一种水文缆道无线数字传输装置的制作方法

本实用新型涉及水文测量技术领域，特别涉及一种水文缆道无线数字传输装置。

背景技术：

水文测验当中，自然河流流量的测量至关重要，而要测得流量，必须准确获知河流的流速，水文缆道搭载流速仪测流法是水文测流最常用的测流方法。而依据水文缆道进行流速仪测流，需将流速仪放置在河流断面上，流速仪在水下转动时，将信号传回至岸上接收者，通过计算规定时间内的信号个数，得知流速结果。

现今主要的水文缆道测流信号传输有两种方式，一种是传统利用水文缆道信号传输系统，往往是利用水文缆道的起重索(钢丝绳)-水体-大地构成有线传输回路，水下信号源采集到信号后，以直流方式或频率方式进行传输。有线传输稳定性不高，岸上的信号接收机串接在起重索和大地之间，所以要求起重索必须和大地之间绝缘，以保障信号传输的可靠性。悬挂在空中的水文缆道起重索和大地是绝缘的，这样势必对整个信号传输系统的防雷避雷提出了很高的要求和建设成本，而且采用水体作为信号回路，信号的传输易受水体的化学电位等水质条件、距离远近、含沙量变化、天气状况、绝缘条件等因素的影响，信号往往不能可靠的传输。另一种是通过无线信号传输，即水下信号源采集信号通过无线电的方式传输至岸上接收端。大多是采用无线数码信号，将水下信号编码调制到高频，通过起重索的水上部分进行无线发射，也有少数采用无线数字传输电台进行数字信号传输，但现有的无线信号传输方式，仍然有其不足之处，首先缺少信号的握手机制，接收端没有对发射端发出的信号进行握手，信号传输是单向的而不是双向的，接收端没有发送确认信号给发射端，如果信号传输时受干扰造成丢失，无法确保信号传输的可靠性。其次信号传输方面没有智能纠错技术，信号发送是单次的，单个信号发射出来，如果信号接收端丢失这个信号，就会影响流速计算的准确度。第三信号接收智能化程度不高，接收软件不够直观，无法实时显示水下信号筒的的工作状态。用户不能直观的掌握水下信号筒的工况。第四，无线数字传输的天线不能入水，受到行车架高度限制，往往实际使用时，没办法到达较深的测验深度。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种水文缆道无线数字传输装置。

为了实现上述目的，本实用新型的实施例提供一种水文缆道无线数字传输装置，包括：水下信号筒、信号线、天线伸缩盘、发射天线、无线数传电台和上位机，其中，所述水下信号筒安装在铅鱼的尾翼上，所述水下信号筒的顶端引出信号线防水插头和天线接头分别与所述信号线和发射天线连接，所述天线伸缩盘安装在起重索上且与所述发射天线连接，将天线馈线缠绕在所述天线伸缩盘中，以在所述起重索中上下运动自行伸缩，所述发射天线与所述无线数传电台无线连接，所述水下信号筒包括锂电池、主控电路板、射频模块和接头，所述上位机与所述无线数传电台连接，包括：主机、液晶显示屏、指示灯和蜂鸣器。

进一步，所述水下信号筒采用环形卡扣卡紧在所述铅鱼的尾翼上。

进一步，所述无线数传电台上设置有RS485串口。

进一步，所述水下信号筒的主控电路板采用DSP芯片。

进一步，所述铅鱼的尾翼上设置有水面信号板，所述铅鱼的头部设置流速仪。

进一步，所述无线数传电台上设置有电源指示灯、接收状态指示灯和发送状态指示灯。

进一步，所述水下信号筒采用不锈钢材质，内部做防水处理。

进一步，所述信号线防水插头采用9芯航空插座，所述天线接头采用多头同轴电缆接头。

进一步，所述铅鱼的水面信号正极和负极两线分别连接到水面信号板的两接线柱上；所述铅鱼的流速仪正极和流速仪负极两线分别连接到流速仪两接线柱上。

进一步，还包括：充电器，所述充电器采用9芯航空接头作为充电接口对所述锂电池充电。

根据本实用新型实施例的水文缆道无线数字传输装置，缆道各部件皆可接地，便于缆道系统的架设和维护，信号传输不受使用环境和天气变化的影响，信号传输稳定可靠，界面显示由声、光、电组合形式多样，操作直观且维护方便，同时降低了人为因素干扰缆道信号测量计算。本实用新型水文缆道无线数字传输装置具有以下优点：信号的采集和传输稳定可靠，不受使用环境、天气变化、水体变化等因素的影响，降低了整套水文缆道测量系统的维护难度，减少了维护工作量，便于操作；在天线设计方面，首创性的采用了天线伸缩机构，将天线馈线缠绕在伸缩盘中，使得天线能够随着起重索的上升下降，自动伸缩，确保一定测深的情况下，天线能够不入水，很好的解决了天线缠绕和入水的矛盾问题。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型实施例的水文缆道无线数字传输装置的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例的水文缆道无线数字传输装置，包括：水下信号筒1、信号线2、天线伸缩盘3、发射天线4、无线数传电台5和上位机6。

具体的，水下信号筒1安装在铅鱼9的尾翼上，水下信号筒1的顶端引出信号线2防水插头和天线接头分别与信号线2和发射天线4连接。其中，信号线2防水插头采用9芯航空插座，天线接头采用多头同轴电缆接头。水下信号筒1包括锂电池、主控电路板、射频模块和接头，水下信号筒1的主控电路板采用DSP芯片。信号端口接通后，信号器采集模拟量，将模拟量转换成数字量，输入DSP主控芯片，DSP主控芯片将输入的数字信号进行调制，经过滤波和放大后，将信号调制成需要发射的无线电载波频率，通过无线模块发射出去。

当水下信号筒1的信号采集板接收到水面信号后，通过电台将水面信号发送出去，并等待接收机的反馈信号，如果超过延时时间没有接收到反馈信号，会再发送一次信号。如果在延时时间内接收到反馈信号，就停止再次发送。

在本实用新型的实施例中，水下信号筒1采用环形卡扣卡紧在铅鱼9的尾翼上。水下信号筒1采用不锈钢材质，内部做防水处理。

天线伸缩盘3安装在起重索上且与发射天线4连接，将天线馈线缠绕在天线伸缩盘3中，保证天线能够适应一定深度的要求，以在起重索中上下运动自行伸缩。由于天线部分采用伸缩盘设计，保证天线能够随着起重索上下运行自动伸缩，不会缠绕到行车架中，确保满足在较深的河流的测验要求。

发射天线4与无线数传电台5无线连接，上位机6与无线数传电台5连接，包括：主机、液晶显示屏、指示灯和蜂鸣器。无线数传电台5上设置有RS485串口。无线数传电台5上设置有电源指示灯、接收状态指示灯和发送状态指示灯。无线数传电台5的信号传输方式是以电磁波形式在空气中传输，无线数传电台5的通讯方式采用RS485串口通讯标准，无线频段采用433MHZ频段。无线数传电台5按照既定的编码规则来将信号调制出来，解码后得到原始的信息输入上位机6，上位机6通过液晶显示屏显示、指示灯和蜂鸣器，采用声、光、电的组合方式显示各类水文缆道的测量信号。无线数传电台5采用串口通讯功能，可与多种上位机6通讯，同时具有串口数据输出功能，可将采集、计算数据通过串口输出。

铅鱼9的尾翼上设置有水面信号板7，铅鱼9的头部设置流速仪8。铅鱼9的水面信号正极和负极两线分别连接到水面信号板7的两接线柱上；铅鱼9的流速仪8正极和流速仪8负极两线分别连接到流速仪8两接线柱上。

此外，本实用新型实施例的水文缆道无线数字传输装置，还包括：充电器，充电器采用9芯航空接头作为充电接口对锂电池充电。

水下信号筒1可采用环形卡扣卡紧在铅鱼9尾翼上。完成流量测验后，只需要松开螺母，取下水下信号筒1即可。

(1)将水面信号正极和负极两线分别连接到水面信号板7(已安装在铅鱼9尾翼上)的两接线柱上；

(2)将流速仪8正极和流速仪8负极两线分别连接到流速仪8两接线柱上；有河底开关的，将河底信号正负极分别连接到铅鱼9的河底开关两端。

(3)在起重索合适高度悬挂天线，天线在整个测流过程中不可入水，故不能悬挂过低。同时在提升缆道过程中，天线不可碰到顶部的行车架，再考虑装拆方便，根据不同断面特性，选取合适的悬挂高度。

(4)连接9芯数据线的防水接头，此时发射筒内部设备开始通电工作。通过无线电台发送信号数据。信号发射筒内部集成有3Ah的锂电池。每次测流时(或每次上电初始化)，在操作台的界面都可以看见信号筒内部锂电池的工作电压，当发现电压过低(一般低于9.5V)时，需要用配套的充电器给锂电池充电，充电接口也是采用9芯航空接头。充电时，只要将水下信号筒1取下放置室内，将充电器接头接入即可。一般充电时间为6-8小时。

采用本实用新型进行水文缆道信号测量时，将水下信号筒1部分悬挂在缆道起重索上，水下信号筒1的信号线2分别连接到水面信号板7(7)和流速仪8(8)上。水下信号筒1内部安装有无线模块、数据采集控制板、12V锂电池(3Ah)等设备，天线通过接口连接到信号筒上部。信号筒上部安装9芯航空插座和N头同轴电缆接头分别与信号线2和天线连接。然后将信号线2的防水航空插头和水下信号筒1对接，此时信号筒通电开始工作。用户只需控制缆道将水文缆道铅鱼9入水到达测量点后，流速仪8随着水流自然转动，本系统即进行数据自动采集计算程序，并将不同数据自动按照声、光、电的不同组合方式显示，显示出测量成果。采用本实用新型可大大提高水文缆道测量信号采集和传输的可靠性和准确性，简化操作步骤，降低人为因素对水文缆道测量的影响。

根据本实用新型实施例的水文缆道无线数字传输装置，缆道各部件皆可接地，便于缆道系统的架设和维护，信号传输不受使用环境和天气变化的影响，信号传输稳定可靠，界面显示由声、光、电组合形式多样，操作直观且维护方便，同时降低了人为因素干扰缆道信号测量计算。本实用新型水文缆道无线数字传输装置具有以下优点：信号的采集和传输稳定可靠，不受使用环境、天气变化、水体变化等因素的影响，降低了整套水文缆道测量系统的维护难度，减少了维护工作量，便于操作；在天线设计方面，首创性的采用了天线伸缩机构，将天线馈线缠绕在伸缩盘中，使得天线能够随着起重索的上升下降，自动伸缩，确保一定测深的情况下，天线能够不入水，很好的解决了天线缠绕和入水的矛盾问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、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限定。