CN106781386A - 手机遥控降雨径流组网采集系统及其采集方法 - Google Patents

手机遥控降雨径流组网采集系统及其采集方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种手机遥控降雨径流组网采集系统及其采集方法，属于环境监测领域。该采集系统包括手机和n级采样单元，所述采样单元包括单片机控制模块、通信模块、GPS模块、SIM卡、水位探测头、电磁阀、采样瓶和电源模块。本发明可以事先将n级采样单元安放于各采样点位，当采样单元的水位探测头被降雨径流触发后，通过手机控制采集系统开始采样，每一级采样单元采样开始和采样结束时都会对应的向手机发送采样开始和采样结束状态短信，实现用手机遥控采集系统的开启和自动记录每个样本的采样时段和点位信息的功能，大大降低了采样人员的工作量和降雨径流的采样难度，使降雨径流的采集工作更加方便、快捷。

Description

手机遥控降雨径流组网采集系统及其采集方法
技术领域
本发明涉及一种降雨径流组网采集系统，具体来讲，是一种通过手机进行遥控的降雨径流组网采集系统及其采集方法，属于环境监测领域。
背景技术
降雨径流采集在水资源利用和环境监测领域具有重要的意义，降雨采集器作为科研人员获得降雨样本的必要设备，须在降雨监测区域内多点位、多时段采集降雨样本，并记录每个样本的采样时段和点位信息。
由于降雨的不确定性导致了采样工作无法进行充分准备，采样人员无法在短时间内赶往采样地点，另外，大范围多点位长期蹲点采样势必造成大量的人力物力耗费。目前，部分专利已经对降雨采样器做了尝试，可以实现降雨样本的及时采集。例如名为“一种降雨触发式径流自动采样器及其方法”申请号为201310630924.5，公开号为CN 103698159A的专利，该采样器通过降雨触发装置来控制整个采样器启动，在降雨量达到设定值时，控制器可按事先设定步骤和时间间隔依次启动步进电机、水泵和蠕动泵等采集不同时段、不同点位的径流水样品并分配至相应的采样瓶中保存。
目前的专利虽然可以实现在降雨监测区域内多点位、多时段采集降雨样本，但均不具备自动记录每个样本的采样时段和点位信息这类功能，因此在实际监测中，用此类仪器所得到的样品须人工记录每个样本的采样时段和点位信息，费时费力且低效，且随着监测的点位和时段的增多，易造成降雨统计数据错误。因此，本发明开发了一种适用于降雨径流采集的多点位、多时段自动组网采集系统及其采集方法。
发明内容
本发明提出了一种手机遥控降雨径流组网采集系统，包括：
手机，其用于发送和接收短信；
n级采样单元，n为采样单元级联总数量，每级采样单元的结构与功能相同，都配有一个SIM卡，作为该采样单元的身份识别号码；采样单元通过SIM卡加入到GSM网络，成为GSM网络上的一个节点，手机同样通过SIM卡成为GSM网络上的一个节点，各节点之间依赖GSM网络以收发短信方式，构成了一个手机遥控的降雨径流采集系统；在采集系统内，对采样单元按上级对下级负责的管理方式命名为采样单元i，i＝1,2,3…n,i表示该采样单元在降雨径流采集系统中的级别为第i级；手机的主要作用是向采样单元1发送采样开始短信、向n级采样单元发送设置短信和接收n级采样单元发送的状态短信，除采样单元1外其它采样单元i的采样开始取决于上级采样单元(i-1)发送的采样开始短信。
其中，所述采样单元包括：
单片机控制模块，其通过事先编制的程序处理来自通信模块的信息，并控制电磁阀动作；
通信模块，其负责手机与单片机控制模块之间的信息通信；其与手机通过短信形式通信，与单片机控制模块采用串口通信；
GPS模块，通过串口与所述单片机控制模块进行信息传递，提供采样单元点位信息和时间信息；
SIM卡，其作为采样单元的身份识别号码，把采样单元加入到GSM网络；
水位探测头，其采用液位浮子开关形式，控制电源模块的开启；
电磁阀，其控制采样瓶是否釆水，一个电磁阀控制一个采样瓶；
采样瓶，用于存储水样；
电源模块，用于给采样单元供电。
其中，所述采样单元可根据实际需要，设置多组所述电磁阀和采样瓶。
本发明所述的采集方法主要针对手机遥控降雨径流组网采集系统的使用，实现用手机遥控采集系统的开启、采样时段的设置，并实现每个样本的采样时段和点位信息的自动记录。
手机遥控降雨径流组网采集方法包括如下步骤：
1)对n级采样单元进行事先编程；
2)手机通过设置短信设置n级采样单元的采样时段和级联单元号码；
3)将n级采样单元安放于各采样点位；
4)当降雨径流触发采样单元1的水位探测头时，采样单元1所属的电源模块开启，开始给采样单元1供电；
5)采样单元1得电后向手机发送采样单元1得电状态短信，并等待采样开始短信；
6)手机收到采样单元1的得电状态短信后，由用户决定是否向采样单元1发送采样开始短信；
7)如果采样单元1收到采样开始短信，则采样单元1向手机发送一条采样开始状态短信，包括采样单元1的采样开始时刻和点位信息；同时控制采样单元1的各组电磁阀按事先编程顺序动作采样；
8)当采样单元1完成采样后，其向手机发送一条采样结束状态短信，主要包括采样单元1的采样结束时刻的信息，同时向采样单元1的下级采样单元，即采样单元2，发送采样开始短信，至此采样单元1采样完成；
9)当采样单元2的水位探测头被降雨径流触发后，采样单元2得电，其收到采样单元1发送的采样开始短信后，会向手机发送一条采样开始状态短信，包括采样单元2的采样开始时刻和点位信息；同时控制采样单元2的各组电磁阀按事先编程顺序动作采样；
10)当采样单元2完成采样后，其向手机发送一条采样结束状态短信，包括采样单元2的采样结束时刻的信息，同时向采样单元2的下级采样单元，即采样单元3，发送采样开始短信；
11)依此类推，直到n级采样单元采样结束。根据n级采样单元发送的采样开始和采样结束两条状态短信，实现了每个样本的采样时段和点位信息的自动记录功能。
本发明的效果：
通过手机遥控降雨径流组网采集系统及其采集方法，能够及时对降雨径流采集，降低了降雨径流采样人员的劳动强度，实现了降雨径流多点位、多时段组网式采样，同时自动记录每个样本的采样时段和点位信息。
附图说明
图1是本发明的手机遥控降雨径流组网采集系统示意图。
图2是本发明的采样单元(以采样单元1为例)示意图。
图3是本发明的手机遥控降雨径流组网采集方法流程图。
具体实施方式
以下将结合附图1、2、3，对本发明的具体实施方式做进一步的详细描述：
1)对n级采样单元进行事先编程；
2)手机通过设置短信设置n级采样单元的采样时段和级联单元号码；
3)将n级采样单元安放于各采样点位；
4)当降雨径流触发采样单元1的水位探测头时，采样单元1所属的电源模块开启，开始给采样单元1供电；
5)采样单元1得电后向手机发送采样单元1得电状态短信，并等待采样开始短信；
6)手机收到采样单元1的得电状态短信后，由用户决定是否向采样单元1发送采样开始短信；
7)如果采样单元1收到采样开始短信，则采样单元1向手机发送一条采样开始状态短信，包括采样单元1的采样开始时刻和点位信息；同时控制采样单元1的各组电磁阀按事先编程顺序动作采样；
8)当采样单元1完成采样后，其向手机发送一条采样结束状态短信，主要包括采样单元1的采样结束时刻的信息，同时向采样单元1的下级采样单元，即采样单元2，发送采样开始短信，至此采样单元1采样完成；
9)当采样单元2的水位探测头被降雨径流触发后，采样单元2得电，其收到采样单元1发送的采样开始短信后，会向手机发送一条采样开始状态短信，包括采样单元2的采样开始时刻和点位信息；同时控制采样单元2的各组电磁阀按事先编程顺序动作采样；
10)当采样单元2完成采样后，其向手机发送一条采样结束状态短信，包括采样单元2的采样结束时刻的信息，同时向采样单元2的下级采样单元，即采样单元3，发送采样开始短信；
11)依此类推，直到n级采样单元采样结束。根据n级采样单元发送的采样开始和采样结束两条状态短信，实现了每个样本的采样时段和点位信息的自动记录功能。

Claims (2)

1.手机遥控降雨径流组网采集系统，其特征在于，包括：
手机，其用于发送和接收短信；
n级采样单元，n为采样单元级联总数量，每级采样单元的结构与功能相同；
其中，所述采样单元包括：
单片机控制模块，其通过事先编制的程序处理来自通信模块的信息，并控制电磁阀动作；
通信模块，其负责手机与单片机控制模块之间的信息通信；其与手机通过短信形式通信，与单片机控制模块采用串口通信；
GPS模块，通过串口与所述单片机控制模块进行信息传递，提供采样单元点位信息和时间信息；
SIM卡，其作为采样单元的身份识别号码，把采样单元加入到GSM网络；
水位探测头，其采用液位浮子开关形式，控制电源模块的开启；
电磁阀，其控制采样瓶是否釆水，一个电磁阀控制一个采样瓶；
采样瓶，用于存储水样；
电源模块，用于给采样单元供电。
其中，所述采样单元可根据实际需要，设置多组所述电磁阀和采样瓶。
2.使用如权利要求1所述的采集系统的手机遥控降雨径流组网采集方法：
其特征包括如下步骤：
手机遥控降雨径流组网采集方法包括如下步骤：
1)对n级采样单元进行事先编程；
2)手机通过设置短信设置n级采样单元的采样时段和级联单元号码；
3)将n级采样单元安放于各采样点位；
4)当降雨径流触发采样单元1的水位探测头时，采样单元1所属的电源模块开启，开始给采样单元1供电；
5)采样单元1得电后向手机发送采样单元1得电状态短信，并等待采样开始短信；
6)手机收到采样单元1的得电状态短信后，由用户决定是否向采样单元1发送采样开始短信；
7)如果采样单元1收到采样开始短信，则采样单元1向手机发送一条采样开始状态短信，包括采样单元1的采样开始时刻和点位信息；同时控制采样单元1的各组电磁阀按事先编程顺序动作采样；
8)当采样单元1完成采样后，其向手机发送一条采样结束状态短信，主要包括采样单元1的采样结束时刻的信息，同时向采样单元1的下级采样单元，即采样单元2，发送采样开始短信，至此采样单元1采样完成；
9)当采样单元2的水位探测头被降雨径流触发后，采样单元2得电，其收到采样单元1发送的采样开始短信后，会向手机发送一条采样开始状态短信，包括采样单元2的采样开始时刻和点位信息；同时控制采样单元2的各组电磁阀按事先编程顺序动作采样；
10)当采样单元2完成采样后，其向手机发送一条采样结束状态短信，包括采样单元2的采样结束时刻的信息，同时向采样单元2的下级采样单元，即采样单元3，发送采样开始短信；
11)依此类推，直到n级采样单元采样结束。根据n级采样单元发送的采样开始和采样结束两条状态短信，实现了每个样本的采样时段和点位信息的自动记录功能。
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