CN116182936A - 一种暴雨山洪水文多要素遥测系统及方法 - Google Patents

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范仲杰
董林垚
唐文坚
许文涛
何敏
韩培
杜俊
邱佩
邹承钰
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Changjiang River Scientific Research Institute Changjiang Water Resources Commission
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Abstract

本发明提供了一种暴雨山洪水文多要素遥测系统及方法，它包括用于对整个装置进行支撑的支撑件；所述支撑件的顶部集成安装有用于检测的检测模组、传输模组、电源模组和报警模组；所述检测模组与传输模组相连，并实现数据的传输，所述电源模组同时与检测模组、报警模组和传输模组电连接，并用于提供电能。检测数据多样并且数据的同步性强，不仅能够实现对各项水文要素的实时监测，并配合阈值的设置，有效对不同降雨量、水流量进行监测，具有良好的经济价值与应用推广价值。

Description

一种暴雨山洪水文多要素遥测系统及方法
技术领域
本发明属于环境监测领域，具体涉及一种暴雨山洪水文多要素遥测系统及方法。
背景技术
水文要素采集水体有关数据的一项工作，它是以江、河、湖、海的各种水文要素为主进行的观测。江河湖泊水文要素有水深、水位、流向、流速、流量、水温、冰情、比重、含沙量、降水量、蒸发量、水色、透明度、水的化学组成等;海洋水文要素有潮汐、潮流、波浪、海流、海水温度、盐度、海上气温、气压、风向、风速、浮游生物等。
通常依一定条件在江河湖海的一定地点或断面上布设水文观测站，进行长期不间断的水文观测，各种水文观测资料经整理分析后，不仅是各种水文预报的依据，而且也是研究海床、河床、河岸变迁、海流、径流规律和进行各种水利工程、海岸工程设计计算以及编写航路指南等的重要资料。
目前，在对山区沟道的水文要素进行观测时，大多是利用要素遥测设备上设置的各个检测传感器对环境中的各项数据进行监测，并在数据出现异常时进行报警，虽然现有的设备能够简单起到报警的功能。但是，其检测数据范围窄，且大多只设置单一阈值，即使数据超过阈值量过多时，也只能通过单一的报警方式提醒作业人员，进而在出现大型灾害时造成报警、通知不够及时，实用性较差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术不足，提供一种暴雨山洪水文多要素遥测系统及方法，其整体结构简单，检测数据多样并且数据的同步性强，不仅能够实现对各项水文要素的实时监测，并配合阈值的设置，有效对不同降雨量、水流量进行监测，具有良好的经济价值与应用推广价值。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种暴雨山洪水文多要素遥测系统，它包括用于对整个装置进行支撑的支撑件；
所述支撑件的顶部集成安装有用于检测的检测模组、传输模组、电源模组和报警模组；
所述检测模组与传输模组相连，并实现数据的传输；
所述电源模组同时与检测模组、报警模组和传输模组电连接，并用于提供电能；
且检测模组与报警模组电相连，并保证各检测模组所检测到的数据超过阈值时，通过所述报警模组发出报警信号。
所述检测模组包括流量检测模块、水位检测模块、电力检测模块、雷电检测模块和降雨量检测模组。
所述流量检测模块插入到待检测的水流中，并用于对水流流量进行检测；
所述水位检测模块与流量检测模块对应设置，并用于对水位的高度进行检测；
所述雷电检测模块用于对空气中的电场强度进行检测；
所述降雨量检测模组用于对收集并统计单位时间内的降雨量。
所述检测模组还包括阀门控制模块，所述阀门控制模块用于对山区排水阀进行控制，并配合所述降雨量检测模组实现排水量与降雨量之间的联合控制。
报警模组包括至少一个报警模块，且检测模组的流量检测模块、水位检测模块、雷电检测模块和降雨量检测模组分别与所述报警模块电连接，使得各检测模组所检测到的数据超过阈值时，通过所述报警模块发出报警信号。
所述阈值有多个，且对应的多个阈值设置多个报警模块，使得所述报警模块能够根据所检测到的数据发出不同的报警信号。
所述电源模组包括电源件和与该电源件电连接的太阳能板；
所述电源件分别与检测模组的各个检测模组电连接，用于给各个模块进行供电；
所述太阳能板用于采集所述太阳能，并将其转换成电能给所述电源件进行充电。
所述传输模组与所述检测模组通讯连接，用于采集并传输所述检测模组所检测到的数据；
所述传输模组包括无线传输模块和有线传输模块；
所述传输模组与云端服务器通讯连接，用于在采集到数据后将其上传至云端服务器内。
还包括存储模组，所述存储模组与检测模组电连接，用于采集并存储所述检测模组所检测到的各项数据；
还包括GPS定位模组，所述GPS定位模组用于对该系统的位置进行定位。
一种暴雨山洪水文多要素遥测方法，其包括以下步骤：
S1：将遥测系统设置在待测区域中，并控制各设备开始工作，并设置多个阈值；
S2：利用检测模组对环境中的各项数据进行监测；
S3：当所述检测模组所检测到的数据超过阈值时，利用报警模组发出报警信号；
S4：根据数据的具体数值和设定的阈值，发出不同强度的报警信号；
S5：通过存储模组存储所述检测模组所检测到的各项数据；
S6：通过传输模组传输所述检测模组所检测到的数据，并将采集到数据后将其上传至云端服务器内，以实现远程访问。
本发明有如下有益效果：
1、本发明的暴雨山洪水文多要素遥测系统及方法，其通过多样的检测方式配合设置的多个阈值，实现多级报警作业，进而在数据超过阈值时，通过更加强烈的报警方式提醒作业人员注意，以此快速采取报警措施，以防止因自然灾害造成的人员伤亡。
2、本发明的暴雨山洪水文多要素遥测系统及方法，其通过优选设置的电源件和太阳能板对各模块组件进行充电，并利用太阳能板对电源件进行充电，以增加系统在外界的续航能力，使其能够长时间使用。同时，利用设置的传输模块对采集到的数据进行实时的传输，保证数据的同步性。
3、本发明的暴雨山洪水文多要素遥测系统及方法，其整体结构简单，检测数据多样并且数据的同步性强，不仅能够实现对各项水文要素的实时监测，并配合阈值的设置，有效对不同降雨量、水流量进行监测，具有良好的经济价值与应用推广价值。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施例中暴雨山洪水文多要素遥测系统及方法的整体结构示意图。
图2是是本发明实施例中暴雨山洪水文多要素遥测系统及方法的整体组成图。
图3是本发明实施例中暴雨山洪水文多要素遥测系统及方法的流程图。
图4是本发明实施例中暴雨山洪水文要素遥测系统及其方法的具体流程图。
图中：支撑件1、传输模组2、电源模组3、检测模组4。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
请参阅图1~4，一种暴雨山洪水文多要素遥测系统，它包括用于对整个装置进行支撑的支撑件1；所述支撑件1的顶部集成安装有用于检测的检测模组4、传输模组2、电源模组3和报警模组；所述检测模组4与传输模组2相连，并实现数据的传输，所述电源模组3同时与检测模组4、报警模组和传输模组2电连接，并用于提供电能。且检测模组4与报警模组电相连，并保证各检测模组所检测到的数据超过阈值时，通过所述报警模组发出报警信号。通过采用上述的遥测系统，其整体结构简单，检测数据多样并且数据的同步性强，不仅能够实现对各项水文要素的实时监测，并配合阈值的设置，有效对不同降雨量、水流量进行监测，具有良好的经济价值与应用推广价值。
进一步的，所述检测模组4包括流量检测模块、水位检测模块、电力检测模块、雷电检测模块和降雨量检测模组；所述流量检测模块插入到待检测的水流中，并用于对水流流量进行检测；所述水位检测模块与流量检测模块对应设置，并用于对水位的高度进行检测；所述雷电检测模块用于对空气中的电场强度进行检测；所述降雨量检测模组用于对收集并统计单位时间内的降雨量。通过上述的检测模组4能够用于检测流量、水位、电力、雷电和降雨量。
当然，在实际设置的过程中，所述检测模组4还包括阀门控制模块，所述阀门控制模块用于对山区排水阀进行控制，并配合所述降雨量检测模组实现排水量与降雨量之间的联合控制。再例如，电力检测模块，用于对系统自身的电力系统进行检测，以保证设备的正常运行。
进一步的，报警模组包括至少一个报警模块，且检测模组4的流量检测模块、水位检测模块、雷电检测模块和降雨量检测模组分别与所述报警模块电连接，使得各检测模组所检测到的数据超过阈值时，通过所述报警模块发出报警信号。
进一步的，所述阈值有多个，且对应的多个阈值设置多个报警模块，使得所述报警模块能够根据所检测到的数据发出不同的报警信号。
进一步的，所述电源模组3包括电源件和与该电源件电连接的太阳能板；所述电源件分别与检测模组4的各个检测模组电连接，用于给各个模块进行供电。所述太阳能板用于采集所述太阳能，并将其转换成电能给所述电源件进行充电。所述传输模组2与所述检测模组通讯连接，用于采集并传输所述检测模组所检测到的数据；所述传输模组2包括无线传输模块和有线传输模块。
进一步的，所述传输模组2与云端服务器通讯连接，用于在采集到数据后将其上传至云端服务器内。通过云端服务器便于远程云端数据访问。
进一步的，还包括存储模组，所述存储模组与检测模组电连接，用于采集并存储所述检测模组所检测到的各项数据。通过存储模组能够实现数据的长期储存。
进一步的，还包括GPS定位模组，所述GPS定位模组用于对该系统的位置进行定位。进而并与实现定位。
实施例2：
一种暴雨山洪水文多要素遥测方法，利用所述的暴雨山洪水文多要素遥测系统来实现，其包括以下步骤：
S1：将遥测系统设置在待测区域中，并控制各设备开始工作，并设置多个阈值；
S2：利用检测模组对环境中的各项数据进行监测；
S3：当所述检测模组所检测到的数据超过阈值时，利用报警模组发出报警信号；
S4：根据数据的具体数值和设定的阈值，发出不同强度的报警信号；
S5：通过存储模组存储所述检测模组所检测到的各项数据；
S6：通过传输模组2传输所述检测模组所检测到的数据，并将采集到数据后将其上传至云端服务器内，以实现远程访问。

Claims (10)

1.一种暴雨山洪水文多要素遥测系统，其特征在于：它包括用于对整个装置进行支撑的支撑件（1）；
所述支撑件（1）的顶部集成安装有用于检测的检测模组（4）、传输模组（2）、电源模组（3）和报警模组；
所述检测模组（4）与传输模组（2）相连，并实现数据的传输；
所述电源模组（3）同时与检测模组（4）、报警模组和传输模组（2）电连接，并用于提供电能；
且检测模组（4）与报警模组电相连，并保证各检测模组所检测到的数据超过阈值时，通过所述报警模组发出报警信号。
2.根据权利要求1所述一种暴雨山洪水文多要素遥测系统，其特征在于：所述检测模组（4）包括流量检测模块、水位检测模块、电力检测模块、雷电检测模块和降雨量检测模组。
3.根据权利要求2所述一种暴雨山洪水文多要素遥测系统，其特征在于：所述流量检测模块插入到待检测的水流中，并用于对水流流量进行检测；
所述水位检测模块与流量检测模块对应设置，并用于对水位的高度进行检测；
所述雷电检测模块用于对空气中的电场强度进行检测；
所述降雨量检测模组用于对收集并统计单位时间内的降雨量。
4.根据权利要求2所述一种暴雨山洪水文多要素遥测系统，其特征在于：所述检测模组（4）还包括阀门控制模块，所述阀门控制模块用于对山区排水阀进行控制，并配合所述降雨量检测模组实现排水量与降雨量之间的联合控制。
5.根据权利要求1所述一种暴雨山洪水文多要素遥测系统，其特征在于：报警模组包括至少一个报警模块，且检测模组（4）的流量检测模块、水位检测模块、雷电检测模块和降雨量检测模组分别与所述报警模块电连接，使得各检测模组所检测到的数据超过阈值时，通过所述报警模块发出报警信号。
6.根据权利要求5所述一种暴雨山洪水文多要素遥测系统，其特征在于：所述阈值有多个，且对应的多个阈值设置多个报警模块，使得所述报警模块能够根据所检测到的数据发出不同的报警信号。
7.根据权利要求1所述一种暴雨山洪水文多要素遥测系统，其特征在于：所述电源模组（3）包括电源件和与该电源件电连接的太阳能板；
所述电源件分别与检测模组（4）的各个检测模组电连接，用于给各个模块进行供电；
所述太阳能板用于采集所述太阳能，并将其转换成电能给所述电源件进行充电。
8.根据权利要求1所述一种暴雨山洪水文多要素遥测系统，其特征在于：所述传输模组（2）与所述检测模组通讯连接，用于采集并传输所述检测模组所检测到的数据；
所述传输模组（2）包括无线传输模块和有线传输模块；
所述传输模组（2）与云端服务器通讯连接，用于在采集到数据后将其上传至云端服务器内。
9.根据权利要求1所述一种暴雨山洪水文多要素遥测系统，其特征在于：还包括存储模组，所述存储模组与检测模组电连接，用于采集并存储所述检测模组所检测到的各项数据；
还包括GPS定位模组，所述GPS定位模组用于对该系统的位置进行定位。
10.一种暴雨山洪水文多要素遥测方法，其特征在于，利用权利要求1~9中任一项所述的暴雨山洪水文多要素遥测系统来实现，其包括以下步骤：
S1：将遥测系统设置在待测区域中，并控制各设备开始工作，并设置多个阈值；
S2：利用检测模组对环境中的各项数据进行监测；
S3：当所述检测模组所检测到的数据超过阈值时，利用报警模组发出报警信号；
S4：根据数据的具体数值和设定的阈值，发出不同强度的报警信号；
S5：通过存储模组存储所述检测模组所检测到的各项数据；
S6：通过传输模组（2）传输所述检测模组所检测到的数据，并将采集到数据后将其上传至云端服务器内，以实现远程访问。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117433604A (zh) * 2023-10-24 2024-01-23 重庆市三峡生态环境技术创新中心有限公司 一种基于双因子判断逻辑的城市内涝预警系统及方法

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CN117433604A (zh) * 2023-10-24 2024-01-23 重庆市三峡生态环境技术创新中心有限公司 一种基于双因子判断逻辑的城市内涝预警系统及方法

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