一种遥测终端机及其运作方法与流程

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技术领域

本发明涉及一种遥测终端机及其运作方法，属于水情水文遥测领域。

背景技术：

遥测终端机是水文测报、水库防洪、发电、灌溉、综合调度、气象环保检测的基础，它可接入各类主流传感器和测量装置，通过传感器和测量装置采集各类所需数据，并将数据发送给后台。现有的遥测终端机存在以下缺点：

1、采用单一的GPRS通信方式，该方式很受基站信号覆盖范围限制；

2、一些数据需要通过转换模块进行转换，才能进行传输和处理，功耗高，容易造成数据延时；

3、外接硬件时，从新编写CPU工作程序，造成了大量的工程应用程序版本，对装置的后续技术支持很繁琐；

4、各传感器和测量装置需要实时通电，能耗较高。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种遥测终端机及其运作方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种遥测终端机，包括电源模块、CPU、USB/Zigbee接口、GPRS通信模块、北斗通信模块、拨码电路、SDI-12接口和RS485/232接口；

所述电源模块、拨码电路、SDI-12接口和RS485/232接口均与CPU连接，所述USB/Zigbee接口、GPRS通信模块和北斗通信模块均与拨码电路连接，所述SDI-12接口和RS485/232接口上均连接有若干测量装置和若干传感器。

还包括雷电预警电路，所述雷电预警电路与CPU连接。

还包括视频监控系统，所述视频监控系统与RS485/232接口连接。

传感器包括雨量传感器、闸位传感器和激光液位，测量装置包括激光液位计、超声波液位计、浮子水位计、管道流量计、水质综合测量仪、气泡式水位计、称重式雨雪量计、全自动气象站。

所述电源模块包括光伏发电器、风力发电器、风光互补控制器、电压采集器和蓄电池，所述光伏发电器和风力发电器均与风光互补控制器连接，所述风光互补控制器与电压采集器连接，所述电压采集器分别与CPU和蓄电池连接，所述蓄电池与CPU连接。

一种遥测终端机的运作方法，包括能耗管理方法和硬件组态自动配置方法；

能耗管理方法具体为：在不采集数据时，CPU断开电源模块向传感器和测量装置供电的链路，当CPU接收到后台发出的采集指令时，CPU接通电源模块向传感器和测量装置供电的链路；

硬件组态自动配置方法具体为：首先所述遥测终端机对常见的传感器和测量装置进行经验学习，然后对所述遥测终端机所接入的各种传感器和测量装置进行虚拟排序，通过参数设置软件设置各个传感器的运行参数和工作方式，以及设置各个测量装置的运行参数和工作方式，实现自动匹配。

拨动拨码电路，可以使GPRS通信模块和北斗通信模块均CPU连接，实现基于GPRS和北斗的混合通信；

混合通信包括：

a、以北斗为主，GPRS为辅的混合通信；

具体过程如下：

A1）事件触发转轴发送报文，转至A2；

A2）启动北斗通信模块，并记录北斗启动次数，转至A3；

A3）判断启动次数是否大于设定值，如果是，则转至A11；如果否，则转至步骤A4；

A4）查询北斗信号强度，如果北斗信号强度大于设定值，则转至A5；否则转至A7；

A5）通过北斗通信模块发送报文，转至A6；

A6）分析北斗回复报文，判断是否发送成功，如果成功，则植入北斗通信成功标志，转至步骤A11；如果不成功，则转至A7；

A7）关闭北斗通信模块，启动GPRS通信模块，转至A8；

A8）查询GPRS信号强度，如果GPRS信号强度大于设定值，则转至A9；否则转至A2；

A9）通过GPRS通信模块发送报文，转至A10；

A10）分析GPRS回复报文，判断是否发送成功，如果成功，则植入GPRS通信成功标志，转至步骤A11；如果不成功，则转至A2；

A11）关闭开启的所有通信模块，北斗启动次数清零；

b、以GPRS为主，北斗为辅的混合通信；

具体过程如下：

B1）事件触发转轴发送报文，转至B2；

B2）启动GPRS通信模块，并记录GPRS启动次数，转至B3；

B3）判断启动次数是否大于设定值，如果是，则转至B11；如果否，则转至步骤B4；

B4）查询GPRS信号强度，如果GPRS信号强度大于设定值，则转至B5；否则转至B7；

B5）通过GPRS通信模块发送报文，转至B6；

B6）分析GPRS回复报文，判断是否发送成功，如果成功，则植入GPRS通信成功标志，转至步骤B11；如果不成功，则转至B7；

B7）关闭GPRS通信模块，启动北斗通信模块，转至B8；

B8）查询北斗信号强度，如果北斗信号强度大于设定值，则转至B9；否则转至B2；

B9）通过北斗通信模块发送报文，转至B10；

B10）分析北斗回复报文，判断是否发送成功，如果成功，则植入北斗通信成功标志，转至步骤B11；如果不成功，则转至B2；

B11）关闭开启的所有通信模块，GPRS启动次数清零。

本发明所达到的有益效果：1、本发明通过拨动拨码电路可实现多种通信方式，进一步增强了遥测终端机的使用范围；2、本发明通过拨动拨码电路可实现通信和程序下载（通过USB/Zigbee接口外接程序编辑器进行程序下载）的切换，有效防止因程序更新引起数据混乱；3、本发明的若干数据通过SDI-12接口采集，无需转换模块进行转换，功耗低，不易造成数据延时；4、本发明在不采集数据时，断开传感器和测量装置的供电，能耗低；5、本发明可实现自动配置硬件组态，简单方便。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2以北斗为主，GPRS为辅的混合通信流程。

图3以GPRS为主，北斗为辅的混合通信流程。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种遥测终端机，包括电源模块、CPU、USB/Zigbee接口、GPRS通信模块、北斗通信模块、拨码电路、雷电预警电路、视频监控系统、SDI-12接口和RS485/232接口。

电源模块、拨码电路、雷电预警电路、SDI-12接口和RS485/232接口均与CPU连接，USB/Zigbee接口、GPRS通信模块和北斗通信模块均与拨码电路连接，SDI-12接口和RS485/232接口上均连接有若干测量装置和若干传感器，视频监控系统与RS485/232接口连接。

视频监控系统为现有技术，不详细叙述其结构，当传感器、测量装置中有部分损坏时，后台可通过视频实时监控和预估水文情况。

传感器包括雨量传感器、闸位传感器和激光液位，测量装置包括激光液位计、超声波液位计、浮子水位计、管道流量计和水质综合测量仪。

电源模块包括光伏发电器、风力发电器、风光互补控制器、电压采集器和蓄电池，光伏发电器和风力发电器均与风光互补控制器连接，风光互补控制器与电压采集器连接，电压采集器分别与CPU和蓄电池连接，蓄电池与CPU连接。这里风光互补控制器能控制两种供电形式的切换，还能对光伏发电器和风力发电器的状态进行检测和保护，提高了供电的安全性。

上述终端机通过拨动拨码电路可实现多种通信方式，进一步增强了遥测终端机的使用范围；同时若干数据通过SDI-12接口采集，无需转换模块进行转换，功耗低，不易造成数据延时。

上述终端机的运作方法，包括能耗管理方法和硬件组态自动配置方法。

能耗管理方法具体为：在不采集数据时，CPU断开电源模块向传感器和测量装置供电的链路，当CPU接收到后台发出的采集指令时，CPU接通电源模块向传感器和测量装置供电的链路。该能耗管理方法保证了终端机能耗低，完全实现自给自足，无需外接电源。

硬件组态自动配方法具体为：

首先所述遥测终端机对常见的传感器和测量装置进行经验学习，然后对所述遥测终端机所接入的各种传感器和测量装置进行虚拟排序，通过参数设置软件设置各个传感器的运行参数和工作方式，以及设置各个测量装置的运行参数和工作方式，实现自动匹配。该硬件组态自动配方法，简单方便，不需要从新编写CPU工作程序，避免了大量的工程应用程序版本，便于对装置的后续技术支持。

拨动拨码电路，可实现通信和程序下载（通过USB/Zigbee接口外接程序编辑器进行程序下载）的切换，即当需要更新程序时，USB/Zigbee接口可外接程序编辑器，拨动拨码电路，与USB/Zigbee接口连接的链路开通，与GPRS通信模块和北斗通信模块连接的链路断开，将新的程序通过USB/Zigbee接口灌入CPU，有效防止因程序更新引起数据混乱。

拨动拨码电路，可实现多种通信方式，可使CPU与GPRS通信模块连接，即GPRS单独通信，可使CPU与北斗通信模块连接，即北斗单独通信，也可使GPRS通信模块和北斗通信模块均CPU连接，即实现GPRS和北斗的混合通信。