CN111521233A - 一种水库水位物联网信息化监测报警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水库水位物联网信息化监测报警系统，涉及水库远程监测技术领域，通过设置有前端采集终端、信号处理传输单元、物联网通信基站以及智慧水库监测平台，在现如今技术成熟的物联网通信的大背景下，对水库中的水位变化以及水环境变化进行实时监测，并且所设置的前端采集终端不仅可以监测水库的水位，而且可以针对水库中每个水层对应的水环境进行实时监测，并将实时监测的各项数据通过物联网远程输送给监测平台，监测平台的监测系统中设置有各项水环境参数的阈值范围，当所监测的数据不在上述阈值范围内时，监测平台就会发出警报，让工作人员及时了解具体的水位或水环境情况，简单有效，监测所需的成本较低。

Description

一种水库水位物联网信息化监测报警系统
技术领域
本发明涉及水库远程监测技术领域，具体为一种水库水位物联网信息化监测报警系统。
背景技术
物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别等各种传感技术，通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。目前业界普遍认可的物联网概念是通过射频(RFID)、红外感应器、全球定位系统(GPS)、激光扫描器、环境传感器、图像感知器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
水库是存储城市用水的重要生态结构，随着雨季的到来，水库的水位会快速增长，而旱季时，水库的水位又会快速下降，针对水库水位在一年四季中不断变化的情况下，如何及时得知水位的变化，为此，本领域的技术人员提出了水库水位物联网信息化监测报警系统。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种水库水位物联网信息化监测报警系统，解决了面对水库水位在一年四季中不断变化的情况，如何及时得知水库水位变化的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种水库水位物联网信息化监测报警系统，包括：
前端采集终端，设置有多个，多个所述前端采集终端分别置于水库中不同的水层高度，且多个前端采集终端之间的电性以及数据连接均设置为串接，多个所述前端采集终端对每个水层的状态进行实时监测；
信号处理传输单元，安装在水库附近的地表，与多个前端采集终端最终串接的数据传输总端串接在一起，负责接收来自多个所述前端采集终端实时监测的数据，并对该数据进行相应的处理；
物联网通信基站，与信号处理传输单元的信号输出端之间通过无线方式形成数据的传输通道；
太阳能供电单元，内置光电转化装置，负责向所述前端采集终端和信号处理传输单元提供电能，且太阳能供电单元内置有电流、电压数据实时监测结构，并实时传递给信号处理传输单元；
智慧水库监测平台，与物联网通信基站的信号输出端之间通过无线方式形成数据的传输通道，所述智慧水库监测平台负责远程监测水库中每个水层的状态，并内置有阈值，不同水层中的状态数据不在所设置阈值范围内，所述智慧水库监测平台会发出警报。
优选的，所述前端采集终端包括用于监测水库液位值变化的液位传感器、用于监测对应水层中氧气含量的氧气传感器、用于监测对应水层中浑浊程度的浊度传感器、用于监测对应水层中酸碱度的PH传感器以及用于监测对应水层中营养物质含量的营养元素传感器。
优选的，所述多个前端采集终端中，位于水库最上层的前端采集终端，其内部包括液位传感器，其他位于不同水层中的前端采集终端，不包括液位传感器。
优选的，所述信号处理传输单元包括电信号接收模块，所述电信号接收模块负责接收来自前端采集终端内部各个实时监测设备所输出的电信号，且电信号接收模块将电信号传递给A/D转换模块。
优选的，所述A/D转换模块将接收的电信号转化成数字信号，并传递给微处理器，所述微处理器将数据处理后，传递给数字信号无线发送模块，通过所述数字信号无线发送模块远程发送给物联网通信基站。
优选的，所述太阳能供电单元包括负责将太阳光能转化成电能的光伏板，所述光伏板的电性输出端固定与铅蓄电池组的电性输入端电性连接，所述铅蓄电池组的电性输出端固定与逆变器的电性输入端电性连接。
优选的，所述太阳能供电单元还包括均串接在铅蓄电池组输出接口上的电流传感器和电压传感器，所述电流传感器、电压传感器与信号处理传输单元之间形成数据传输通道。
优选的，所述智慧水库监测平台包括负责无线接收来自物联网通信基站实时监测数据的数字信号无线接收模块，所述数字信号无线接收模块的数据输出端与数据处理器的数据输入端相串接，所述数据处理器的数据输出端与阈值比对模块的输入端相串接，所述阈值比对模块的信号输出端与报警模块的信号输入端电性连接。
优选的，所述智慧水库监测平台还包括用于实时存储水库水层中各项数据的云数据库以及用于将实时监测数据展示给工作人员的投屏设备。
有益效果
本发明提供了一种水库水位物联网信息化监测报警系统。与现有技术相比具备以下有益效果：
1、该水库水位物联网信息化监测报警系统，通过设置有前端采集终端、信号处理传输单元、物联网通信基站以及智慧水库监测平台，在现如今技术成熟的物联网通信的大背景下，对水库中的水位变化以及水环境变化进行实时监测，并且所设置的前端采集终端不仅可以监测水库的水位，而且可以针对水库中每个水层对应的水环境进行实时监测，并将实时监测的各项数据通过物联网远程输送给监测平台，监测平台的监测系统中设置有各项水环境参数的阈值范围，当所监测的数据不在上述阈值范围内时，监测平台就会发出警报，让工作人员及时了解具体的水位或水环境情况，简单有效，监测所需的成本较低。
2、该水库水位物联网信息化监测报警系统，前端采集终端和信号处理传输单元的供电均来自于太阳能供电单元，其中，太阳能供电单元包括负责将太阳光能转化成电能的光伏板，光伏板的电性输出端固定与铅蓄电池组的电性输入端电性连接，铅蓄电池组的电性输出端固定与逆变器的电性输入端电性连接，不仅解决了用电问题，而且还可以降低水库水位以及水环境监测的成本，另外，太阳能供电单元还包括均串接在铅蓄电池组输出接口上的电流传感器和电压传感器，电流传感器、电压传感器与信号处理传输单元之间形成数据传输通道，电流传感器和电压传感器可以对铅蓄电池组的数据进行采集，并传递给信号处理传输单元，并最终将该数据上传至智慧水库监测平台，便于工作人员了解电源的工作情况。
附图说明
图1为本发明的结构示意框图；
图2为本发明前端采集终端的结构示意框图；
图3为本发明信号处理传输单元的结构示意框图；
图4为本发明太阳能供电单元的结构示意框图；
图5为本发明智慧水库监测平台的结构示意框图。
图中：1、前端采集终端；11、液位传感器；12、氧气传感器；13、浊度传感器；14、PH传感器；15、营养元素传感器；2、信号处理传输单元；21、电信号接收模块；22、A/D转换模块；23、微处理器；24、数字信号无线发送模块；3、物联网通信基站；4、太阳能供电单元；41、光伏板；42、铅蓄电池组；43、逆变器；44、电流传感器；45、电压传感器；5、智慧水库监测平台；51、数字信号无线接收模块；52、数据处理器；53、阈值比对模块；54、报警模块；55、投屏设备；56、云数据库。
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做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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种水库水位物联网信息化监测报警系统，包括：
前端采集终端1，设置有多个，多个前端采集终端1分别置于水库中不同的水层高度，且多个前端采集终端1之间的电性以及数据连接均设置为串接，多个前端采集终端1对每个水层的状态进行实时监测，进而可以提高对水库中各层水环境均可以进行实时监测，而不是仅仅停留在水库的表层水；
信号处理传输单元2，安装在水库附近的地表，与多个前端采集终端1最终串接的数据传输总端串接在一起，负责接收来自多个前端采集终端1实时监测的数据，并对该数据进行相应的处理，该处理主要包括对信号的转换以及对转化后的微弱数字信号进行放大；
物联网通信基站3，与信号处理传输单元2的信号输出端之间通过无线方式形成数据的传输通道；
智慧水库监测平台5，与物联网通信基站3的信号输出端之间通过无线方式形成数据的传输通道，智慧水库监测平台5负责远程监测水库中每个水层的状态，并内置有阈值，不同水层中的状态数据不在所设置阈值范围内，智慧水库监测平台5会发出警报；
利用了物联网通信基站3作为信号处理传输单元2和智慧水库监测平台5之间的传输媒介，实现了信号的低损耗远程传输。
太阳能供电单元4，内置光电转化装置，负责向前端采集终端1和信号处理传输单元2提供电能，且太阳能供电单元4内置有电流、电压数据实时监测结构，并实时传递给信号处理传输单元2，一方面可以提高太阳能的利用率，降低耗能，节约成本，另一方面可以实时监测电源的工作状态，便于对电源进行管理。
请参阅图2，前端采集终端1包括用于监测水库液位值变化的液位传感器11、用于监测对应水层中氧气含量的氧气传感器12、用于监测对应水层中浑浊程度的浊度传感器13、用于监测对应水层中酸碱度的PH传感器14以及用于监测对应水层中营养物质含量的营养元素传感器15，多个前端采集终端1中，位于水库最上层的前端采集终端1，其内部包括液位传感器11，其他位于不同水层中的前端采集终端1，不包括液位传感器11。
请参阅图3，信号处理传输单元2包括电信号接收模块21，电信号接收模块21负责接收来自前端采集终端1内部各个实时监测设备所输出的电信号，且电信号接收模块21将电信号传递给A/D转换模块22，A/D转换模块22将接收的电信号转化成数字信号，并传递给微处理器23，微处理器23将数字信号数据进行放大处理后，传递给数字信号无线发送模块24，通过数字信号无线发送模块24远程发送给物联网通信基站3。
请参阅图4，太阳能供电单元4包括负责将太阳光能转化成电能的光伏板41，光伏板41的电性输出端固定与铅蓄电池组42的电性输入端电性连接，铅蓄电池组42的电性输出端固定与逆变器43的电性输入端电性连接，太阳能供电单元4还包括均串接在铅蓄电池组42输出接口上的电流传感器44和电压传感器45，电流传感器44、电压传感器45与信号处理传输单元2之间形成数据传输通道。
请参阅图5，智慧水库监测平台5包括负责无线接收来自物联网通信基站3实时监测数据的数字信号无线接收模块51，数字信号无线接收模块51的数据输出端与数据处理器52的数据输入端相串接，数据处理器52的数据输出端与阈值比对模块53的输入端相串接，阈值比对模块53的信号输出端与报警模块54的信号输入端电性连接，智慧水库监测平台5还包括用于实时存储水库水层中各项数据的云数据库56以及用于将实时监测数据展示给工作人员的投屏设备55。
数字信号传递至智慧水库监测平台5之后，经过数据处理器52的整合处理后，与预先设定的阈值相对比，所传输的数据若不在阈值范围内，则报警模块会立即点亮，供工作人员察觉，提高工作效率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种水库水位物联网信息化监测报警系统，其特征在于，包括：
前端采集终端(1)，设置有多个，多个所述前端采集终端(1)分别置于水库中不同的水层高度，且多个前端采集终端(1)之间的电性以及数据连接均设置为串接，多个所述前端采集终端(1)对每个水层的状态进行实时监测；
信号处理传输单元(2)，安装在水库附近的地表，与多个前端采集终端(1)最终串接的数据传输总端串接在一起，负责接收来自多个所述前端采集终端(1)实时监测的数据，并对该数据进行相应的处理；
物联网通信基站(3)，与信号处理传输单元(2)的信号输出端之间通过无线方式形成数据的传输通道；
太阳能供电单元(4)，内置光电转化装置，负责向所述前端采集终端(1)和信号处理传输单元(2)提供电能，且太阳能供电单元(4)内置有电流、电压数据实时监测结构，并实时传递给信号处理传输单元(2)；
智慧水库监测平台(5)，与物联网通信基站(3)的信号输出端之间通过无线方式形成数据的传输通道，所述智慧水库监测平台(5)负责远程监测水库中每个水层的状态，并内置有阈值，不同水层中的状态数据不在所设置阈值范围内，所述智慧水库监测平台(5)会发出警报。
2.根据权利要求1所述的一种水库水位物联网信息化监测报警系统，其特征在于，所述前端采集终端(1)包括用于监测水库液位值变化的液位传感器(11)、用于监测对应水层中氧气含量的氧气传感器(12)、用于监测对应水层中浑浊程度的浊度传感器(13)、用于监测对应水层中酸碱度的PH传感器(14)以及用于监测对应水层中营养物质含量的营养元素传感器(15)。
3.根据权利要求2所述的一种水库水位物联网信息化监测报警系统，其特征在于，所述多个前端采集终端(1)中，位于水库最上层的前端采集终端(1)，其内部包括液位传感器(11)，其他位于不同水层中的前端采集终端(1)，不包括液位传感器(11)。
4.根据权利要求1所述的一种水库水位物联网信息化监测报警系统，其特征在于，所述信号处理传输单元(2)包括电信号接收模块(21)，所述电信号接收模块(21)负责接收来自前端采集终端(1)内部各个实时监测设备所输出的电信号，且电信号接收模块(21)将电信号传递给A/D转换模块(22)。
5.根据权利要求4所述的一种水库水位物联网信息化监测报警系统，其特征在于，所述A/D转换模块(22)将接收的电信号转化成数字信号，并传递给微处理器(23)，所述微处理器(23)将数据处理后，传递给数字信号无线发送模块(24)，通过所述数字信号无线发送模块(24)远程发送给物联网通信基站(3)。
6.根据权利要求1所述的一种水库水位物联网信息化监测报警系统，其特征在于，所述太阳能供电单元(4)包括负责将太阳光能转化成电能的光伏板(41)，所述光伏板(41)的电性输出端固定与铅蓄电池组(42)的电性输入端电性连接，所述铅蓄电池组(42)的电性输出端固定与逆变器(43)的电性输入端电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种水库水位物联网信息化监测报警系统，其特征在于，所述太阳能供电单元(4)还包括均串接在铅蓄电池组(42)输出接口上的电流传感器(44)和电压传感器(45)，所述电流传感器(44)、电压传感器(45)与信号处理传输单元(2)之间形成数据传输通道。
8.根据权利要求1所述的一种水库水位物联网信息化监测报警系统，其特征在于，所述智慧水库监测平台(5)包括负责无线接收来自物联网通信基站(3)实时监测数据的数字信号无线接收模块(51)，所述数字信号无线接收模块(51)的数据输出端与数据处理器(52)的数据输入端相串接，所述数据处理器(52)的数据输出端与阈值比对模块(53)的输入端相串接，所述阈值比对模块(53)的信号输出端与报警模块(54)的信号输入端电性连接。
9.根据权利要求8所述的一种水库水位物联网信息化监测报警系统，其特征在于，所述智慧水库监测平台(5)还包括用于实时存储水库水层中各项数据的云数据库(56)以及用于将实时监测数据展示给工作人员的投屏设备(55)。
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