CN201993148U - 一种水库水位监测装置 - Google Patents

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孙大松
周杰
王红林
高超
孙彩云
董立军
秦显赫
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Abstract

本实用新型涉及一种水库水位检测装置,属于无线传感器网络技术领域。该装置包括水位信息采集模块、复位模块、信息处理模块、无线收发模块、串行口电平转换模块、看门狗模块,水位信息采集模块、复位模块、无线模块、串行口电平转换模块、看门狗模块分别与信息处理模块连接。采用此装置检测水库水位成本低廉,工作时间长,数据准确率高,帮助水库工作人员提高了工作效率,减小了水位对水库安全的威胁。

Description

一种水库水位监测装置
技术领域
本实用新型涉及一种水库水位检测装置,属于无线传感器网络技术领域。
背景技术
水库水位监测主要用来对水库水位进行预警。参照水库管理安全指标,检测水位是否达到警戒线,可以预测水库安全程度,并且采取有效的防御措施。水库水位监测应当考虑天气特性和水库库容两个方面的因素。传统的水库水位检测,一是靠人工,工作量大,耗时久;二为普通连线监测,水位测试点到控制器的接线为点到点方式,接线复杂,布线困难,存在抗干扰能力差、工作不稳定和系统测试精度低等问题。
发明内容
本实用新型为了解决上述问题,提供了一种水库水位检测装置,由低功耗微小网络节点通过自组织方式构成,实现水库区域的低成本无人连续在线监测。
本实用新型为解决其技术问题采用如下技术方案:
一种水库水位监测装置,包括水位信息采集模块、复位模块、信息处理模块、无线收发模块、串行口电平转换模块、看门狗模块,水位信息采集模块、复位模块、无线模块、串行口电平转换模块、看门狗模块分别与信息处理模块连接。
所述的信息处理模块采用ATmega128L微处理器。
所述的无线收发模块使用无线发射/接收器,无线发射/接收器选用CC2430芯片型号。
所述的水位信息采集模块由水位监测电路构成。
本实用新型的有益效果如下:
1、无线传感器网络节点布置密集, 具有可利用的网络节点功耗低、成本小、工作时间长。
2、每个监测点都可以有多个节点进行测量, 单节点失效不影响测量效果,通过数据融合可以提高数据的精度。
3、系统容错性强,数据准确率高。提高了水库工作人员的工作效率,减小了水位对水库安全的威胁。
附图说明
图1为水库水位监测装置的模块连接图。
图2为水库监测电路的实物图。
图3 无线CC2430芯片与ATmega128L微处理器的连接电路。
图4 无线传感器节点的组成结构图。
图5 汇聚节点的组成结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。
如图1所示,一种水库水位监测装置,包括水位信息采集模块、复位模块、ATmega128L微处理器、无线模块、电平转换模块、看门狗模块,水位信息采集模块、复位模块、无线模块、串行口电平转换模块、看门狗模块分别与ATmega128L微处理器连接。
如图2所示,水库监测电路的实物是由绝缘支架、电极、导管和浮球几部分构成。浮子由1个直径15 cm的不锈钢球与1根长105 cm、外径15 mm的不锈钢管焊接而成。导管是一根外径20 mm、内径17 mm的PVC塑料管。支架由长80 cm的电工导轨制作而成。其余部分安装在1个长25 cm、宽20 cm、厚5 cm的塑料盒内。
如图3所示,无线传感器的节点,由以下几部分组成,微型处理器选用ATmega128L为主控CPU。ATmega128L为基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器,具有6种睡眠模式,其体积较小,非常适合组成体积不太大的传感器节点。无线发射/接收器选用的芯片型号为CC2430,通过数据线PDATA和其他一些控制引脚与CPU连接。
如图4所示,无线传感器的节点模块图,由水位监测装置模块、采用ATmega128L为主控CPU信息处理模块、采用CC2430的无线收发模块组成。本装置采用两节AA电池直接进行供电,保证水位监测电路、信息处理模块,无线收发模块正常工作,并且功耗尽量小。
如图5所示,汇聚节点由ATmega128L微处理器和CC24300收发器组成,采用两节AA电池供电,保证ATmega128L微处理器和CC24300收发器正常工作。汇聚节点(即基站)的设计是让该节点没有监测功能仅带有通讯接口。通过RS-232串口线与PC机相连,并与监测区域内的传感器节点,组成无线传感器网络。
系统运用无线传感器节点(Node)定时与汇聚节点(Sink)发送或接收信息数据。通过RS-232串口线将无线传感器网络的汇聚节点(Sink)与PC个人计算机连接,组成现场实时信息采集系统。利用无线传感器网络对水库区域水位进行实时现场监测,将一定数量的传感器节点随机部署在水库监测区域内,能够通过自组织的方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输,在传输过程中监测数据可能被多个节点处理,经过多跳路由到达汇聚节点(基站)。包括无线传感器节点、汇聚节点。
无线传感器节点自行进行监测网络组建,每个无线传感器节点都包含水位信息采集模块,定时进行水位情况采集,并将数据结果发送到汇聚节点。
本系统运行时首先需要配置数据库服务器,无线传感器节点和管理模块均和数据库服务器建立联系。传感器节点可以根据管理模块的参数设置进行运行,可以设置的参数包括:数据采集标志、节点休眠标志、节点重启等。
每个节点的参数由管理模块预先设置好,所有节点初始化时均会向管理模块索要节点相关参数,选择好后将汇聚节点的编号写入配置文件中,下次登陆时直接读取配置文件即可。传感器小节点根据服务端设置的参数进行运行,产生相应的水位监测记录和工作人员操作日志记录。
1、管理模块之无线传感器节点参数设置
管理模块最重要的功能有三个:传感器节点参数设置、水库水位管理模块、报表打印模块。其中,小节点参数设置与管理端关系最为密切。小节点运行的参数均是通过该子模块进行配置,参数主要包括:小节点组网形式,小节点运行频率,小节点发送数据端口,节点采集水位数据的频率等。最终使得小节点的通讯频率为433MHz,传感器节点间的通讯视距为300m,通讯速率最高可达76. 8kbps。
无线传感器节点运行
小节点第一次运行时,需要配置数据库服务器参数、选择汇聚节点。配置后将参数保存到配置文件中。在【工作状态查询】中,可以查看设备的工作状态;先在左边工具栏中选择要查询的设备,可以通过单击【数据查看】/【工作状态查询】,可以通过设置起始时间和终止时间来进行查询,起始时间不能大于终止时间;另外也可以通过设置状态类别来查询,在下拉框中选中要查找的状态类型即可。然后单击“查询”按钮,即可进行工作状态的查询。如果不选择设备,则将所有符合要求的设备的状态都显示出来。

Claims (4)

1.一种水库水位监测装置,其特征在于包括水位信息采集模块、复位模块、信息处理模块、无线收发模块、串行口电平转换模块、看门狗模块,水位信息采集模块、复位模块、无线模块、串行口电平转换模块、看门狗模块分别与信息处理模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种水库水位监测装置,其特征在于所述的信息处理模块采用ATmega128L微处理器。
3.根据权利要求1所述的一种水库水位监测装置,其特征在于所述的无线收发模块使用无线发射/接收器,无线发射/接收器选用CC2430芯片型号。
4.根据权利要求1所述的一种水库水位监测装置,其特征在于所述的水位信息采集模块由水位监测电路构成。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106643984A (zh) * 2016-09-22 2017-05-10 广西科技大学 一种新型的地下水位在线监测及预警系统及方法
CN110530450A (zh) * 2019-09-02 2019-12-03 长沙凯泽工程设计有限公司 一种水库水位监测装置

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