CN108120483A - 一种气泡式遥测水位计及数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气泡式遥测水位计，包括用于输入目标指令的人机交互组件；与所述人机交互组件相连的，用于根据所述目标指令处理目标传感器数据得到目标水文信息的中央处理模块；与所述中央处理模块相连的，用于向上位机传输所述目标水文信息的远程通信模块。由此可见，本发明提供的一种气泡式遥测水位计，在气泡式水位计中增加远程传输模块，从而集成了遥测终端机的功能，在实际使用中即可只使用气泡水位计就可以实现测量水文信息并进行远程传输的功能，集成后的气泡式遥测水位计相比遥测终端机与气泡式遥测水位计的组合，体积、成本、功耗均有明显降低。本发明还提供了一种应用于气泡式遥测水位计的数据处理方法，同样可以实现上述技术效果。

Description

一种气泡式遥测水位计及数据处理方法

技术领域

本发明涉及水位检测领域，更具体地说，涉及一种气泡式遥测水位计及用于气泡式遥测水位计的数据处理方法。

背景技术

目前在水利领域，通常涉及测量水文信息，水文信息的一个重要指标就是水位。测量水位通常采用水位计进行测量，目前水位计多种多样，其中气泡式水位计测量精度高，免气瓶，免测井，免维护，抗振动，寿命长，特别适用于流动水体、大中小河流等水深比较大的场合。气泡式水位计具有安装简单，操作、组网灵活，是遥测系统中的水位监测,尤其是无井水位测量最理想的水位监测仪器。

如果想远程获取测量现场的水位计测到水位信息或水文信息，通常需要介入遥测终端机，遥测终端可以将从气泡式水位计中收集到的模拟或者数字信号传送到中央监控站。

但是气泡式水位计与遥测终端机成本均较高、功率也较大，且由于集成度较低，共同使用时体积十分大、故障点也多。

因此，如何降低水位监测工作的能耗，是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气泡式遥测水位计与一种用于气泡式遥测水位计的数据处理方法，以提高气泡式遥测水位计与遥测终端机的集成度。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种气泡式遥测水位计，包括：

用于输入目标指令的人机交互组件；

与所述人机交互组件相连的，用于根据所述目标指令处理目标传感器数据得到目标水文信息的中央处理模块；

与所述中央处理模块相连的，用于向上位机传输所述目标水文信息的远程通信模块。

其中，所述人机交互组件，包括：

LCD与键盘的组合，或，触摸屏组件。

其中，还包括：

与所述中央处理模块相连的，用于接入外部传感器的RS485接口和/或RS232接口。

其中，还包括：

与所述中央处理模块相连的用于为外部接入的摄像头提供电源的电源输出接口。

其中，还包括：

与所述中央处理模块相连的雨量计接口，以连接雨量计后获得雨量信息。

其中，还包括：

与所述中央处理模块相连的，用于检测电源电压是否为220V的电源电压检测接口。

其中，所述通信模块，包括：

远程4G全网通模块或LoRa模块。

本发明还提供了一种应用于气泡式遥测水位计的数据处理方法，以提高气泡式遥测水位计与遥测终端机的集成度，包括：

通过人机交互组件向中央处理模块输入目标指令；

利用所述中央处理模块根据所述目标指令处理目标传感器数据得到目标水文信息；

利用远程通信模块将所述目标水文信息传输到上位机。

其中，所述利用所述中央处理模块根据所述目标指令处理目标传感器数据得到目标水文信息，包括：

利用所述中央处理模块根据所述目标指令处理外部传感器得到外部传感器数据；所述外部传感器通过与所述中央处理模块相连的RS485接口和/或RS232接口连接所述中央处理模块；

利用所述中央处理模块根据所述目标指令处理设置在所述气泡式遥测水位计内部的传感器得到内部传感器数据；

将所述外部传感器数据与所述内部传感器数据进行处理，得到目标水文信息。

其中，所述远程通信模块，包括：

4G全网通模块或LoRa模块。

通过以上方案可知，本发明提供的一种气泡式遥测水位计，包括：用于输入目标指令的人机交互组件；与所述人机交互组件相连的，用于根据所述目标指令处理目标传感器数据得到目标水文信息的中央处理模块；与所述中央处理模块相连的，用于向上位机传输所述目标水文信息的远程通信模块。

由此可见，本发明提供的一种气泡式遥测水位计，在气泡式水位计中增加远程传输模块，从而集成了遥测终端机的功能，在实际使用中即可只使用气泡式遥测水位计就可以实现测量水文信息并进行远程传输的功能，集成后的气泡式遥测水位计相比遥测终端机与气泡式遥测水位计的组合，体积、成本、功耗均有明显降低。本发明还提供了一种应用于气泡式遥测水位计的数据处理方法，同样可以实现上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种气泡式遥测水位计结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种应用于气泡式遥测水位计的数据处理方法；

图3为本发明实施例公开的一种具体的应用于气泡水位计的数据处理方法。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种气泡式遥测水位计与一种用于气泡式遥测水位计的数据处理方法，以提高气泡式遥测水位计与遥测终端机的集成度。

参见图1，本发明实施例提供的一种气泡式遥测水位计，具体包括：

用于输入目标指令的人机交互组件101。

在本方案中，气泡式遥测水位计上设有人机交互组件，人机交互组件可以是LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)与键盘的组合，也可以是触摸屏组件，当然也可以是按钮与提示灯等的组合，人机交互组件的具体选择这里不作具体限定，可以根据实际情况选定。在本方案中优选使用4.3寸的工业级彩色触摸屏组件作为人机交互组件。工作人员可以通过人机交互组件向中央处理模块102输入目标指令，以实现对气泡式遥测水位计工作模式的设置，例如可以设置气泡式遥测水位计的测量时间、打气时间以及可以控制气泡式遥测水位计与外部设置的其他传感器连接、工作以及获取相关数值。

与所述人机交互组件101相连的，用于根据所述目标指令处理目标传感器103数据得到目标水文信息的中央处理模块102。

具体地，中央处理模块102与人机交互组件相连，以接收目标指令，在接收到目标指令，即可控制目标传感器103按照目标指令的设置进行工作。需要说明的是，目标传感器103可以是水位计的压力传感器，也可以是通过相关接口与中央处理模块102相连的外部传感器，外部传感器可以是雨量计、开关量、模拟量输入的传感器。例如中央处理模块102可以控制压力传感器的测量频率，可以控制外部传感器例如雨量计的工作于停止。

需要说明的是，当需要接入外部传感器时，气泡水位计还可以具有与外部传感器相连接的相关接口，例如RS485接口和/或RS232接口、为外部传感器提供电源的电源输出接口、雨量计接口等等。

与所述中央处理模块102相连的，用于向上位机传输所述目标水文信息的远程通信模块103。

在本方案中，在气泡式遥测水位计中增加了远程通信模块103，利用内置于气泡式遥测水位计中远程通信模块103实现将获取到的水位信息传输到上位机的功能，从而将遥测终端机的功能集成到水位计中。

远程通信模块103与中央处理模块102相连，当中央处理模块102获取到水文信息后，远程通信模块103通过传输介质将水文信息传输到远程的监控站。

需要说明的是，远程通信模块103可以是无线通信模块，即可以利用无线进行远程传输，其中无线通信模块又可以是4G全网通模块或LoRa模块，其中，LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折中考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。显然通信模块103也可以是其他网络模式的模块，只要可以实现对水文数据的远程传输即可。

气泡式遥测水位计中还需要管理电源的电源管理模块、打气泵以及控制打气泵的开关、水管、空气过滤器等测量水位的必备组件，具体可以参考现有技术，此处不再赘述。

由此可见，本发明实施例提供的一种气泡式遥测水位计，在气泡式遥测水位计中增加远程传输模块103，从而集成了遥测终端机的功能，在实际使用中即可只使用气泡水位计就可以实现测量水文信息并进行远程传输的功能，集成后的气泡式遥测水位计相比遥测终端机与气泡式遥测水位计的组合，体积、成本、功耗均有明显降低。

下面对本发明实施例提供的而一种具体的气泡式遥测水位计进行介绍，下文描述的一种具体的气泡式遥测水位计与上述实施例可以相互参照。

本发明实施例提供的一种具体的气泡式遥测水位计，具体包括：

用于输入目标指令的人机交互组件101。

与所述人机交互组件相连的，用于根据所述目标指令处理目标传感器数据得到目标水文信息的中央处理模块102。

与所述中央处理模块102，用于向上位机传输所述目标水文信息的远程通信模块103

与所述中央处理模块102相连的，用于连接外部设备的接口。

具体的，外部设备可以是相关的传感器，例如雨量计，也可以是摄像头、或是开关量、模拟量的其他传感器。接口可以是的RS485接口和/或RS232接口，以及为摄像头等设备提供电源的电源输出接口，还可以是用于检测电池电压值是否为220V的电源电压检测接口。

具体地接口设计可以根据需要接入的传感器或其他设备或相关需求进行选择，此处不做限定。

本发明实施例通过在气泡式遥测水位计上添加相关接口以接入外部设备，可以获取更多利用处理水文信息的数据，从而可以是水文信息的准确性更高，同时又可以直接将多种数据或由多种数据处理得到水文信息直接通过气泡式遥测水位计直接通过远程通信模块103传输到上位机，省去了遥测终端机的工作。

下面对本发明实施例提供的一种应用于气泡式遥测水位计的数据处理方法进行介绍，下文描述的一种应用于气泡式遥测水位计的数据处理方法与上文描述的一种气泡式遥测水位计大致相同。

参见图2，本发明实施例提供的一种应用于气泡式遥测水位计的数据处理方法，具体包括：

S201，通过人机交互组件向中央处理模块输入目标指令。

具体地，气泡式遥测水位计通过人机交互组件将工作人员输入的目标指令，输入到中央处理模块，以使中央处理模块根据目标指令处理相应的目标传感器，从而得到水文信息。

在本方案中，人机交互组件可以是LCD与键盘的组合，也可以是触摸屏组件，当然也可以是按钮与提示灯等的组合，人机交互组件的具体选择这里不作具体限定，可以根据实际情况选定。

S202，利用所述中央处理模块根据所述目标指令处理目标传感器数据得到目标水文信息。

具体地，在目标指令传输到中央处理模块后，就可以利用中央处理模块控制目标传感器按照目标指令中的相关设置进行工作。需要说明的是，目标传感器可以是水位计的压力传感器，也可以是通过相关接口与中央处理模块相连的外部传感器，外部传感器可以是雨量计、开关量、模拟量输入的传感器。例如中央处理模块可以控制压力传感器的测量频率，可以控制外部传感器例如雨量计的工作于停止。

需要说明的是，当需要接入外部传感器时，气泡水位计还可以具有与外部传感器相连接的相关接口，例如RS485接口和/或RS232接口、为外部传感器提供电源的电源输出接口、雨量计接口等等。

在本方案中，如果气泡式遥测水位计没有外接其他的传感器，可以只测量当前的水位信息，也就是将自然空气通过空气过滤器过滤、净化后，进入气泵。空气经气泵压缩，产生气压，通过单向阀快速流向气室，气体分两路分别向压力控制单元中的压力传感器和通入水下的通气管中扩散，当气泵停止工作时，单向阀闭合，水下通气管口被气体封住。从而形成了一个密闭的连接压力传感器和水下通气管口的空腔。根据气体分子动理论可知，密闭的气体容器内各处的压强相等，气管底部承受的压强与压力控制单元的传感器处压强相等，用此压强减去大气压强，即可得到水的净压力，通过一系列的换算和修正便可得出测量的水位。

显然也可以是连接其他外部传感器，在测量到水位后，与其他传感器获得到的数值进行结合得到水文信息。

S203，利用远程通信模块将所述目标水文信息传输到上位机。

在中央处理模块控制相关的目标传感器工作并得到相应的水文信息后，就可以利用设置在气泡式遥测水位计中的远程通信模块将水文信息传输到上位机。

需要说明的是，远程通信模块连接有传输介质，通常采用无线网络进行传输，例如4G全网通网络或者是LoRa无线网络技术。相应的，远程通信模块既可以是4G全网通模块或LoRa模块，当然也可以是其他的无线网络技术。本方案中，也可以通过以太网、光纤等技术实现远程通信模块对水文信息的传输，但是鉴于水位监测现场的环境通常在网络布线不方便的野外，因此本方案中优选使用无线网络技术进行传输。

由此可见，本发明实施例提供的一种应用于气泡式遥测水位计的数据处理方法，可以直接将水文信息通过气泡式遥测水位计中内置的远程通信模块传输给上位机，而不需要先将水文信息传输到遥测终端机，再由遥测终端机传输到上位机，可以本方案中，可以省去遥测终端机的工作，因此也可以避免遥测终端机带来的耗能问题。

本发明实施例提供一种具体的应用于气泡式遥测水位计的数据处理方法，区别于上述实施例，本发明实施例对上述实施例中S202做了具体地限定和说明，其他步骤内容与上述实施例大致相同，具体内容可以参考上述实施例，此处不再赘述。

参见图3，本发明实施例提供的一种具体的应用于气泡式遥测水位计的数据处理方法，包括：

S301，通过人机交互组件向中央处理模块输入目标指令。

S302，利用所述中央处理模块根据所述目标指令处理外部传感器得到外部传感器数据；所述外部传感器通过与所述中央处理模块相连的RS485接口和/或RS232接口连接所述中央处理模块。

具体的，外部传感器可以是雨量计，也可以是摄像头、或是开关量、模拟量的其他传感器。接口可以是的RS485接口和/或RS232接口，以及为摄像头等设备提供电源的电源输出接口。首先获取传感器中数据，例如根据雨量计获取雨量信息，根据摄像头获取监测现场图像信息。

具体的接口设计可以根据需要接入的传感器或其他设备或相关需求进行选择，此处不做限定。

S303，将所述外部传感器数据与所述内部传感器数据进行处理，得到目标水文信息。

具体的，将外部传感器数据与内部传感器数据进行处理得到相应的水文信息，例如可以根据内部的压力传感器获得压力值，从而得到水位值，并且根据外部传感器得到雨量信息、根据摄像头得到图像信息，根据这些信息处理得到相应的水文信息。

S304，利用远程通信模块将所述目标水文信息传输到上位机。

本发明实施例通过在气泡式遥测水位计上添加相关接口以接入外部设备，可以获取更多利用处理水文信息的数据，从而可以是水文信息的准确性更高，同时又可以直接将多种数据或由多种数据处理得到水文信息直接通过气泡式遥测水位计直接通过远程通信模块传输到上位机，省去了遥测终端机的工作。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种气泡式遥测水位计，其特征在于，包括：

用于输入目标指令的人机交互组件；

与所述人机交互组件相连的，用于根据所述目标指令处理目标传感器数据得到目标水文信息的中央处理模块；

与所述中央处理模块相连的，用于向上位机传输所述目标水文信息的远程通信模块。

2.根据权利要求1所述的气泡式遥测水位计，其特征在于，所述人机交互组件，包括：

LCD与键盘的组合，或，触摸屏组件。

3.根据权利要求1所述的气泡式遥测水位计，其特征在于，还包括：

与所述中央处理模块相连的，用于接入外部传感器的RS485接口和/或RS232接口。

4.根据权利要求1所述的气泡式遥测水位计，其特征在于，还包括：

与所述中央处理模块相连的用于为外部接入的摄像头提供电源的电源输出接口。

5.根据权利要求1所述的气泡式遥测水位计，其特征在于，还包括：

与所述中央处理模块相连的雨量计接口，以连接雨量计后获得雨量信息。

6.根据权利要求1所述的气泡式遥测水位计，其特征在于，还包括：

与所述中央处理模块相连的，用于检测电源电压是否为220V的电源电压检测接口。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的气泡式遥测水位计，其特征在于，所述通信模块，包括：

远程4G全网通模块或LoRa模块。

8.一种应用于气泡式遥测水位计的数据处理方法，其特征在于，包括：

通过人机交互组件向中央处理模块输入目标指令；

利用所述中央处理模块根据所述目标指令处理目标传感器数据得到目标水文信息；

利用远程通信模块将所述目标水文信息传输到上位机。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述利用所述中央处理模块根据所述目标指令处理目标传感器数据得到目标水文信息，包括：

利用所述中央处理模块根据所述目标指令处理外部传感器得到外部传感器数据；所述外部传感器通过与所述中央处理模块相连的RS485接口和/或RS232接口连接所述中央处理模块；

利用所述中央处理模块根据所述目标指令处理设置在所述气泡式遥测水位计内部的传感器得到内部传感器数据；

将所述外部传感器数据与所述内部传感器数据进行处理，得到目标水文信息。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述远程通信模块，包括：

4G全网通模块或LoRa模块。