CN110085015A - 一种用于水文监测的数据采集方法及数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水文监测设备技术领域，具体涉及一种用于水文监测的数据采集方法及数据采集系统，所述水文监测的数据采集方法包括铅鱼入水前，对上位机与监测设备进行通信连接确认和对时确认；铅鱼入水后，上位机同步计时，监测设备开始数据信息采集，采集的数据信息按照时间顺序逐一保存；铅鱼出水后，上位机停止计时，监测设备将采集的数据信息上传至上位机，上位机通过与采集时间对时来整理数据信息，整理好的数据信息存入上位机中。本发明的目的在于提供一种用于水文监测的数据采集方法及数据采集系统，用于实现对监测设备在水下采集的数据信息进行无障碍点对点传输，本发明准确、可靠，且不存在复杂的维护工作量。

Description

一种用于水文监测的数据采集方法及数据采集系统

技术领域

本发明涉及数据采集技术领域，具体涉及一种用于水文监测的数据采集方法及数据采集系统。

背景技术

在现有的水文监测实践中，监测设备在水下采集的数据信息一直都很难准确有效的传送至岸边的上位机，传统的解决方案有两种，一是采用有线连接的方式进行传送，但有线连接存在诸多不便，尤其是铅鱼缆道上还带有滑轮组件，极易出现接触不良、水下线缆生锈、距离太远信号太弱、信号灯时断时续等问题；二是采用声波加无线通信的方式进行传送，即在岸边设置一个用于水下与水上转换的通信模块，该模块一端深入水中接收水下声波信号，另一端伸出水面做空中无线传输，从而将数据传送至上位机，该方法也存在诸多问题，如洪水来袭会将用于水下与水上转换的通信模块冲毁、而当泥沙含量较高时水下的声波通信会存在极大干扰、尤其是水下距离较远的声波通信受干扰更为明显，且整个设备的维护难度较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于水文监测的数据采集方法及数据采集系统，用于实现对监测设备在水下采集的数据信息进行无障碍点对点传输，本发明准确、可靠，且不存在复杂的维护工作量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于水文监测的数据采集方法，所述方法包括如下步骤：

S1：铅鱼入水前，对上位机与监测设备进行通信连接确认和对时确认；

S2：铅鱼入水后，上位机同步计时，监测设备开始数据信息采集，采集的数据信息按照时间顺序逐一保存；

S3：铅鱼出水后，上位机停止计时，监测设备将采集的数据信息上传至上位机，上位机通过与采集时间对时来整理数据信息，整理好的数据信息存入上位机中。

进一步地，所述S1步骤中的上位机与监测设备通过无线电台进行通信。

进一步地，所述S2步骤包括：

将铅鱼放入水中，上位机同步计时，监测设备开始进行数据信息采集，采集的数据信息包含采集数值和采集时间；

读取采集的数据信息，并将采集数值与对应的采集时间按照时间顺序进行保存。

进一步地，所述S3步骤包括：

当铅鱼出水后，上位机停止计时，上位机上实时显示上位机与监测设备的通讯状态信息，显示的通讯状态信息内容为“通讯正常”或“通讯中断”；

当通讯状态信息内容显示“通讯正常”时，上位机读取监测设备采集的数据信息，并通过与采集时间对时，将采集数值进行整理并保存，直至所有的采集数值保存完毕；

当通讯状况信息内容显示“通迅中断”时，上位机发出预警指令，预警指令用于提示工作人员对通信故障进行及时排查。

进一步地，所述S3步骤还包括：

在所有的采集数值保存完毕后，上位机向监测设备发送读取结束指令，监测设备收到该指令后立即清除缓存。

与用于水文监测的数据采集方法相对应，本发明还提供一种用于水文监测的数据采集系统，所述系统包括：

确认模块，用于在铅鱼入水前，对上位机与监测设备进行通信连接确认和对时确认；

获取模块，用于在铅鱼入水后，上位机同步计时，监测设备开始数据信息采集，采集的数据信息按照时间顺序逐一保存；

接收模块，用于在铅鱼出水后，上位机停止计时，监测设备将采集的数据信息上传至上位机，上位机通过与采集时间对时来整理数据信息，整理好的数据信息存入上位机中。

进一步地，所述确认模块包括与上位机连接的第一电台和与监测设备连接的第二电台，上位机与监测设备通过第一电台和第二电台实现无线通信和对时。

进一步地，所述获取模块包括：

采集模块，用于在将铅鱼放入水中后，上位机同步计时，监测设备开始进行数据信息采集，采集的数据信息包含采集数值和采集时间；

存储模块，用于读取采集的数据信息，并将采集数值与对应的采集时间按照时间顺序进行保存。

进一步地，所述接收模块包括：

通讯状态显示模块，用于在铅鱼出水，上位机停止计时后，上位机上实时显示上位机与监测设备的通讯状态信息，显示的通讯状态信息内容为“通讯正常”或“通讯中断”；

第一处理模块，用于当通讯状态信息内容显示“通讯正常”时，上位机读取监测设备采集的数据信息，并通过与采集时间对时，将采集数值进行整理并保存，直至所有的采集数值保存完毕；

预警模块，用于当通讯状况信息内容显示“通迅中断”时，上位机发出预警指令，预警指令用于提示工作人员对通信故障进行及时排查。

进一步地，所述接收模块还包括：

第二处理模块，第二处理模块用于在第一处理模块将所有的采集数值保存完毕后，上位机向监测设备发送读取结束指令，监测设备收到该指令后立即清除存储模块内缓存。

相比于现有技术，本发明通过将上位机与监测设备对时，用于确保上位机与采集数据信息的时间完全同步，当载有监测设备的铅鱼出水后，监测设备通过无线通信将采集的数据信息上传至上位机，上位机与采集时间进行对时，从而将采集数值进行有效整理并保存，本发明解决了有线连接传送方法存在的接触不良、水下线缆生锈、距离太远信号太弱、信号灯时断时续等诸多问题，同时克服了声波加无线通信传送方法存在的水下与水上转换的通信模块易被冲毁，水下声波通信易受干扰等问题，真正实现了对监测设备在水下采集的数据信息无障碍点对点传输，且传输准确、可靠，不存在复杂的维护工作量。

附图说明

图1为本发明中一种用于水文监测的数据采集方法的流程图；

图2为本发明中一种用于水文监测的数据采集系统的流程图；

图3为本发明中一种用于水文监测的数据采集系统的结构示意图。

附图标记说明：10-确认模块、20-获取模块、201-采集模块、202-存储模块、30-接收模块、301-通讯状态显示模块、302-第一处理模块、303-预警模块、304-第二处理模块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应发属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、系统、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

参考图1所示，本发明的第一个实施例是，一种用于水文监测的数据采集方法，所述方法包括如下步骤：

S1：铅鱼入水前，对上位机与监测设备进行通信连接确认和对时确认；在进行通信连接确认和对时确认前，先将上位机与监测设备通信连接，由于是在水上，通信连接可选用无线连接，也可选用有线连接，考虑到有线连接安装不便，难以维护，本实施例采用无线电台来实现上位机与监测设备之间的通信，通信连接完成后，打开电源，确认无线通讯保持顺畅，而后，将上位机与监测设备内的主板进行对时，确保两者时间同步，以便于在接下来的步骤中实现上位机与监测设备在特定时间段的同步计时。

S2：铅鱼入水后，上位机同步计时，监测设备开始数据信息采集，采集的数据信息按照时间顺序逐一保存；其具体表现为，先将铅鱼放入水中，监测设备伴随铅鱼一同入水，此时，上位机开启计时，监测设备内的采集模块开始进行相关数据信息采集，采集的数据信息包含采集数值和采集时间，每一个采集数值都对应有一个采集时间，接着，监测设备内的存储模块开始读取采集的数据信息，并将采集数值与对应的采集时间按照时间顺序进行保存。

S3：铅鱼出水后，上位机停止计时，监测设备将采集的数据信息上传至上位机，上位机通过与采集时间对时来整理数据信息，整理好的数据信息存入上位机中。该步骤具体包括，当监测设备完成定点采集后，铅鱼浮出水面，监测设备也同步露出水面，此时，上位机停止计时，由此完成上位机与监测设备进行数据信息采集这段时间的同步计时，且由于上位机与监测设备都同时位于水上，两者的无线通信恢复连接，当通信连接顺畅时，上位机上显示的上位机与监测设备的通讯状态信息内容为“通讯正常”，上位机开始读取监测设备采集的数据信息，并通过与采集时间对时，将采集数值进行整理并保存，直至所有的采集数值保存完毕，而当通信连接不顺畅或是根本无法连接时，显示的通讯状态信息内容为“通讯中断”，上位机会立即发出预警指令，预警指令可以是发出警报声或是滚动播放红色醒目字体等，其目的在于第一时间提示工作人员对通信故障进行及时排查。进一步地，考虑到监测设备需要随时入水进行数据信息采集，且监测设备的缓存空间有限，为不影响上位机的读取效率，当在“通讯正常”状态下，上位机读取并保存完所有采集数值后，上位机将同步向监测设备发送读取结束指令，监测设备收到该指令后立即清除缓存，从而确保后续数据信息能够快速有效地进行采集和读取。

实施例二

参考图2和图3所示，在实施例一基础之上，本发明的第二个实施例是，提供一种与实施例一中数据采集方法相对应的用于水文监测的数据采集系统，所述系统包括：

确认模块10，用于在铅鱼入水前，对上位机与监测设备进行通信连接确认和对时确认；

获取模块20，用于在铅鱼入水后，上位机同步计时，监测设备开始数据信息采集，采集的数据信息按照时间顺序逐一保存；

接收模块30，用于在铅鱼出水后，上位机停止计时，监测设备将采集的数据信息上传至上位机，上位机通过与采集时间对时来整理数据信息，整理好的数据信息存入上位机中。

进一步地，该确认模块包括与上位机连接的第一电台和与监测设备连接的第二电台，在铅鱼入水前，通过在第一电台和第二电台间相互收发无线信号，用以确认上位机与监测设备的通信连接是否顺畅，待通信连接顺畅后，再对两者进行对时确认，用以保证接下来的同步计时得以实现。

进一步地，所述获取模块20包括：采集模块201，用于在将铅鱼放入水中后，上位机同步计时，此时监测设备同步入水开始进行数据信息的采集，采集的数据信息包含采集数值和采集时间，通常采集模块201为各种类型的传感器，如泥沙传感器、水位传感器、流速传感器等；所述获取模块20还包括存储模块202，用于读取采集模块20采集的数据信息，并将采集数值与对应的采集时间按照时间顺序进行保存，通常存储模块202为带有一定内存空间的控制主机，控制主机可选用LANPU1802型数据采集终端RTU，集数据传输、存储为一体，且功耗较低。

进一步地，所述接收模块30包括：通讯状态显示模块301、第一处理模块302和预警模块303，当铅鱼携带监测设备浮出水面后，上位机停止计时，通讯状态显示模块301用于确保在上位机上实时显示上位机与监测设备的通讯状态信息，显示的通讯状态信息内容为“通讯正常”或“通讯中断”；当通讯状态信息内容显示“通讯正常”时，第一处理模块接收模块向上位机发出指令，指示上位机读取监测设备采集的数据信息，并通过与采集时间对时，将采集数值进行整理并保存，直至所有的采集数值保存完毕；而当通讯状况信息内容显示“通迅中断”时，预警模块303指示上位机发出预警指令，用于在第一时间提示工作人员对通信故障进行及时排查，预警指令可选用警报声提醒，也可选用和通讯状态显示模块301相同的电子屏显示，电子屏显示时采用标红大号字体，以示醒目。

更进一步地，为保证存储模块202的内部缓存足够，需要对经由上位机整理并保存的数据进行快速有效地清理，故在第一处理模块302将所有的采集数值保存完毕后，还增设有第二处理模块304，第二处理模块304用于指示上位机向监测设备发送读取结束指令，监测设备收到该指令后立即清除存储模块202的内部缓存，如此可有效提高上位机与监测设备之间的数据信息传输。

更进一步地，上位机与监测设备的无线通信采用ZigBee无线通信技术，其相对于常用的Wifi和BT，其成本更低，功耗更少，可支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、且容量更高，更安全可靠。

综上所述，采用本发明所述的水下监测设备的数据采集方法及数据采集系统，相比与现有技术，能有效实现对监测设备在水下采集的数据信息进行无障碍点对点传输，且其传输准确、安全、更可靠，不存在复杂的维护工作量，

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于水文监测的数据采集方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1：铅鱼入水前，对上位机与监测设备进行通信连接确认和对时确认；

S2：铅鱼入水后，上位机同步计时，监测设备开始数据信息采集，采集的数据信息按照时间顺序逐一保存；

S3：铅鱼出水后，上位机停止计时，监测设备将采集的数据信息上传至上位机，上位机通过与采集时间对时来整理数据信息，整理好的数据信息存入上位机中。

2.根据权利要求1所述的一种用于水文监测的数据采集方法，其特征在于：所述S1步骤中的上位机与监测设备通过无线电台进行通信。

3.根据权利要求1所述的一种用于水文监测的数据采集方法，其特征在于：所述S2步骤包括：

将铅鱼放入水中，上位机同步计时，监测设备开始进行数据信息采集，采集的数据信息包含采集数值和采集时间；

读取上述采集的数据信息，并将采集数值与对应的采集时间按照时间顺序进行保存。

4.根据权利要求3所述的一种用于水文监测的数据采集方法，其特征在于：所述S3步骤包括：

当铅鱼出水后，上位机停止计时，上位机上实时显示上位机与监测设备的通讯状态信息，显示的通讯状态信息内容为“通讯正常”或“通讯中断”；

当通讯状态信息内容显示“通讯正常”时，上位机读取监测设备采集的数据信息，并通过与采集时间对时，将采集数值进行整理并保存，直至所有的采集数值保存完毕；

当通讯状况信息内容显示“通迅中断”时，上位机发出预警指令，预警指令用于提示工作人员对通信故障进行及时排查。

5.根据权利要求4所述的一种用于水文监测的数据采集方法，其特征在于：所述S3步骤还包括：

在所有的采集数值保存完毕后，上位机向监测设备发送读取结束指令，监测设备收到该指令后立即清除缓存。

6.一种用于水文监测的数据采集系统，其特征在于，所述系统包括：

确认模块，用于在铅鱼入水前，对上位机与监测设备进行通信连接确认和对时确认；

获取模块，用于在铅鱼入水后，上位机同步计时，监测设备开始数据信息采集，采集的数据信息按照时间顺序逐一保存；

接收模块，用于在铅鱼出水后，上位机停止计时，监测设备将采集的数据信息上传至上位机，上位机通过与采集时间对时来整理数据信息，整理好的数据信息存入上位机中。

7.根据权利要求6所述的一种用于水文监测的数据采集系统，其特征在于：所述确认模块包括与上位机连接的第一电台和与监测设备连接的第二电台，上位机与监测设备通过第一电台和第二电台实现无线通信和对时。

8.根据权利要求6所述的一种用于水文监测的数据采集系统，其特征在于：所述获取模块包括：

采集模块，用于在将铅鱼放入水中后，上位机同步计时，监测设备开始进行数据信息采集，采集的数据信息包含采集数值和采集时间；

存储模块，用于读取采集模块采集的数据信息，并将采集数值与对应的采集时间按照时间顺序进行保存。

9.根据权利要求8所述的一种用于水文监测的数据采集系统，其特征在于：所述接收模块包括：

通讯状态显示模块，用于在铅鱼出水，上位机停止计时后，上位机上实时显示上位机与监测设备的通讯状态信息，显示的通讯状态信息内容为“通讯正常”或“通讯中断”；

第一处理模块，用于当通讯状态信息内容显示“通讯正常”时，上位机读取监测设备采集的数据信息，并通过与采集时间对时，将采集数值进行整理并保存，直至所有的采集数值保存完毕；

预警模块，用于当通讯状况信息内容显示“通迅中断”时，上位机发出预警指令，预警指令用于提示工作人员对通信故障进行及时排查。

10.根据权利要求9所述的一种用于水文监测的数据采集系统，其特征在于：所述接收模块还包括：

第二处理模块，第二处理模块用于在第一处理模块将所有的采集数值保存完毕后，上位机向监测设备发送读取结束指令，监测设备收到该指令后立即清除存储模块内缓存。