一种河湖水流量监控预警系统的制作方法

本实用新型属于监控预警技术领域，具体涉及一种河湖水流量监控预警系统。

背景技术：

自古以来，流经城市的河流和城市周围的湖泊作为生态环境中的一部分的水环境对居民生活、工农业生产等具有非常大的影响, 而对于水环境来说，水质和水量是两个非常重要的指标,尤其是流量的测量可以使相关部门及时掌握水量变化，并依据此来作为国家、水行政主管部门决策的参考量值、执法的依据和管理的标准，并及时向公众公布，尽可能的保证公众的人身财产安全。

而目前，现有水流量监控系统需要人为参与，人力成本高，且实时性较差，尤其是对于城市内涝、河流泛滥等突发情况的水位监控，若实时性不强可能会令国家和民众产生巨大损失。如专利号为“201520589732.9”的专利文件公开了一种可监测洪水的预警广播机，其在河流岸边设有立杆，立杆底部连接放置于河流内的传感器，立杆上设有预警机，用以监测预警水位信息，该预警广播机无法实现远程监控预警，并且，对于岸边较远的水域利用传感器来监测时较难实现，还会增加成本。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题为：提供一种河湖水流量监控预警系统，解决当前水流量监控系统人力成本高、实时性差的问题。

本实用新型的技术方案为：

一种河湖水流量监控预警系统，其特征在于：包括水流量监测模块、调理电路模块、数据处理模块、无线通信模块、PLC控制模块和监控模块、供电模块，所述水流量监测模块通过所述调理电路模块与数据处理模块电连接，所述数据处理模块通过无线通信模块与PLC控制模块电连接，所述PLC控制模块与监控模块电连接，所述水流量监测模块、调理电路模块、数据处理模块、无线通信模块均与供电模块电连接。

所述水流量监测模块包括水压传感器和流量传感器。

所述调理电路模块包括测压电路和测流电路。

所述无线通信模块包括数据信号发射器和数据信号接收器，所述无线通信模块采用的无线数据传输网络为GSM/GPRS网络。

所述供电模块包括电源模块和储备电源模块，所述储备电源模块与电源模块连接以获取电源模块的电能。

所述监控模块包括报警单元、指令输入单元、显示单元，所述指令输入单元的输入装置为触摸屏，所述报警单元为声光报警器，包括蜂鸣器和LED信号灯，所述显示单元为LED显示器。

所述监控模块与智能移动终端相连接。

所述水流量监测模块、调理电路模块、数据处理模块、无线通信模块和供电模块设置于浮标上并进行工作，所述浮标包括浮标主体和位于浮标主体下方的锚，所述浮标主体为中空密封壳体，所述浮标主体和锚通过绳索相连接，所述水流量监测模块中的水压传感器和流量传感器悬挂固定在浮标主体的下方，所述调理电路模块、数据处理模块、无线通信模块和供电模块固定在浮标主体的内部，所述浮标主体的上部表面还设置有航标灯，所述供电模块与航标灯电性连接。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型采用模块化设计，能对水流量和压力实时监控，实现了对河湖水流量的远程、动态监控，减少了监护的人力成本，提高了对河湖水流量的分析预警能力，为安全生产生活的稳定通过了可靠保障。

2.本实用新型监控模块可与手机、平板电脑、PC机等连接，可使运营人员更快、更准、更方便的监控可能出现的问题，并及时采取措施，防止财产损失。

3.本实用新型采用智能监测系统代替人工测量，解决了传统测量难度大、不精确、成本高的难题，可实现水流量自动化监测。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图。

图2为本实用新型浮标装置结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种河湖水流量监控预警系统，包括水流量监测模块1、调理电路模块2、数据处理模块3、无线通信模块4、PLC控制模块5和监控模块6、供电模块7。

所述水流量监测模块1通过调理电路模块2与数据处理模块3电连接，所述数据处理模块3通过无线通信模块4与PLC控制模块5电连接，所述PLC控制模块5与监控模块6电连接，所述水流量监测模块1、调理电路模块2、数据处理模块3、无线通信模块4均与供电模块7电连接。

所述水流量监测模块1包括水压传感器11和流量传感器12。所述水压传感器11用于感应水压，并采集水压信号；所述流量传感器12用于监测水流量，并采集水流量信号。所述调理电路模块2包括测压电路21和测流电路22，所述水压传感器11通过测压电路21与数据处理模块3电连接，并将采集的水压信号传输至数据处理模块3；所述流量传感器12通过测流电路22与数据处理模块3电连接，并将采集的水流量信号传输至数据处理模块3，所述数据处理模块3接收水流量监测模块1传递的数据信息，并对数据信息进行存储和分析，还可以根据水流量和水压变化量确定是否控制水流量监测模块1改变传感器的采样频率。

所述无线通信模块4包括数据信号发射器41和数据信号接收器42。所述数据处理模块3的输出端与所述数据信号发射器41的输入端电连接并进行数据交互，所述数据信号接收器42输出端与所述PLC控制模块5的输入端电连接并进行数据交互。所述无线通信模块4采用的无线数据传输网络为GSM/GPRS网络，本实施例中可选用华为GTM900-C无线模块，工作电压为3.8V。

所述供电模块7包括电源模块71和储备电源模块72，所述电源模块71为太阳能光伏板，所述供电模块7为水流量监测模块1、调理电路模块2、数据处理模块3、无线通信模块4不间断的提供电能，所述储备电源模块72与所述电源模块71连接，所述储备电源模块72也接收电源模块71的供电，并在电源模块71无法供电时，继续实现对各模块的持续供电，保证系统正常工作。

如图2所示，所述水流量监测模块1、调理电路模块2、数据处理模块3、无线通信模块4中的数据信号发射器41和供电模块7设置于浮标8上并进行工作。所述浮标8包括浮标主体81和位于浮标主体下方的锚82，所述浮标主体81为中空密封壳体，所述浮标主体81和锚82通过绳索83相连接，所述水流量监测模块1中的水压传感器11和流量传感器12悬挂固定在浮标主体81的下方，并采用沉浸的方式设置于待测水体中，所述调理电路模块2、数据处理模块3、无线通信模块4中的数据信号发射器41和供电模块固定在浮标主体81的内部，以进行密封处理，使水电分离，防止其被破坏，以此保证本系统的安全性、稳定性和可靠性，所述浮标主体81的上部表面还设置有航标灯84，所述供电模块7与航标灯84电性连接，并为航标灯84提供电能。

所述监测浮标8布置在河道内，并可按照河湖水干支流的水量具体情况选择合适数量的监测浮标8并分布设置于合适的位置处。

所述PLC控制模块5为水流量监控预警系统的核心部件，专门用于信号处理，所述PLC控制模块5可预先存储程序，并预设若干水流量和水压参考标准值，标准值可设定为A、B、C，使水流量和水压数值分成若干数值区域，所述PLC控制模块5将接收的水流量、水压数值信号与参考标准值进行比较，分析其落入的数值区域，并根据河湖水实际所对应的数值区域进行相应的处理和反应。该标准值可根据河湖水实际情况进行修改。

所述监控模块6包括报警单元61、指令输入单元62、显示单元63。所述PLC控制模块5的输出端与监控模块6的输入端电连接。

所述指令输入单元62的输入装置可以为触摸屏，用于输入指令，并将指令发送至PLC控制模块5，所述PLC控制模块5根据指令调整水流量和水压参考标准值，实现对本系统的运行状态和监测数据的改变。

所述报警单元61为声光报警器，包括蜂鸣器和LED信号灯，所述报警单元61根据PLC控制模块5的控制选择报警模式：当水流量、水压变化幅度较小且小于限定值A，即河湖水流量在正常变化范围内时，报警单元61不作出反应；当水流量、水压变化幅度较大，大于限定值A小于限定值B，即河湖水流量在可控变化范围内时，可发出三级警告，提醒工作人员予以关注；当水流量、水压变化幅度很大，且大于限定值B小于限定值C，即河湖水流量的变化会造成一定财产损失的后果时，发出二级警告，提醒工作人员采取措施，规避可能发生的危险；当水流量、水压变化幅度非常大，且大于限定值C，即河湖水流量变化异常，严重超过河湖水承受的安全流量，则发出一级警告，警示工作人员立刻采取行动。

上述接收到一级、二级、三级不同等级的警告，蜂鸣器会发出不同频率的鸣响声，LED信号灯会闪烁不同颜色的灯光。

所述显示单元63可以为LED显示器，用于显示水量数据，可以设定以图形、变化曲线、表格等直观的图形表现。

所述显示单元63和指令输入单元62可以为一体设置，也可以分开设置。

所述监控模块6可与手机、平板电脑、PC机等智能移动终端连接，以实现终端便携、人工智能控制。

本实用新型一种河湖水流量监控预警系统，所述水流量监测模块1的水压传感器11和流量传感器12实时监测水压和单位时间的水流量，并将相应的水压信号和水流量信号通过调理电路模块2传输至数据处理模块3，所述数据处理模块3通过无线通信模块4将水流量信号传递至PLC控制模块5，所述PLC控制模块5传递给显示单元63，实时显示单位时间水流量的变化情况，所述PLC控制模块4还能接收运营人员从指令输入单元62输入的水流量标准值调整指令，进而根据指令调整水流量参考值，所述PLC控制模块5可对流量设置分级预警，用户可任意设定每级的流量限定范围，若超出限定值，则发出相应等级的报警信号。