控制模块的计算功能，直接投影海拔高度数值不用人工换算，并且通过激光测距也可以不受投影面形状影响，测量结果更准确。

激光投影模块3，与控制模块2连接，用于根据控制模块2的计算结果向投影面投出实际数值，同时激光投影模块3可以根据控制模块2的控制信号自行激活开始进行激光投影，在不需要激光投影时可以休眠，进入低功耗状态，减少电能的损耗。同时激光投影模块3还可根据计算结果控制投影的时间、比例、激光强度等信息。

以及包括手机通讯模块4、网络通讯模块5和电源模块6，手机通讯模块4用于人机界面、安装参数设置、监测、复核和数据传输，也可以作为临时监测站点的数据读取，在一定程度上和网络通讯互为备用；网络通讯模块5用于长时间大容量的数据传输，在一定程度上和手机通讯模块4互为备用；电源模块6用于为激光检测模块1、激光投影模块3、控制模块2、手机通讯模块4和网络通讯模块5供电，激光检测模块1、激光投影模块3、手机通讯模块4和网络通讯模块5均与控制模块2电性连接。电源模块6还可根据设备需要配置不同的供电模式。

在本实施例中，手机通讯模块4为gprs无线数传模块，通过手机通讯模块4实现与手机的通讯，实现手机控制、手机数据采集等相关通讯功能。

在本实施例中，网络通讯模块5为pci总线网卡，以此实现远程数据传输。

同时在本实施例中，也可以采用有线的方式与后台进行通讯，实现数据的传输与查询。

在本实施例中，还包含有管理模块7，用于储存水位数据，以供工作人员查询。还包含有用于拍摄监控区域水位的视频拍摄模块。视频拍摄模块与管理模块7无线连接。

请参考图2，在本实施例中，所述激光水标尺还设置有外壳(未图示)，所述外壳设置有壁挂钩(未图示)、立杆(未图示)和三角支架(未图示)。外壳上设置有用于与壁挂钩、立杆和三角支架连接的安装装置，所述安装装置包含有第一连接件8和第二连接件9，所述第一连接件8和第二连接件9螺纹连接，所述第二连接件9上设置有与壁挂钩相配对的第一螺孔(未图示)和与三角支架相配对的第二螺孔10，所述第二连接件9上设置有载物台11，所述载物台11上设置有与立杆相配对的穿孔12，所述第二连接件9上设置有滑槽13，所述滑槽13内设置有滑子(未图示)，所述滑子上设置有用于夹住立杆的夹臂14，所述第二连接件上设置有第三螺孔(未图示)，所述第三螺孔与滑槽13相连通，所述第三螺孔内拧入有螺杆15，所述螺杆15末端与滑子转动连接。

实施例2

本实用新型还提出一种激光水标尺设备的监测方法，应用到激光水标尺设备，包括

激光检测模块1,用于对海拔高度、水平角度进行检测；

控制模块2，与激光检测模块1连接，用于根据激光检测模块1的检测数据进行控制，并可以根据到投影面的距离、角度计算投影面的形状；通过控制模块的计算功能，直接投影海拔高度数值不用人工换算，并且通过激光测距也可以不受投影面形状影响，测量结果更准确。

激光投影模块3，与控制模块2连接，用于根据控制模块2的计算结果按比例向投影面投出实际数值，同时可以根据控制模块2的控制信号激活激光投影模块3开始进行激光投影，在不需要激光投影时可以休眠，进入低功耗状态，减少电能的损耗。

以及包括手机通讯模块4、网络通讯模块5和电源模块6，电源模块6用于为激光检测模块1、激光投影模块3、控制模块2、手机通讯模块4和网络通讯模块5供电，激光检测模块1、激光投影模块3、手机通讯模块4和网络通讯模块5均与控制模块2电性连接。

在本实施例中，手机通讯模块4为蓝牙模块。

在本实施例中，网络通讯模块5为串口转以太网模块。

在本实施例中，还包含有管理模块7，用于储存水位数据，以供工作人员查询。还包含有用于拍摄监控区域水位的视频拍摄模块。视频拍摄模块与管理模块7无线连接。

在本实施例中，所述视频拍摄模块为摄像头。

在本实施例中，其监测方法包括以下步骤：

s1、激光水标尺接收控制指令，根据控制指令设置激光水标尺的基准高度；控制指令可根据现场情况通过手机或者网络设置发出，激光水标尺接收控制指令后对自行设置基准高度；

s2、控制模块根据控制指令激活激光检测模块；在未收到控制指令时，激光检测模块自动进行休眠，进行低功耗状态，当控制模块接收到控制指令时自动激活激光检测模块进行工作；

s3、激光检测模块分段检测到投影面的距离和投影面形状并采集相关数据；通过激光检测模块检测激光水标尺到投影面距离、角度并能读取激光水标尺的投影数据；

s4、控制模块根据采集到的数据和基准高度计算激光投影模块的激光影像投影比例和数值；

s5、激活激光投影模块根据计算结果按比例向投影面投出实际数值，激光投影模块根据投影面的形状、距离和预设海拔高度直接按比例投影出真实的海拔高度数值。

在本实施例中，此监测方法还包括以下步骤：

控制模块根据激光检测模块检测的水位计算水位数据，并上传到管理模块。

如图3所示，在本实施例中通过激光水标尺设置的激光检测模块实现对海拔高度、水平角度检测，安装激光水标尺要设定最高投影点o1及最低投影点o1`的投影范围，倾斜角度及投影比例计算方法：

第一步：激光水标尺自动检测l的长度及夹角a；

第二步：激光水标尺自动检测l`的长度及夹角b；

第三步：根据三角函数关系计算出夹角d及投影面有效长度：

第四步：根据第三步的结果及点o1到点o1`的相对高度l-h计算出分段投影比例精度l-z；

第五步：按以上的方法对每个分段高度进行分段投影比例精度计算就会得出连续的分段投影比例；

第六步：根据分段投影比例精度激光投影模块就可以按需求投影。

在其他的实施例中，本实用新型的激光水标尺还设置有计时模块，可以通过与控制模块连接实现定时启动的功能，以及还可以设置报警模块，当检测到水位过高，可以通过通讯模块向远程端发出报警。

本实用新型提供的激光水标尺满足远距离安装条件，远离危险地段，方便后期的维护。激光水标尺的外壳结构有壁挂和立杆两种安装配件，也可以安装独立临时的三角支架，内置高能电池可以用多种方式充电，也可以外接标准电源(太阳能供电和市电接口)。激光投影和激光检测理论距离为200米，安装位置可以远离和高于水面。因支持与手机客户端远程通讯，可以储存多组数据，可以作为临时设备使用，例如使发生自然灾害或者异常情况时需要增加临时的观测站点，(如特大水情、危险边坡塌方、原有设备异常、短期基建等)。数据可以适时传输到手机客户端或者管理平台。利用激光的良好穿透性及设备自身电源，不受外界的天气等因素影响，也不需要辅助照明。通过蓝牙、无线、有线多种通讯模式，支持多种查看手段并保证数据及时有效上传。并且本实用新型的激光水标尺利用激光测距不受投影面形状影响。本实用新型以水库、河道、水渠等水位变化监控数据为基础，通过合理有效目测、手机客户端、网络等多渠道的监控反馈进行修正的算法，实现对水位变化的精准观测。任何电子设备都会有一定的测量误差，水库、河道、水渠按国家标准都会有严格的标高，设备的测量结果要定期的和标高进行比对，根据比对结果调整设备的误差趋势。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。