CN202841543U - 一种水利物联网智能终端 - Google Patents

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孙启玉
刘玉峰
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Abstract

本实用新型的水利物联网智能终端，包括微控制器、电源管理单元、存储器和时钟电路；特征在于：微控制器连接有普通传感器接口模块和无线传感器接口模块，微控制器的信号采集端口连接有用于水利监控设备信息采集的视频语音接口模块；微控制器还连接有具有自组网功能的ZigBee自组网接口模块和用于数据无线远距离传输的3G模块，3G模块连接有GSM天线。本实用新型的水利物联网智能终端，实现了水利行业传感器信号、视频语音信息的采集，通过3G模块实现了采集信息的无线、稳定、远距离传输。具有简单、易行、方便、实时性好、组网方便、可靠性高、传输速率快的优点，为物联网技术在水利行业应用推广提供了合适的物联网智能终端产品。

Description

一种水利物联网智能终端
技术领域
 本实用新型涉及一种水利物联网智能终端，更具体的说，尤其涉及一种可同时进行传感器和视频语音信息采集、可自组网和数据无线远距离传输的水利物联网智能终端，属于水利物联网技术领域。
背景技术
目前水利行业应用的测控终端都是通用的数据透明传终端和水文遥测终端，这类终端普遍存在功能单一、组网不灵活、操作复杂等缺点，而且仅支持自报方式、应答方式等工作方式，无法支持主动查询和设置等功能。近几年，物联网技术在各个行业的数据采集与监视控制系统中得到了广泛的应用，随着物联网的传感器技术、网络技术和应用技术逐渐成熟，设计一种水利物联网智能终端，对于解决现有监测终端功能不能满足水利物联网发展的要求是非常有必要的。
发明内容
本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种可同时进行传感器和视频语音信息采集、可自组网和数据无线远距离传输的水利物联网智能终端。
本实用新型的水利物联网智能终端，包括起运算和控制作用的微控制器以及与微控制器相连接的电源管理单元、存储器和时钟电路；其特别之处在于：所述微控制器连接有用于水利传感器信号采集的普通传感器接口模块和无线传感器接口模块，微控制器的信号采集端口连接有用于水利监控设备信息采集的视频语音接口模块；微控制器还连接有具有自组网功能的ZigBee自组网接口模块和用于数据无线远距离传输的3G模块，3G模块连接有GSM天线；微控制器通过控制接口模块实现对水利监控设备的控制。
微控制器实现信息采集、数据运算和控制输出的作用，电源管理单元用于给整个水利物联网智能终端提供稳定的工作电源，存储器用于暂存采集的传感器信号和视频语音数据，以便通过3G模块进行无线远距离传输和查询之用。微控制器通过普通传感器接口模块可采集水利行业传统传感器输出的信号，通过无线传感器接口模块可采集输出信号为无线数据的传感器信号。通过ZigBee自组网接口模块可实现不同水利物联网智能终端的自组网，实现数据的交换和传输；智能终端通过3G模块可将采集的传感器信号和视频语音信号无线、稳定、远距离地传输至远端的监控计算机。
本实用新型的水利物联网智能终端，所述微控制器还连接有以太网接口模块、USB接口模块和备用通道接口模块；水利物联网智能终端通过以太网接口模块实现与局域网的连接和数据交换，通过USB接口模块、备用通道接口模块分别实现与外部USB设备、外部备用通信设备的数据交换。
水利物联网智能终端通过以太网接口模块可连接到局域网上，便于实现数据交换和控制，通过USB接口模块可实现与外部USB设备的数据交换，通过备用通道接口模块可实现与外部备用通信设备的数据交换。
本实用新型的水利物联网智能终端，所述的外部备用通信设备为ZigBee传输设备、3G数传终端、GPRS数传终端、GSM短信数传终端、卫星通讯设备或者网络设备。外部备用通信设备可以为但不局限于这几种形式。
本实用新型的水利物联网智能终端，所述微控制器连接有用于形成人机交互界面的液晶显示模块和键盘；微控制器的输入端连接有标定时间和地理位置信息的GPS模块。
本实用新型的水利物联网智能终端，所述微控制器通过无线传感器接口模块或普通传感器接口模块可与雨量计、水位计、闸位计、压力传感器、位移传感器、流量传感器以及水质传感器相连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的水利物联网智能终端，通过设置无线传感器接口模块、普通传感器接口模块和视频语音接口模块，实现了水利行业传统传感器和无线传感器信号的采集，以及水利监控设备的视频语音信息采集；通过ZigBee自组网接口模块，实现了不同水利物联网智能终端的自组网，便于数据信息的交换和传输；通过3G模块可有效地将采集的传感器数据和语音视频信息无线、稳定、远距离地传输至远端的监控计算机，有效地实现了水利设备和设置的远端监控。本实用新型采用ZigBee等物联网技术，具有简单、易行、方便、实时性好、组网方便、可靠性高、传输速率快的优点，为物联网技术在水利行业应用推广提供了合适的物联网智能终端产品。
附图说明
图1为本实用新型的水利物联网智能终端的电路原理框图。
图中：1微控制器，2无线传感器接口模块，3普通传感器接口模块，4视频语音接口模块，5控制接口模块，6以太网接口模块，7 ZigBee自组网接口模块，8 USB接口模块，9备用通道接口模块，10 3G模块，11 GPS模块，12液晶显示模块，13键盘，14电源管理单元，15电池，16存储器，17时钟电路，18 GSM天线，19 GPS天线。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，给出了本实用新型的水利物联网智能终端的电路原理框图，其包括微控制器1、无线传感器接口模块2、普通传感器接口模块3、视频语音接口模块4、控制接口模块5、以太网接口模块6、ZigBee自组网接口模块7、USB接口模块8、备用通道接口模块9、3G模块10、GPS模块11、液晶显示模块12、键盘13、电源管理单元14、存储器16、时钟电路17；所示的微控制器1起运算和控制作用，无线传感器接口模块2与微控制器1的数据采集端口相连接，实现水利行业输出为无线信号的传感器数据的采集。普通传感器接口模块3与微控制器1的数据采集端口相连接，实现对水利行业传统传感器检测数据的采集。微控制器1通过视频语音接口模块4与水利监控设备相连接，以便采集水利行业特定区域的视频和语音信号；微控制器1通过控制接口模块5实现对水利监控设备的控制，例如对监控云台的控制。
ZigBee自组网接口模块7与微控制器1相连接，用于实现不同水利物联网智能终端的自组网，以便形成的多个网络节点之间进行数据交换和传输。3G模块10与微控制器1相连接，3G模块10还连接有GSM天线18，以便实现无线数据的收发；水利物联网智能终端通过3G模块可将采集的传感器信号、视频语音信息无线、稳定、远距离地传输至远端的监控计算机上，改变了现有以有线传输的形式。电源管理单元14、存储器16和时钟电路17均与微控制器1相连接，电源管理电源14还连接有电池15；电源管理单元14用于给微控制器1提供稳定的工作电压，电池15可作为备用电源，以便实现数据信息的不间断采集。存储器16用于存储采集的传感器和监控设备的数据，以备查询和通过3G模块10进行传输。时钟电路17提供微控制器1工作所必须的脉冲信号。
以太网接口模块6、USB接口模块8和备用通道接口模块9均与微控制器1相连接，通过以太网接口模块6，可实现水利物联网智能终端接到以太局域网上，以便实现数据交换和控制。水利物联网智能终端通过USB接口模块8可实现与外部USB设备的数据交换，通过备用通道接口模块9可实现与外部备用通信设备的数据交换。外部备用通信设备可以为ZigBee传输设备、3G数传终端、GPRS数传终端、GSM短信数传终端、卫星通讯设备或者网络设备，这不局限于这几种形式。
液晶显示模块12、键盘13均与微控制器1相连接，液晶显示模块12和键盘13组成了人机交互界面；操作人员通过键盘13可输入相应的控制参数，通过液晶显示模块12可观察设备的工作信息。GPS模块11与微控制器1相连接，GPS模块11还连接有GPS天线19，以便接收无线信号；微控制器1通过GPS模块11可实现对时间和地理位置信息的标定和校准。其中，微控制器1通过无线传感器接口模块2或普通传感器接口模块3可与雨量计、水位计、闸位计、压力传感器、位移传感器、流量传感器以及水质传感器相连接，以便实现水利行业数据传感器的数据采集。
水利物联网智能终端在运行的过程中，微控制器1将主动控制3G模块10进行网络连接，直至连接上设在远端的监控计算机上，连接成功后，微控制器1将根据功能设定或者计算机下发的指令进行相应的动作。主要进行的动作包括：通过无线传感器接口模块2采集的连接到终端上的无线传感器数据；通过普通传感器接口模块3采集的连接到终端上的传统传感器数据；通过视频语音接口模块4采集的连接到终端上的视频和语音数据；通过控制接口模块5采集连接到终端上的设备状态参数，并执行下发控制指令；通过以太网接口模块6、ZigBee自组网接口模块7、USB通讯接口模块8为连接的智能设备提供透明传输通道。在运行当中微控制器1将根据终端功能设定将历史数据记录在存储器16上，供以后查询使用。

Claims (5)

1.一种水利物联网智能终端，包括起运算和控制作用的微控制器（1）以及与微控制器相连接的电源管理单元（14）、存储器（16）和时钟电路（17）；其特征在于：所述微控制器连接有用于水利传感器信号采集的普通传感器接口模块（3）和无线传感器接口模块（2），微控制器的信号采集端口连接有用于水利监控设备信息采集的视频语音接口模块（4）；微控制器还连接有具有自组网功能的ZigBee自组网接口模块（7）和用于数据无线远距离传输的3G模块（10），3G模块连接有GSM天线（18）；微控制器通过控制接口模块（5）实现对水利监控设备的控制。
2.根据权利要求1所述的水利物联网智能终端，其特征在于：所述微控制器（1）还连接有以太网接口模块（6）、USB接口模块（8）和备用通道接口模块（9）；水利物联网智能终端通过以太网接口模块实现与局域网的连接和数据交换，通过USB接口模块、备用通道接口模块分别实现与外部USB设备、外部备用通信设备的数据交换。
3.根据权利要求2所述的水利物联网智能终端，其特征在于：所述的外部备用通信设备为ZigBee传输设备、3G数传终端、GPRS数传终端、GSM短信数传终端、卫星通讯设备或者网络设备。
4.根据权利要求1或2所述的水利物联网智能终端，其特征在于：所述微控制器（1）连接有用于形成人机交互界面的液晶显示模块（12）和键盘（13）；微控制器的输入端连接有标定时间和地理位置信息的GPS模块（11）。
5.根据权利要求1或2所述的水利物联网智能终端，其特征在于：所述微控制器（1）通过无线传感器接口模块（2）或普通传感器接口模块（3）可与雨量计、水位计、闸位计、压力传感器、位移传感器、流量传感器以及水质传感器相连接。
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