CN201555615U

CN201555615U - 一种水流量远程监测装置

Info

Publication number: CN201555615U
Application number: CN2009202549906U
Authority: CN
Inventors: 晋华; 曹小虎; 李强; 张海瑞; 王旭兆; 张天菊; 梁睿
Original assignee: Taiyuan Bilan Hydraulic Engineering Design Co Ltd
Current assignee: Taiyuan Bilan Hydraulic Engineering Design Co Ltd
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2019-12-08

Abstract

本实用新型涉及一种水流量远程监测装置，主要由主控计算机控制，设立多个终端机箱分控制，由GPRS无线通讯发射传输水流量信息，实现水流量多终端、远距离监测、在终端机箱上设置双屏蔽控制电路、超声波流量计、水流量传感器、计算卡插口、声控报警、液晶显示、操纵键盘、交直流变压等，主控计算机采用计算机程序控制、计算处理，本装置设计先进合理，结构紧凑，安全稳定可靠，数据准确翔实，对分散的水资源流量实现了远程监测控制，填补了此类技术的空白，是十分理想的水流量远程监测装置，此装置也可用于石油、化工、供暖、食品等站点的远程监测控制。

Description

一种水流量远程监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种水流量远程监测装置，属水资源水量监测与管理的技术领域。

背景技术

水是人类赖以生存的最重要的资源，中国是一个缺水的国家，中国的人均水资源量只有世界平均水平的四分之一，如何对水资源进行合理有效的规划、开发、利用、管理和保护，是十分重要的研究课题。

在我国陆地上有许多河流、湖泊、水库、蓄水池，这些地域的水提供工业用水、生活用水、农业灌溉用水、生态用水，在各个地域设立着许多供水工程、水资源监测站、水库分流泵站、灌溉泵站，由于这些站点分布地域较广，管理难度大，各分站有的相距较远，管理起来费时费力，准确率低，自动化程度低，给较大地域管理水、监测水、掌握水资源量、监测水流量带来很大困难。

对水资源的检测，传统的测流方式以流速仪法、浮标法、比降法等人工手段为主，但这些技术均不能实现在线实时测量、传输。

发明内容

发明目的

本实用新型的目的就是针对背景技术的不足，在各个水源分站设立监控终端，利用GPRS移动通讯，把水流量监测信息即时传输给水管理总站，采用水流量传感器、超声流量计、监测管理电路、主控计算机、计算机程序等技术，实现各分站与总站的即时远程水流量数据传输、分析，以大幅度提高水资源流量监测的速度和准确性。

技术方案

本实用新型主要结构由：主控计算机、键盘、打印机、GPRS接收天线、GPRS发射天线、水流量测量终端机箱、水流量传感器组成整体结构；

水流量测量终端机箱主要结构由：控制面板、液晶显示屏、指示灯、调控开关、操纵键盘、计算卡插口、报警器、GPRS发射天线、电源座、电缆接插口、水流量传感器接口、水流量传感器、超声波流量计、交直流变压器、温度传感器、湿度传感器、屏蔽箱、电路板、接线座组成；在终端机箱1的底部为底座14、前部为控制面板2、并由螺栓23固定；在控制面板2的上部为液晶显示屏13，在液晶显示屏13下部为指示灯3、调控开关4、操纵键盘5，在操纵键盘5的左下部为计算卡插口8，右下部为报警器6，在控制面板2的下部设有六个电缆接插口7；在终端机箱1的左侧上部设有水流量传感器接口9、10，通过屏蔽电缆21分别与水流量传感器11、12联接；在终端机箱1的右侧上部设有电源座22；在终端机箱1的左上部设有避雷针32、中间上部设有GPRS发射天线15；水流量传感器11、12安装于过水管道上；

在终端机箱1的内上部设有超声波流量计26、交直流变压器27，在中下部设有屏蔽箱24，左侧部设有温度传感器29、湿度传感器30、右侧部设有接线座28，之间由导线31联接；在屏蔽箱24内设有电路板25，在电路板25上设有控制传输电路；超声波流量计26接收水流量传感器9、10的水流量信息，经计算处理，把水流量信息传输给电路板25上的控制传输电路；交直流变压器27经电源座22与外接交流电源联接，变压后传输给电路板25上的控制电路及超声波流量计26；

终端机箱1上部的GPRS发射天线15发射无线通讯信号，远程传输至GPRS接收天线16，并把信号信息传输给主控计算机17，进行程序计算处理，并由键盘18、打印机19打印水流量数据。

所述的水流量远程监测装置，由1部主控计算机17、256个终端机箱1组成，各终端机箱1结构相同、设置相同、功能相同。

所述的终端机箱1的电路线板25，为双重屏蔽保护，外部为金属机箱壳体，内部由铜铝合金屏蔽箱24保护。

所述的电路板25，由微计算机控制操作电路IC1、振荡电路IC2、总线接口电路IC3、超声水流信息输入输出电路IC4、水流接插卡电路IC5、GPRS接插发射电路IC6、信息信号转换电路IC7、晶振和复位电路IC8、单片机保护排阻电路IC9、液晶显示电路IC10、报警喇叭控制电路IC11组成整体电路，各电路间由导线联接，Vcc端为电源端，GND端为接地端。

所述的水流量远程监测装置的主控计算机，用计算机程序进行计算及信息处理，其计算处理程序如下：

I、应用程序启动时：

ShowPicture(″后台日报处理″)；

hidePicture(″后台日报处理″)；

ShowPicture(″实时数据报表″)；

hidePicture(″实时数据报表″)；

string FileName1＝InfoAppDir()+″日报\″+StrFromReal(\\本站点\$年，0，″f″)+″y″+StrFromReal(\\本站点\$月，0，″f″)+″m″+StrFromReal(\\本站点\$日，0，″f″)+″.rtl″；

ReportLoad(″后台日报处理″，FileName1)；

SQLConnect(\\本站点\数据ID，″dsn＝古交地下水数据库；uid＝；pwd＝″)；

\\本站点\月报表专用＝\\本站点\$月；

//程序运行初始泵的状态

\\本站点\BXZ01＝0；

……

\\本站点\BXZ125＝0；

\\本站点\BGZ01＝1；

……

\\本站点\BGZ125＝1；

II、应用程序运行时：

//瞬时流量合成

function1(\\本站点\FR001，\\本站点\FR001G，\\本站点\FR001D)；

……

function1(\\本站点\FR125，\\本站点\FR125G，\\本站点\FR125D)；

//累计流量合成

data2(\\本站点\FLJ001，\\本站点\FLG001G，\\本站点\FLJ001D)；

……

data2(\\本站点\FLJ125，\\本站点\FLJ125G，\\本站点\FLJ125D)；

//1号泵运行状态判别

if(\\本站点\FR001！＝0&&\\本站点\FR001！＝0.5&&\\本站点\VS1＝＝1)通

讯正常，泵正常运行

{\\本站点\BXZ01＝1；

\\本站点\BGZ01＝0；}

if((\\本站点\FR001＝＝0‖\\本站点\FR001＝＝0.5)&&\\本站点\VS1＝＝1)通

讯正常，泵停止运行

{\\本站点\BXZ01＝0；

\\本站点\BGZ01＝0；}

if((\\本站点\FR001＜0‖\\本站点\FR001＞1200)&&\\本站点\VS1＝＝1)通讯

正常，泵故障

{\\本站点\BXZ01＝1；

\\本站点\BGZ01＝1；}

if(\\本站点\VS1＝＝0)//通讯中断，泵停止运行

{\\本站点\BXZ01＝0；

\\本站点\BGZ01＝1；}

……

//125号泵运行状态判别

if(\\本站点\FR125！＝0&&\\本站点\FR125！＝0.5&&\\本站点\VS125＝＝1)

通讯正常，泵正常运行

{\\本站点\BXZ125＝1；

\\本站点\BGZ125＝0；}

if((\\本站点\FR125＝＝0‖\\本站点\FR125＝＝0.5)&&\\本站点\VS125＝＝1)

通讯正常，泵停止运行

{\\本站点\BXZ125＝0；

\\本站点\BGZ125＝0；}

if((\\本站点\FR125＜0‖\\本站点\FR125＞1200)&&\\本站点\VS125＝＝1)通

讯正常，泵故障

{\\本站点\BXZ125＝1；

\\本站点\BGZ125＝1；}

if(\\本站点\VS125＝＝0)//通讯中断，泵停止运行

{\\本站点\BXZ125＝0；

\\本站点\BGZ125＝1；}

III、应用程序停止时：

closepicture(″后台日报处理″)；

closepicture(″实时数据报表″)；

SQLdisConnect(\\本站点\数据ID)；

IV、自定义函数命令语言-瞬时流量合成函数：

function1(float DataFloat，long read1gaosjz，long read1disjz)

{

string add＝″″；

string read1＝″″；

string read1gao＝″″；

string read1di＝″″；

string read1he＝″″；

long gao1chang＝0；

long di1chang＝0；

long i1＝0；

long i2＝0；

long Num；

String DataStr；

long DataVal；

long SignFlag；

long SignVal；

long Exponent；

long ExpVal；

float Mantissa；

string read1fhw＝″″；

string read1zsw＝″″；

string read1ws＝″″；

string gao1bu＝″″；

string gao1rjz＝″″；

string di1bu＝″″；

string di1rjz＝″″；

long i3＝0；

string i03＝″″；

//long read1gao1sjz；

//long read1disjz；

long read1zswsjz＝0；

long read1wssjz＝0；

read1gao＝StrFromInt(read1gaosjz，2)；

read1di＝StrFromInt(read1disjz，2)；

gao1chang＝StrLen(read1gao)；

di1chang＝StrLen(read1di)；

if(gao1chang！＝16)

{i1＝16-gao1chang；

gao1bu＝StrRight(″0000000000000000″，i1)；

gao1rjz＝gao1bu+read1gao；}

else

{gao1rjz＝read1gao；}

if(di1chang！＝16)

{i2＝16-di1chang；

di1bu＝StrRight(″0000000000000000″，i2)；

di1rjz＝di1bu+read1di；}

else

{di1rjz＝read1di；}

read1he＝gao1rjz+di1rjz；

read1fhw＝StrMid(read1he，1，1)；

read1zsw＝StrMid(read1he，2，8)；

read1ws＝StrMid(read1he，10，23)；

Num＝1；

SignFlag＝StrToreal(read1fhw)；

if(SignFlag＝＝0)

{ Exponent＝0；

while(Num＜＝8)

{ DataStr＝Strmid(read1zsw，Num，1)；

DataVal＝StrToreal(DataStr)；

ExpVal＝8-Num；

Exponent＝Exponent+DataVal*pow(2，ExpVal)；

Num＝Num+1；}

if(read1zsw＝＝″00000000″)

{Exponent＝-126；}

if(read1zsw＝＝″11111111″)

{Exponent＝0；}}

else

{while(Num＜＝8)

{ DataStr＝Strmid(read1zsw，Num，1)；

DataVal＝StrToreal(DataStr)；

ExpVal＝8-Num；

Exponent＝Exponent+DataVal*pow(2，ExpVal)；

Num＝Num+1；}

if(read1zsw＝＝″11111111″)

{ Exponent＝0；}

}

Mantissa＝0；

Num＝1；

while(Num＜＝23)

{ DataStr＝Strmid(read1ws，Num，1)；

DataVal＝StrToreal(DataStr)；

ExpVal＝Num；

Mantissa＝Mantissa+DataVal*(1.0/pow(2，ExpVal))；

Num＝Num+1；

}

if(read1zsw＝＝″00000000″)

{Exponent＝126；

DataFloat＝pow(-1，SignVal)*(1.0/pow(2，Exponent))*Mantissa；}

if(read1zsw＝＝″11111111″)

{DataFloat＝0；}

if(Exponent＞＝127)

{Exponent＝Exponent-127；

DataFloat＝pow(-1，SignVal)*pow(2，Exponent)*(Mantissa+1)；}

else{Exponent＝127-Exponent；

DataFloat＝pow(-1，SignVal)*(1.0/pow(2，Exponent))*(Mantissa+1)；}

if(DataFloat＝＝0.5)

DataFloat＝0；

return；

}

V、自定义函数命令语言-累计流量合成函数：

data2(long data，long rd2gaosjz，longrd2disjz)

{

string rd2gaorjz＝″″；

string rd2dirjz＝″″；

long rd2gaochang＝0；

long rd2dichang＝0；

string rd2gaobu＝″″；

string rd2dibu＝″″；

string gao2rjz＝″″；

string di2rjz＝″″；

string rd2he＝″″；

string datastr＝″″；

rd2gaorjz＝StrFromInt(rd2gaosjz，2)；

rd2dirjz＝StrFromInt(rd2disjz，2)；

rd2gaochang＝StrLen(rd2gaorjz)；

rd2dichang＝StrLen(rd2dirjz)；

long i1＝0；

long i2＝0；

long i3＝0；

long num＝1；

long dataval＝0；

long expval＝0；

data＝0；

if(rd2gaochang！＝16)

{i1＝16-rd2gaochang；

rd2gaobu＝StrRight(″0000000000000000″，i1)；

gao2rjz＝rd2gaobu+rd2gaorjz；}

else

{gao2rjz＝rd2gaorjz；}

if(rd2dichang！＝16)

{i2＝16-rd2dichang；

rd2dibu＝StrRight(″0000000000000000″，i2)；

di2rjz＝rd2dibu+rd2dirjz；}

else

{di2rjz＝rd2dirjz；}

rd2he＝gao2rjz+di2rjz；

i3＝StrLen(rd2he)；

if(i3＝＝32)

{while(num＜＝32)

{datastr＝StrMid(rd2he，num，1)；

dataval＝StrToReal(datastr)；

expval＝32-num；

data＝data+dataval*Pow(2，expval)；

num＝num+1；

}}

return；

}

VI、事件命令语言-\\本站点\$时＝＝23消失时(每天结束时由后台日报向后台月报中插入日数据)：

string reportname2＝StrFromReal(\\本站点\$年，0，″f″)+StrFromReal(\\本站点\$月，0，″f″)+″.xls″；

string ReportMonth＝StrFromReal(\\本站点\$年，0，″f″)+″年

″+StrFromReal(\\本站点\$月，0，″f″)+″月″；

string FileName；

FileName＝InfoAppDir()+″月报\″+reportname2；

long return02＝InfoFile(Filename，1，\\本站点\$分)；

ShowPicture(″后台月报处理″)；

HidePicture(″后台月报处理″)；

//判断月报目录下是否已经有当月的报表文件了，如果没有则从报表目录下加载模板

if(return02＝＝0)

{ FileName＝InfoAppDir()+″报表\月报.xls″；

ReportLoad(″后台月报处理″，FileName)；

FileName＝InfoAppDir()+″月报\″+reportname2；

ReportSetCellString(″后台月报处理″，3，7，ReportMonth)；

Reportsaveas(″后台月报处理″，FileName)；}

//如果当月的月报文件还没有产生则调入月报.rtl文件并按规定格式保存报表文件

FileName＝InfoAppDir()+″月报\″+StrFromReal(\\本站点\$年，0，″f″)+StrFromReal(\\本站点\$月，0，″f″)+″.xls″；

ReportLoad(″后台月报处理″，FileName)；

long hang；

hang＝$日+4；

string strday＝StrFromReal(\\本站点\$年，0，″f″)+″-″+StrFromReal(\\本站点\$月，0，″f″)+″-″+StrFromReal(\\本站点\$日，0，″f″)；

long Value；

//str＝ReportGetCellString(″后台日报处理″，3，7)；

ReportSetCellString(″后台月报处理″，hang，1，strday)；

……

Value＝ReportGetCellValue(″后台日报处理″，32，11)；

ReportSetCellValue(″后台月报处理″，hang，11，Value)；

//将日报表中的统计数据(累计值)输入到月报表中

Reportsaveas(″后台月报处理″，FileName)；

ClosePicture(″后台月报处理″)；

VII、事件命令语言-\\本站点\$时＝＝23&&\\本站点\$分＝＝59发生时(将一整天的日报表数据进行保存)：

string FileName1＝InfoAppDir()+″日报\″+StrFromReal(\\本站点\$年，0，″f″)+″y″+StrFromReal(\\本站点\$月，0，″f″)+″m″+StrFromReal(\\本站点\$日，0，″f″)+″.xls″；

string timestr＝″24:00:00″；

ReportSetCellString(″后台日报处理″，29，1，timestr)；

ReportSetCellValue(″后台日报处理″，29，2，\\本站点\FLJ101)；

……

ReportSetCellValue(″后台日报处理″，29，11，\\本站点\FLJ110)；

ReportSaveAs(″后台日报处理″，FileName1)；

VIII、事件命令语言-\\本站点\$时＝＝0&&\\本站点\$秒＝＝20发生时(新一天日报的生成，并插入0点是的累计量)：

string FileName＝InfoAppDir()+″报表\日报.xls″；

ReportLoad(″后台日报处理″，FileName)；

string timestr＝time(0，0，0)；

ReportSetCellString(″后台日报处理″，5，1，timestr)；

ReportSetCellValue(″后台日报处理″，5，2，\\本站点\FLJ101)；

……

ReportSetCellValue(″后台日报处理″，5，11，\\本站点\FLJ110)；

ReportSaveAs(″后台日报处理″，FileName1)；

有益效果

本实用新型与背景技术相比具有明显的先进性，它是根据水源站点多、较分散、距离远的实际情况，而设计的一种由主控计算机总控制、设立256个终端机箱分控制、由GPRS无线通讯发射传输水流量信息，实现水流多终端、远距离监测、在终端机箱上设置双屏蔽控制电路、超声波流量计、水流量传感器、计算卡插口、声控报警、液晶显示、操纵键盘、交直流变压等，主控计算机采用计算机程序控制、计算处理，本装置设计先进合理，结构紧凑，安全稳定可靠，数据准确翔实，对分散的水源流量实现了远程监测控制，填补了此类技术的空白，是十分理想的水流量远程监测装置，此装置也可用于石油、化工、供暖、食品等站点的远程监测控制。

附图说明

图1为水流量测量装置整体结构及布置图

图2为终端机箱内部结构图

图3为控制电路方框图

图4为控制电路原理图

图中所示，附图标记清单如下：

1、终端机箱，2、控制面板，3、指示灯，4、控制开关，5、操纵键盘，6、报警器，7、电缆接插口，8、计量卡插口，9、水流量传感器接口，10、水流量传感器接口，11、水流量传感器，12、水流量传感器，13、液晶显示屏，14、底座，15、GPRS发射天线，16、GPRS接收天线，17、主控计算机，18、键盘，19、打印机，20、导线，21、屏蔽电缆，22、电源座，23、螺栓，24、屏蔽箱，25、电路板，26、超声波流量计，27、交直流变压器，28、接线座，29、温度传感器，30、湿度传感器，31、导线，32、避雷针。

IC1、微计算机控制操作电路，IC2、振荡电路，IC3、总线接口电路，IC4、超声水流信息输入输出电路，IC5、水流接插卡电路，IC6、GPRS接插发射电路，IC7、信息信号转换电路，IC8、晶振和复位电路，IC9、单片机保护排阻电路，IC10、液晶显示电路，IC11、报警喇叭控制电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步说明：

图1、2所示，为整体结构图，各部位置、联接关系要正确，安装牢固。

主控计算机为一部、可控制256个终端机箱，也可视需要加减终端机箱数个，终端机箱可设在平地、房间，也可设在高坡、野外等。

主控计算机与终端机箱的距离不限，以GPRS通讯天线覆盖范围为准。

水流量传感器把得到的水流量信息传输给超声波流量计，经处理后传输给控制电路进行信息处理，然后通过GPRS天线发射至主控计算机。

水流量信息可由液晶显示屏显示。

操纵键盘可操作终端机箱并发射信息。

计算卡插口可插入水流量卡，可自行开启控制水流量。

声控报警可对水流量及终端箱故障发出警示。

终端机箱、屏蔽箱形成对控制电路板的双重屏蔽保护，防止雷电及野外环境对机箱的干扰，使运行正常。

图3、4所示，为终端机箱控制电路原理图，由分电路组成整体电路，各分电路联接关系要正确，布置要合理，联接安装要牢固。

Claims

1.一种水流量远程监测装置，其特征在于：主要结构由：主控计算机、键盘、打印机、GPRS接收天线、GPRS发射天线、水流量测量终端机箱、水流量传感器组成整体结构；

水流量测量终端机箱主要结构由：控制面板、液晶显示屏、指示灯、调控开关、操纵键盘、计算卡插口、报警器、GPRS发射天线、电源座、电缆接插口、水流量传感器接口、水流量传感器、超声波流量计、交直流变压器、温度传感器、湿度传感器、屏蔽箱、电路板、接线座组成；在终端机箱(1)的底部为底座(14)、前部为控制面板(2)、并由螺栓(23)固定；在控制面板(2)的上部为液晶显示屏(13)，在液晶显示屏(13)下部为指示灯(3)、调控开关(4)、操纵键盘(5)，在操纵键盘(5)的左下部为计算卡插口(8)，右下部为报警器(6)，在控制面板(2)的下部设有六个电缆接插口(7)；在终端机箱(1)的左侧上部设有水流量传感器接口(9、10)，通过屏蔽电缆(21)分别与水流量传感器(11、12)联接；在终端机箱(1)的右侧上部设有电源座(22)；在终端机箱(1)的左上部设有避雷针(32)、中间上部设有GPRS发射天线(15)；水流量传感器(11、12)安装于过水管道上；

在终端机箱(1)的内上部设有超声波流量计(26)、交直流变压器(27)，在中下部设有屏蔽箱(24)，左侧部设有温度传感器(29)、湿度传感器(30)、右侧部设有接线座(28)，之间由导线(31)联接；在屏蔽箱(24)内设有电路板(25)，在电路板(25)上设有控制传输电路；超声波流量计(26)接收水流量传感器(9、10)的水流量信息，经计算处理，把水流量信息传输给电路板(25)上的控制传输电路；交直流变压器(27)经电源座(22)与外接交流电源联接，变压后传输给电路板(25)上的控制电路及超声波流量计(26)；

终端机箱(1)上部的GPRS发射天线(15)发射无线通讯信号，远程传输至GPRS接收天线(16)，并把信号信息传输给主控计算机(17)，进行程序计算处理，并由键盘(18)、打印机(19)打印水流量数据。

2.根据权利要求1所述的一种水流量远程监测装置，其特征在于：所述的水流量远程监测装置，由1部主控计算机(17)、256个终端机箱(1)组成，各终端机箱(1)结构相同、设置相同、功能相同。

3.根据权利要求1所述的一种水流量远程监测装置，其特征在于：所述的终端机箱(1)的电路线板(25)，为双重屏蔽保护，外部为金属机箱壳体，内部由铜铝合金屏蔽箱(24)保护。

4.根据权利要求1所述的一种水流量远程监测装置，其特征在于：所述的电路板(25)，由微计算机控制操作电路(IC1)、振荡电路(IC2)、总线接口电路(IC3)、超声水流信息输入输出电路(IC4)、水流接插卡电路(IC5)、GPRS接插发射电路(IC6)、信息信号转换电路(IC7)、晶振和复位电路(IC8)、单片机保护排阻电路(IC9)、液晶显示电路(IC10)、报警喇叭控制电路(IC11)组成整体电路，各电路间由导线联接，Vcc端为电源端，GND端为接地端。