專利名稱：無線遠程水位自動監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水位水文監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水位監(jiān)測是保證水庫、江、河、湖泊、灌渠和礦山生產(chǎn)安全的重要手段，而這些水位 數(shù)據(jù)原來全為人工進行監(jiān)測，很顯然上述工作如果是人工完成的話無論從時間和資金上都 將造成很大的浪費，給測量和控制帶來了一定的麻煩和不便，同時也容易出差錯，所以近年 來人們普遍采用自動水位計來進行水位的監(jiān)測。現(xiàn)有的自動水位計有手持式、固定式等幾種形式，但其仍存在很多不便之處。目前 河流、湖泊和灌渠、礦山等均處在偏遠山區(qū)、荒地，路程較遠且路途艱險，水位數(shù)據(jù)的采集仍 需人工到達現(xiàn)場進行，且自動水位計的保養(yǎng)和維護較難，這就在無形中增加了不必要的成 本，造成浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無線遠程水位自動監(jiān)測方法，使用該方法或裝置，可方 便進行水位數(shù)據(jù)的無線傳輸監(jiān)測，準確、及時、快速、減輕勞動強度、降低成本，提高工作效 率；特別適合于野外和遠距離使用，可廣泛用于水庫、江、河、湖泊、灌渠和礦山等的水位監(jiān) 測。本發(fā)明之一的主要技術(shù)方案是一種無線遠程水位自動監(jiān)測方法，其特征在于具 有以下步驟
a、通過現(xiàn)場傳感器(3)近些進行水位等水文數(shù)據(jù)的采集；
b、利用GPRSRTU (4)將采集的水位數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸至中心控制站(1 )，利用太 陽能板和鋰電池(5 )進行現(xiàn)場電力的儲存和提供；由中心控制站(1)對數(shù)據(jù)進行檢查、存貯 等處理；中心控制站(1)和手機(2 )無線連接；
c、手機(2)和中心控制站(1)安置在異地任意地點，利用監(jiān)控軟件進行監(jiān)測。本發(fā)明具有如下積極效果⑴水位全面實現(xiàn)自動觀測，長期連續(xù)自記和固態(tài)存儲， 為資料整編計算機化創(chuàng)造了條件，準確、及時、快速、減輕職工勞動強度，減少了成本，提高 了資料整編質(zhì)量；⑵水位監(jiān)測手段更加科學、可靠，水情信息量有較大增加，傳輸時間明顯 縮短，抗干擾能力提高，信息差錯率降低。⑶采用無線的通信手段后，實時水位信息將有明 顯增加，實時水位更加準確及時，并得到快速處理，實現(xiàn)作業(yè)預報計算機化，克服了現(xiàn)有技 術(shù)之不足，改變了手工作業(yè)預報的落后狀態(tài)，使作業(yè)時間縮短，預報精度提高。即使在遠離 觀測現(xiàn)場的異地，也能方便地對水情要素如水位、水溫、流量等環(huán)境數(shù)據(jù)的采集讀取，真正 實現(xiàn)了遠程監(jiān)測和數(shù)據(jù)共享的功能。除數(shù)據(jù)遠程采集、實時監(jiān)控外，系統(tǒng)還可實現(xiàn)遠程手機 報警，還可通過用戶手機遠程控制現(xiàn)場。可方便進行水位數(shù)據(jù)的無線傳輸監(jiān)測，準確、及時、 快速、減輕勞動強度、降低成本，提高工作效率；特別適合于野外和遠距離使用，可廣泛用于 水庫、江、河、湖泊、灌渠和礦山等的水位監(jiān)測。
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以下結(jié)合實施例及附圖作進詳述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明一個較佳實施例的拓撲圖。圖2為電路方框圖及結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標號及符號的含義為1-中心控制站、2-手機、3-傳感器、4- GPRS RTU ； 5_太陽能板和鋰電池。
具體實施例方式參見圖1 圖2。a、通過現(xiàn)場傳感器(3)近些進行水位等水文數(shù)據(jù)的采集；
b、利用GPRSRTU (4)將采集的水位數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸至中心控制站(1 )，利用太 陽能板和鋰電池(5 )進行現(xiàn)場電力的儲存和提供；由中心控制站(1)對數(shù)據(jù)進行檢查、存貯 等處理；中心控制站(1)和手機(2 )無線連接；
c、手機(2)和中心控制站(1)安置在異地任意地點，利用監(jiān)控軟件進行監(jiān)測。例如，可用無線遠程水位自動監(jiān)測裝置實現(xiàn)上述方法。在現(xiàn)場設(shè)有對水位等水文 數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)場傳感器(3)，傳感器(3)通過電纜和GPRS RTU (4)連接，GPRS RTU (4)內(nèi) 置CPU模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、控制模塊和GPRS/CDMA數(shù)據(jù)通信模塊；并設(shè)有鋰電池和太陽能 板(5)供電裝置，構(gòu)成野外遙測站；GPRS RTU (4)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)無線模塊將水位數(shù)據(jù)傳輸 到可對數(shù)據(jù)進行檢查、存貯等處理的中心控制站(1)，中心控制站(1)和手機(2)無線連接； 中心控制站(1)和手機(2)設(shè)有相應的水位監(jiān)控軟件。所述的水位數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)場傳感器 (3)可具有水位，以及溫度和/或流量等傳感器。其中，GPRS RTU (4)和現(xiàn)場傳感器(3)通過電纜連接構(gòu)成野外遙測站部分，使用 鋰電池和太陽能板(5)進行供電，中心控制站(1)和手機(2)擔負水位數(shù)據(jù)的接收和處理。 中心控制站1實時通過GPRS網(wǎng)絡(luò)接收各遙測站上報的水位數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行檢查、存貯、顯 示、打印等處理，向所有遙測站發(fā)送控制命令，包括控制每天發(fā)送次數(shù)、校時等，按設(shè)定的時 段間隔，計算出各遙測站的時段水位值，統(tǒng)計上報數(shù)據(jù)的次數(shù)及工作狀態(tài)，檢索數(shù)據(jù)。遙測 站的主要任務是自動實時采集、水位、水溫數(shù)據(jù)，按設(shè)定的時間及時間間隔通過GPRS網(wǎng)絡(luò) 向中心控制站(1)傳送水文數(shù)據(jù)。工作過程為通過RS — 485總線將現(xiàn)場傳感器(3)與GPRS RTU (4)連為一體，構(gòu) 成現(xiàn)場監(jiān)控單元。GPRS RTU (4) :CPU模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、控制模塊、GPRS/CDMA數(shù)據(jù)通信 模塊。可現(xiàn)場接入多路模擬量、開關(guān)量、繼電器信號等數(shù)據(jù)，然后直接通過GPRS網(wǎng)絡(luò)無線模 塊將現(xiàn)場數(shù)據(jù)與遠程控制中心連接，將采集數(shù)據(jù)實時發(fā)送到遠程數(shù)據(jù)庫服務器，并存儲到 數(shù)據(jù)庫中。通過該系統(tǒng)，即使在遠離觀測現(xiàn)場的異地，也能方便地對水情要素如水位、水溫、 流量等環(huán)境數(shù)據(jù)的采集讀取，真正實現(xiàn)了遠程監(jiān)測和數(shù)據(jù)共享的功能。除數(shù)據(jù)遠程采集、實 時監(jiān)控外，系統(tǒng)還可實現(xiàn)遠程手機報警，并通過用戶手機遠程控制現(xiàn)場。GPRS網(wǎng)絡(luò)無線模塊拋棄了傳統(tǒng)的獨占電路交換模式，采用分組交換技術(shù)，每個用 戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，有效地利用了信道資 源，帶寬最高可達171.2Kb/s。目前中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍在中心城市幾乎達到了 100%，在邊遠地區(qū)也達到了 80%以上，實際應用帶寬大約在20-40Kb/s，特別適合遠程監(jiān)測行業(yè)的通信需求，完全取代過去傳統(tǒng)的有線、M0DEM、X. 25、數(shù)傳電臺、短信等通信方式。為一 種適合于野外使用可進行水位數(shù)據(jù)無線傳輸、易于保養(yǎng)維護的水位監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)第一部分為太陽能供電系統(tǒng)，第二部分為GPRS網(wǎng)絡(luò)信號測控系統(tǒng)，第三部 分為中心遠程計算機軟件程序處理系統(tǒng)。第一部分和第二部分組成一個節(jié)點，與第三部分 組成多對一的關(guān)系，即一個計算機軟件程序處理系統(tǒng)可以采集來自多個GPRS網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的 水位信號。第一部分太陽能供電系統(tǒng)工作原理為單晶硅太陽能板將天然陽光通過太陽能 發(fā)電轉(zhuǎn)換模塊將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后通過微電腦充電電路將電能存儲進鋰電池中，為 GPRS信號測控系統(tǒng)提供穩(wěn)定的12V電源。系統(tǒng)考慮了太陽能充電過程中的過充與過放電 保護電路設(shè)計，當鋰電池電源充滿電后，系統(tǒng)能夠自動停止充電；當鋰電池電量低于安全容 量時，系統(tǒng)能夠自動斷電并進行充電工作。第二部分GPRS網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)工作原理為將采集 到4-20mA的水位計電流信號通過GPRS電路轉(zhuǎn)換為微電壓信號，然后再通過AD采集電路轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號，再通過GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字/GPRS網(wǎng)絡(luò)信號轉(zhuǎn)換成GPRS網(wǎng)絡(luò)信號，以備傳送到 遠程計算機程序上。第三部分遠程計算機軟件程序處理系統(tǒng)工作原理為，GPRS信號通過以 太網(wǎng)和花生殼域名解析傳輸?shù)骄钟蚓W(wǎng)上的計算機系統(tǒng)上，通過無線遠程水位測控系統(tǒng)軟件 將GPRS網(wǎng)絡(luò)信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并存儲到數(shù)據(jù)庫中，以供程序系統(tǒng)打印和瀏覽水位波動 情況。
權(quán)利要求
一種無線遠程水位自動監(jiān)測方法，其特征在于具有以下步驟a、通過現(xiàn)場傳感器進行水位等水文數(shù)據(jù)的采集；b、利用GPRS RTU(4)將采集的水位數(shù)據(jù)通過 GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸至中心控制站(1)，利用太陽能板和鋰電池(5)進行現(xiàn)場電力的儲存和提供；由中心控制站(1)對數(shù)據(jù)進行檢查、存貯等處理；中心控制站(1)和手機(2)無線連接；c、手機(2)和中心控制站(1)安置在異地任意地點，利用監(jiān)控軟件進行監(jiān)測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線遠程水位自動監(jiān)測方法，其特征在于所述的現(xiàn)場傳感器 (3)為水位，以及溫度和/或流量傳感器。
全文摘要
本發(fā)明為一種無線遠程水位自動監(jiān)測方法，涉及水位水文監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。它是通過現(xiàn)場傳感器(3)進行水位等水文數(shù)據(jù)的采集;利用GPRSRTU(4)將采集的水位數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸至中心控制站(1)，利用太陽能板和鋰電池(5)進行現(xiàn)場電力的儲存和提供；由中心控制站(1)對數(shù)據(jù)進行檢查、存貯等處理；中心控制站(1)和手機(2)無線連接；手機(2)和中心控制站(1)安置在異地任意地點，利用水位監(jiān)控軟件進行監(jiān)測。可方便進行水位數(shù)據(jù)的無線傳輸監(jiān)測，準確、及時、快速、減輕勞動強度、降低成本，提高工作效率；特別適合于野外和遠距離使用，可廣泛用于水庫、江、河、湖泊、灌渠和礦山等的水位監(jiān)測。
文檔編號H04M11/00GK101975602SQ20101054596
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者于同超, 劉新社, 劉殿鳳, 唐英杰, 宋峰, 蔣鵬飛, 賈偉杰, 韓貴雷 申請人:華北有色工程勘察院有限公司