CN203337211U - 一种用于野外的地下水位节电监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型具体涉及一种用于野外的地下水位节电监控系统,该监控系统包括依次连接的水位计、数据采集器、远程服务器以及系统管理平台,所述水位计设置于地下观测井中,其特征在于所述数据采集器由单片机、GPRS模块、电源模块以及电源监控模块组成,所述电源模块连接所述单片机和所述GPRS模块以实现供电,所述电源监控模块与所述电源模块并联。本实用新型的优点是,可实时自动监测地下水位并无线传输至远程服务器,系统节电耗能少,能够延长设备的使用时间,节省更换电池的人力和物力浪费;且设备体积较小成本低,方便携带;此外,用户还可通过系统管理平台访问远程服务器,查看监测数据。
Description
技术领域
本实用新型涉及水位自动化监测技术领域,具体涉及一种用于野外的地下水位节电监控系统。
背景技术
由于地下水是影响人类生存环境的一个重要方面,对于地下水各种数据的监测也越来越受到人们的重视。要想全面地监测一个城市的地下水位的变化情况,必须根据这个城市的地质结构,在全市的范围内广泛的选取若干个典型的地下水位观测点,然后在每一个观测点设置一个或者若干个地下水位观测井,用于测量不同地层的地下水位的数据。
监测地下水位的传统方法是采用人工测量采集来实现的,由于各观测点之间相距甚远,且观测井数量众多,因此采用人工测量采集的办法效率较低、测量周期较长、测量精度较低并且耗费大量的人力物力。
随着科技的发展,为了满足城市对水位监控的要求,减轻测量人员的工作量,现在很多地方都在逐步的尝试自动化的方式来监测地下水位的变化。但是由于观测井都设置在户外甚至是野外,因此无法通过供电线路为监测仪器供电,必须使用电池为监测仪器供电,当该监测仪器在没有采用节电措施时,其内一个50AH的蓄电池大约可用42天左右,监测仪器每一个半月就需要维护一次,这意味着对于一个设置有成百上千个观测井的城市来说,监测人员的工作量依旧将十分庞大。
为了实现监测仪器更长的使用时间,有些监测单位在监测仪器上加装了太阳能供电装置以实现可持续供电,此种设置方式的缺点在于太阳能供电装置易受天气影响,供电不稳,成本较高,并且太阳能供电装置裸露于地面上较易被盗,因此并不适宜大规模应用。也有的监测单位通过减少监测仪器每天的监测频次来达到节电的目的,如每天监测2次,此种节电方式的缺点在于简单限定了监测的频次,无法适应雨季等地下水位变化较大较快的情形,因此无法给监测单位提供实时有效的监测数据以采取有效的应对措施。
因此本领域的技术人员急需一种用于野外的地下水位节电监控系统,在达到自动化监测目的的同时,还能够延长设备的使用时间,节省更换电池的人力和物力。
发明内容
本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处,提供一种用于野外的地下水位节电监控系统,该监控系统通过在GPRS模块与电源模块之间增设一电源控制模块,以使监控系统在离线工作模式时,完全关掉GPRS模块,从而最大限度的实现系统的节电。
本实用新型目的实现由以下技术方案完成:
一种用于野外的地下水位节电监控系统,所述监控系统包括依次连接的水位计、数据采集器、远程服务器以及系统管理平台,所述水位计设置于地下观测井中,其特征在于所述数据采集器由单片机、GPRS模块、电源模块以及电源监控模块组成,所述电源模块连接所述单片机和所述GPRS模块以实现供电,所述电源监控模块与所述电源模块并联。
所述数据采集器包括一电源控制模块,所述电源控制模块位于所述电源模块与所述GPRS模块之间。
所述数据采集器还包括转换模块,所述转换模块位于所述数据采集器的串行通讯接口与所述单片机之间。
所述单片机为STM32单片机。
本实用新型的优点是,可实时自动监测地下水位并无线传输至远程服务器,系统节电耗能少,能够延长设备的使用时间,节省更换电池的人力和物力浪费;且设备体积较小成本低,方便携带;此外,用户还可通过系统管理平台访问远程服务器,查看监测数据。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构示意图;
图2为本实用新型中的数据采集器结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明,以便于同行业技术人员的理解:
如图1-2,图中标记1-5分别为:水位计1、数据采集器2、远程服务器3、终端4、电源模块5。
实施例:如图1、2所示,本实施例具体涉及一种用于野外的地下水位节电监控系统,该监控系统旨在实现地下水位的实时自动化监测并且可实时浏览查询监测数据,与此同时有效降低监控系统的耗电量以延长设备的单次使用时间。该监控系统主要包括设置于地下观测井中的水位计1,水位计1与数据采集器2相连并构成一体,数据采集器2通过互联网与远程服务器3实现无线传输通信,远程服务器3上配置有软件形式的系统管理平台,该系统管理平台可以将数据采集器2发送来的监测数据建立数据库和网页,工作人员可以通过使用台式电脑、手机、平板电脑等具有浏览器和Internet接入能力的终端4,随时的登录到远程服务器3的系统管理平台上,查看最新的测量结果并对其进行管理,其中数据采集器2由电源模块5供电。
如图1、2所示,该数据采集器2主要由相连的STM32系列单片机以及GPRS模块构成,电源模块5分别与单片机和GPRS模块相连以向两者提供稳定可靠的供电工作,电源模块5采用了宽电压设计,这就使得设备在7~60V的范围内都可以正常的工作;同时在电源模块5上并联有电源监控模块,用于时刻关注电压的变化,当电压下降到一定程度时,就要产生告警提醒及时更换电池;由于水位计1采用RS485的串行通讯接口,而数据采集器2所提供的串行通讯接口为RS232,故在数据采集器2的串行通讯接口与单片机之间设置一转化模块(即RS485转换模块),以进行RS232至RS485的转换工作;为了减小数据采集器2的耗电量延长单次使用时间,在电源模块5与GPRS模块之间增设一电源控制模块,电源控制模块的主要功能是可以控制GPRS模块的用电情况,这样可以在监控系统进入离线工作模式的时候,完全关掉GPRS模块的电源,从而最大限度的实现系统的节电。其中所谓监控系统的离线工作模式具体是指当该处地下水位在每小时内的累计变化量小于安全值时,可以关闭GPRS模块,停止与远程服务器3的传输交互工作,而其余各部件均正常工作,在这段时间内所监测的地下水位信息均临时存储于单片机内,待GPRS模块再次与远程服务器3建立连接时再行上传。
如图1、2所示,数据采集器2在获得水位计1所采集的数据之后,会通过其内的GPRS模块,将其上传到远程服务器3;远程服务器3和系统管理平台在接收到数据采集器2上传的数据后,会首先进行数据的校验和解析,然后将数据保存到数据库中;之后,用户可以通过个人电脑、手机和平板电脑等终端4访问远程服务器3上的系统管理平台,查看数据最新的测量结果;同时还可以对设备的测量周期以及水位井和水位计的参数信息进行配置。
以下为本实施例的具体优点:
①实时测量,数据随时上报:数据的测量采用自动化的方式进行,可以随时进行数据的测量,测量后会立刻将测量结果上报到远程服务器,这样就可以及时的看到测量结果。
②远程控制测量周期:测量周期可以依据现场的情况,随时的在远程服务器端进行调整。
③随时查看测量结果:工作人员可以通过的使用台式电脑、手机、平板电脑等具有浏览器和Internet接入能力的设备,随时的登录到远程服务器上,查看最新的测量结果。
④设备体积小、重量轻:数据采集器连接水位计负责水位测量和数据传输的功能,但它的体积非常的小,与普通的烟盒相当,这样就便于携带和安装,隐蔽性好。
⑤低功耗,待机时间长:由于水位井无法提供市电供电,只能采用电池供电。因此整个采集器采用低功耗设计,尽量延长设备的待机时间,增加电池的更换周期;目前的系统,正常使用的情况下,一块电池可以使用4个月到半年左右的时间。
⑥测量精度高:由于整个测量采用仪器自动测量,因此测量精度高,无人工引入的误差;不用担心每次测量受人工因素的干扰,而且水位计的测量精度也远高于人工测量的结果。
⑦成本低:采集器高度集成,其核心为一个单片机和一个GPRS模块,外围芯片很少;因此在具有更高的可靠性的同时,可以更大程度的降低成本。
Claims (4)
1.一种用于野外的地下水位节电监控系统,所述监控系统包括依次连接的水位计、数据采集器、远程服务器以及系统管理平台,所述水位计设置于地下观测井中,其特征在于所述数据采集器由单片机、GPRS模块、电源模块以及电源监控模块组成,所述电源模块连接所述单片机和所述GPRS模块以实现供电,所述电源监控模块与所述电源模块并联。
2.根据权利要求1所述的一种用于野外的地下水位节电监控系统,其特征在于所述数据采集器包括一电源控制模块,所述电源控制模块位于所述电源模块与所述GPRS模块之间。
3.根据权利要求1所述的一种用于野外的地下水位节电监控系统,其特征在于所述数据采集器还包括转换模块,所述转换模块位于所述数据采集器的串行通讯接口与所述单片机之间。
4.根据权利要求1所述的一种用于野外的地下水位节电控制系统,其特征在于所述单片机为STM32单片机。
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CN2013202276407U CN203337211U (zh) | 2013-04-30 | 2013-04-30 | 一种用于野外的地下水位节电监控系统 |
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Publications (1)
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CN203337211U true CN203337211U (zh) | 2013-12-11 |
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CN (1) | CN203337211U (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106840301A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-06-13 | 江西飞尚科技有限公司 | 一种新型智能化水位在线监测方法 |
CN113140099A (zh) * | 2020-01-20 | 2021-07-20 | 河北省地质环境监测院 | 地下水位监测数据记录发送接收系统 |
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2013
- 2013-04-30 CN CN2013202276407U patent/CN203337211U/zh not_active Expired - Lifetime
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Granted publication date: 20131211 |
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