专利名称：一种水库水位监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水库水位检测装置，属于无线传感器网络技术领域。
背景技术：
水库水位监测主要用来对水库水位进行预警。参照水库管理安全指标，检测水位是否达到警戒线，可以预测水库安全程度，并且采取有效的防御措施。水库水位监测应当考虑天气特性和水库库容两个方面的因素。传统的水库水位检测，一是靠人工，工作量大， 耗时久；二为普通连线监测，水位测试点到控制器的接线为点到点方式，接线复杂，布线困难，存在抗干扰能力差、工作不稳定和系统测试精度低等问题。发明内容本实用新型为了解决上述问题，提供了一种水库水位检测装置，由低功耗微小网络节点通过自组织方式构成，实现水库区域的低成本无人连续在线监测。本实用新型为解决其技术问题采用如下技术方案一种水库水位监测装置，包括水位信息采集模块、复位模块、信息处理模块、无线收发模块、串行口电平转换模块、看门狗模块，水位信息采集模块、复位模块、无线模块、串行口电平转换模块、看门狗模块分别与信息处理模块连接。所述的信息处理模块采用ATmegal28L微处理器。所述的无线收发模块使用无线发射/接收器，无线发射/接收器选用CC2430芯片型号。所述的水位信息采集模块由水位监测电路构成。本实用新型的有益效果如下1、无线传感器网络节点布置密集，具有可利用的网络节点功耗低、成本小、工作时间长。2、每个监测点都可以有多个节点进行测量，单节点失效不影响测量效果，通过数据融合可以提高数据的精度。3、系统容错性强，数据准确率高。提高了水库工作人员的工作效率，减小了水位对水库安全的威胁。
图1为水库水位监测装置的模块连接图。图2为水库监测电路的实物图。图3无线CC2430芯片与ATmegal28L微处理器的连接电路。图4无线传感器节点的组成结构图。图5汇聚节点的组成结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明创造做进一步详细说明。如图1所示，一种水库水位监测装置，包括水位信息采集模块、复位模块、 ATmegal28L微处理器、无线模块、电平转换模块、看门狗模块，水位信息采集模块、复位模块、无线模块、串行口电平转换模块、看门狗模块分别与ATmegal28L微处理器连接。如图2所示，水库监测电路的实物是由绝缘支架、电极、导管和浮球几部分构成。 浮子由1个直径15 cm的不锈钢球与1根长105 cm、外径15 mm的不锈钢管焊接而成。导管是一根外径20 mm、内径17 mm的PVC塑料管。支架由长80 cm的电工导轨制作而成。其余部分安装在1个长25 cm、宽20 cm、厚5 cm的塑料盒内。如图3所示，无线传感器的节点，由以下几部分组成，微型处理器选用ATmegal28L 为主控CPU。ATmegal28L为基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器，具有6种睡眠模式，其体积较小，非常适合组成体积不太大的传感器节点。无线发射/接收器选用的芯片型号为CC2430，通过数据线PDATA和其他一些控制引脚与CPU连接。如图4所示，无线传感器的节点模块图，由水位监测装置模块、采用ATmegal28L为主控CPU信息处理模块、采用CC2430的无线收发模块组成。本装置采用两节AA电池直接进行供电，保证水位监测电路、信息处理模块，无线收发模块正常工作，并且功耗尽量小。如图5所示，汇聚节点由ATmegal28L微处理器和CC24300收发器组成，采用两节 AA电池供电，保证ATmegal28L微处理器和CC24300收发器正常工作。汇聚节点(即基站) 的设计是让该节点没有监测功能仅带有通讯接口。通过RS-232串口线与PC机相连，并与监测区域内的传感器节点，组成无线传感器网络。系统运用无线传感器节点(Node)定时与汇聚节点(Sink)发送或接收信息数据。 通过RS-232串口线将无线传感器网络的汇聚节点(Sink)与PC个人计算机连接，组成现场实时信息采集系统。利用无线传感器网络对水库区域水位进行实时现场监测，将一定数量的传感器节点随机部署在水库监测区域内，能够通过自组织的方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳路由到达汇聚节点(基站)。包括无线传感器节点、汇聚节点。无线传感器节点自行进行监测网络组建，每个无线传感器节点都包含水位信息采集模块，定时进行水位情况采集，并将数据结果发送到汇聚节点。本系统运行时首先需要配置数据库服务器，无线传感器节点和管理模块均和数据库服务器建立联系。传感器节点可以根据管理模块的参数设置进行运行，可以设置的参数包括数据采集标志、节点休眠标志、节点重启等。每个节点的参数由管理模块预先设置好，所有节点初始化时均会向管理模块索要节点相关参数，选择好后将汇聚节点的编号写入配置文件中，下次登陆时直接读取配置文件即可。传感器小节点根据服务端设置的参数进行运行，产生相应的水位监测记录和工作人员操作日志记录。1、管理模块之无线传感器节点参数设置管理模块最重要的功能有三个传感器节点参数设置、水库水位管理模块、报表打印模块。其中，小节点参数设置与管理端关系最为密切。小节点运行的参数均是通过该子模块进行配置，参数主要包括小节点组网形式，小节点运行频率，小节点发送数据端口，节点采集水位数据的频率等。最终使得小节点的通讯频率为433MHz，传感器节点间的通讯视距为300m，通讯速率最高可达76. 8kbps。无线传感器节点运行小节点第一次运行时，需要配置数据库服务器参数、选择汇聚节点。配置后将参数保存到配置文件中。在工作状态查询中，可以查看设备的工作状态；先在左边工具栏中选择要查询的设备，可以通过单击数据查看/工作状态查询，可以通过设置起始时间和终止时间来进行查询，起始时间不能大于终止时间；另外也可以通过设置状态类别来查询， 在下拉框中选中要查找的状态类型即可。然后单击“查询”按钮，即可进行工作状态的查询。 如果不选择设备，则将所有符合要求的设备的状态都显示出来。
权利要求1.一种水库水位监测装置，其特征在于包括水位信息采集模块、复位模块、信息处理模块、无线收发模块、串行口电平转换模块、看门狗模块，水位信息采集模块、复位模块、无线模块、串行口电平转换模块、看门狗模块分别与信息处理模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种水库水位监测装置，其特征在于所述的信息处理模块采用ATmegal28L微处理器。
3.根据权利要求1所述的一种水库水位监测装置，其特征在于所述的无线收发模块使用无线发射/接收器，无线发射/接收器选用CC2430芯片型号。
4.根据权利要求1所述的一种水库水位监测装置，其特征在于所述的水位信息采集模块由水位监测电路构成。
专利摘要本实用新型涉及一种水库水位检测装置，属于无线传感器网络技术领域。该装置包括水位信息采集模块、复位模块、信息处理模块、无线收发模块、串行口电平转换模块、看门狗模块，水位信息采集模块、复位模块、无线模块、串行口电平转换模块、看门狗模块分别与信息处理模块连接。采用此装置检测水库水位成本低廉，工作时间长，数据准确率高，帮助水库工作人员提高了工作效率，减小了水位对水库安全的威胁。
文档编号G08C17/02GK201993148SQ201120000508
公开日2011年9月28日 申请日期2011年1月4日 优先权日2011年1月4日
发明者周杰, 孙大松, 孙彩云, 王红林, 秦显赫, 董立军, 高超 申请人:南京信息工程大学