CN204556054U - 一种基于无线传输的农田灌区地下水位智能监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种基于无线传输的农田灌区地下水位智能监测系统包括手机APP模块、水位采集终端、服务器模块、水位监控中心四个主要组成部分；其特征在于：所述手机APP模块、水位采集终端、水位监控中心和服务器模块通过无线通讯连接；其中，所述的手机APP包括数据查询、数据显示、阀值设置几个功能模块；所述的水位采集终端包括微控制器、水位采集传感器、无线通讯模块以及太阳能供电模块；所述的服务器模块包括数据库存储单元，数据接收单元，数据发送单元，数据处理单元，命令发送单元；本实用新型的主要目的在于实时地监测并采集灌区的地下水位数据，为当地政府部门合理开发地下水资源提供科学依据。

Description

一种基于无线传输的农田灌区地下水位智能监测系统

技术领域

本实用新型是一种通过数据采集终端的超声波水位传感器对地下水位进行实时监测，并使用无线通讯技术将水位数据远距离传输至服务器；服务器中的水位监控中心接收、处理、存储并实时显示水位数据，同时绘制出水位变化折线图。同时，可通过手机中相应的APP查看并监测服务器中的实时水位数据。

背景技术

地下水是大自然赐予人类的宝贵资源，随着社会发展和科技进步，地下水资源已被过度地开发利用，不合理地开采地下水资源已经引起地下水水位下降和一系列的环境问题。例如，地面沉降引起建筑物的破坏；沿海地区过量开采地下水，造成海水入侵和倒灌；干旱地区过量开采地下水，引起了土地荒漠化。大量的地表水被不合理地使用(如农田灌溉)，地下水位上升近地表，使得土壤次生盐渍化；一些大坝工程的修筑使得库区附近地下水位抬升，也会引起斜坡不稳定。因此，对地下水的水位变化进行监测是地下水开发管理"预测与控制的一项重要任务。

本实用新型需要解决的，就是实时、有效地采集农田灌区地下水水位数据，通过对地下水水位数据进行长期采集，为水文工作者、地方水利部门等提供最原始、最准确的数据，用以适时制定相应政策，实现灌区水资源的可持续开采和利用。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于实时地监测并采集灌区的地下水位数据，为当地政府部门合理开发地下水资源提供科学依据。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案通过以下方案解决：本实用新型的一种基于无线传输的农田灌区地下水位智能监测系统包括手机APP模块、水位采集终端、服务器模块、水位监控中心四个主要组成部分；其特征在于：所述手机APP模块、水位采集终端、水位监控中心和服务器模块通过无线通讯连接；其中，所述的手机APP包括数据查询、数据显示、阀值设置几个功能模块；所述的水位采集终端包括微控制器、水位采集传感器、无线通讯模块以及太阳能供电模块；所述的服务器模块包括数据库存储单元，数据接收单元，数据发送单元，数据处理单元，命令发送单元。

作为优选的方案：

所述的微控制器模块是由一个单片机作为硬件核心，协调控制水位采集传感器单元、无线通信模块单元、以及太阳能供电模块单元，以达到精确检测、采集水位数据，并将水位数据传送至服务器终端。

所述的水位采集传感器模块，其主要通过超声波式水位传感器来采集地下水位数据，它是水位数据采集系统的一个极其重要的组成部分，是实现水位监测系统自动监测和控制的首要环节。

所述的无线通讯模块主要负责实时水位的传输，采用一种高效的无线通讯模块，利用公网动态IP+DNS解析方式进行组网，将水位数据精准的传送至服务器终端。

所述的太阳能供电模块主要负责硬件系统的整体供电，由于水位数据采集终端工作在野外，系统选用独立的太阳能蓄电池为数据采集终端提供持续、稳定的电源。

所述的服务器模块的数据接收存储单元主要为服务器端通过无线通讯模块单元接收水位采集传感器单元传送的实时水位数据，将数据进行存储以备查询和计算，并将超过阀值的数据及时反馈终端用户APP。

所述的手机APP端数据查询单元，本单元主要通过手机端对所有灌区地下水位监测点的水位数据的查看，即可选择任一水位监测点查看实时的水位数据。同时也支持用户对过去一定时间段内水位数据的查询浏览。

所述的水位监控中心，本单元同样接收无线通讯模块传送过来的实时水位数据，并通关相关处理，同时绘制出水位变化折线图在电脑端显示。

附图说明

图1为本实用农田灌区地下水位智能监测系统组成结构示意图；

图2为本实用新型农田灌区地下水位智能监测系统手机APP端单元结构示意图；

图3为本实用新型农田灌区地下水位智能监测系统服务器模块的单元结构示意图；

图4为本实用新型农田灌区地下水位智能监测系统的主体流程示意图；

具体实施方式

本实用新型的基本思想是：用户在灌区选择合适的地点安置水位采集终端。该终端带有水位采集传感器、微控制器、无线通信模块以及太阳能供电模块。微控制器控制水位采集传感器进行实时监测水位，并将监测到的数据通过无线通信模块上报给服务器和水位控制中心。用户终端APP可以设置各个水位采集终端所在的灌区水位阈值，即水位的最大值和最小值。终端APP将设置的阀值发送给服务器和水位监控中心，它们存储阀值。服务器和水位监控中心实时接收到水位数据，水位监控中心将这些水位数据与对应的阀值进行对比，如果超过阈值，则启动警报。同时将这些水位数据处理并绘制成折线显示，且标明超过阈值的监测时间点。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下实施举例并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

图1为本实用新型农田灌区地下水位智能监测系统的组成结构示意图，如图1所示，本实用新型农田灌区地下水位智能监测系统包括手机APP模块、水位采集终端、服务器模块几个主要组成部分。而水位采集终端包括微控制器、水位采集传感器、无线通讯模块以及太阳能供电模块。

图2为本实用新型农田灌区地下水位智能监测系统手机APP端单元结构示意图，如图2所示，本实用新型手机APP包括数据查询、数据显示、阀值设置几个功能模块。

图3为本实用新型农田灌区地下水位智能监测系统服务器模块的单元结构示意图，如图3所示，本实用新型服务器模块包括数据库存储单元，数据接收单元，数据发送单元，数据处理单元，命令发送单元。

图4为本实用新型农田灌区地下水位智能监测系统的主体流程示意图，如图4所示，本实用新型自动监测系统包括以下步骤：

步骤一：用户启动水位监控中心对本系统进行初始化，并启动手机端的APP选择对应灌区的水位采集终端进行配置该灌区的水位阈值；该阈值将上传至服务器进行存储和管理。

步骤二：水位采集传感器定时监测该灌区的水位，通过无线通讯模块将数据上传至服务器和水位监控中心。

步骤三：水位采集传感器每次上传至服务器的数据都将与服务器内存储的阈值进行对比，在阈值范围内，只对数据进行处理并绘制成折线显示；

步骤四：水位监控中心接收到的水位数据超过阈值，则启动警报，若超过最小值，提示应该减少该灌区的用水量以防止地下水位过低产生危险。若超过最大值，提示应当合理的排出该灌区的地下水以防止水位过高对周围地表产生不利影响；

步骤五：监测的水位超过阈值也需要把该数据记录、处理并绘制成折线显示，并记录时间点，以备今后的数据查询使用。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于无线传输的农田灌区地下水位智能监测系统，包括手机APP模块、水位采集终端、服务器模块、水位监控中心四个主要组成部分；其特征在于：所述手机APP模块、水位采集终端、水位监控中心和服务器模块通过无线通讯连接；所述的手机APP包括数据查询、数据显示、阀值设置几个功能模块；所述的水位采集终端包括微控制器、水位采集传感器、无线通讯模块以及太阳能供电模块；所述的服务器模块包括数据库存储单元，数据接收单元，数据发送单元，数据处理单元，命令发送单元。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线传输的农田灌区地下水位智能监测系统，其特征在于，所述的微控制器模块是由一个单片机作为硬件核心，协调控制水位采集传感器单元、无线通信模块单元、以及太阳能供电模块单元，以达到精确检测、采集水位数据，并将水位数据传送至服务器终端。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线传输的农田灌区地下水位智能监测系统，其特征在于，所述的水位采集传感器模块，其是通过超声波式水位传感器来采集地下水位数据，它是水位数据采集系统的一个极其重要的组成部分，是实现水位监测系统自动监测和控制的首要环节。