CN206074842U - 一种灌区一体化水位雨量图像监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种灌区一体化水位雨量图像监测系统，主要包括监控台以及控制箱；所述的监控台安装在一个设置在灌区中的立杆上，监控台可在立杆上转动，所述的控制箱固定在监控台下方的立杆上；在监控台上集成有监控摄像机、太阳能板以及雨量传感器，在控制箱中集成有遥测终端、太阳能控制器以及蓄电池；在灌区中布设有流量传感器、水位传感器；所述的监控摄像机、流量传感器、水位传感器、雨量传感器均与遥测终端连接；遥测终端包括处理器以及连接在处理器上的CDMA无线模块。本实用新型运用一体化水位雨量图像监测站，利用太阳电池给监测站供电，省去了管理房建设过程，节约了经济成本与时间成本，使灌区的监控、管理更加科学化、高效化。

Description

一种灌区一体化水位雨量图像监测系统

技术领域

本实用新型涉及灌区信息化管理技术领域，具体涉及一种灌区一体化水位雨量图像监测系统，用于加强灌区雨水情数据监测以及信息化管理过程。

背景技术

灌区一般是指有可靠水源和引、输、配水渠道系统和相应排水沟道的灌溉面积，是人类经济活动的产物，随社会经济的发展而发展。灌区是一个半人工的生态系统，它是依靠自然环境提供的光、热、土壤资源，加上人为选择的作物和安排的作物种植比例等人工调控手段而组成的一个具有很强的社会性质的开放式生态系统。

目前灌区运行管理中存在着诸多问题，包括：管理范围广，人力资源、土建管理房等投入大，运行成本高；监测点数量多又分散；管理协调性差、效率低；设备安装散乱不合理，易老化破损以及维护跟不上。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于，提供一种灌区一体化水位雨量图像监测系统，主要用于对灌区各类雨水情数据等信息的上报，从而为灌区的管理提供可靠有效的信息，以利于灌区信息化管理过程。

为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：

一种灌区一体化水位雨量图像监测系统，包括监控台以及控制箱；所述的监控台安装在一个设置在灌区中的立杆上，监控台可在立杆上转动，所述的控制箱固定在监控台下方的立杆上；在监控台上集成有监控摄像机、太阳能板以及雨量传感器；在控制箱中集成有遥测终端、蓄电池以及太阳能控制器；在控制箱中集成有遥测终端、太阳能控制器以及蓄电池；在灌区中布设有流量传感器、水位传感器；所述的监控摄像机、流量传感器、水位传感器、雨量传感器均与遥测终端连接；遥测终端包括处理器以及连接在处理器上的CDMA无线模块。

进一步地，所述的灌区内的水闸、水泵均采用电磁闸、电磁泵，水闸、水泵均连接至所述的遥测终端。

进一步地，所述的立杆的外壁上套装有固定圈，所述的监控台活动式安装在固定圈上。

进一步地，所述的固定圈的外壁上沿圆周方向开设有环槽，环绕圆槽装配有转套，所述的监控台通过其中部开设的第一通孔装配在转套上。

进一步地，所述的环槽内的顶部和底部均沿圆周方向上开设有纵向截面呈圆弧状的第一珠槽，所述的转套的顶部和底部均沿圆周方向上开设有纵向截面呈圆弧状的第二珠槽，在第一珠槽、第二珠槽之间装配有滚珠。

进一步地，所述的监控台的顶面上沿圆周方向围绕立杆设置有环板，环板的内壁上铺设有齿条，在固定圈外部上设置有电机，电机的输出轴上安装有与所述的齿条配合的齿轮，电机与所述的遥测终端连接。

进一步地，所述的立杆上靠近下端的位置套装有底盘，底盘与立杆之间设置有支撑肋。

进一步地，所述的监控台上通过支撑台安装所述的雨量传感器。

进一步地，所述的立杆的顶端设置有避雷针。

本实用新型具有以下技术特点：

1.本实用新型提出的系统中运用一体化水位雨量图像监测站，利用太阳电池给监测站供电，省去了管理房建设过程，节约了经济成本与时间成本，同时使得本系统的安装布设更加灵活；

2.利用水位传感器测量的水位数据与抓拍的水位尺图像进行对比，一方面可以提高水位测量的准确性；另一方面水位传感器长期在室外潮湿环境中运行会因产生一定的漂移，根据对比，可以及时掌握水位传感器是否需要维护；

3.本系统采用360°全方位监测模式，设置了旋转与角度调节机构，使一套系统可应用的灌区管理面积大，也使得监控，尤其是图像抓拍、光能利用等更加精准、高效；

4.本实用新型的监测系统的相关信息可接入手机APP，利用手机终端可进行信息的采集、管理、控制等，从而使信息管理过程更加通畅；

5.本系统可采用自动、远程控制的方式进行整体的运行控制、维护等，节约了人力资源，并可远程控制灌区内水闸、水泵等设备进行陪水与调度，大大提高了灌区的管理效率。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为监控台与固定圈部分的纵向剖视示意图；

图3为监控台部分的俯视示意图；

图4为转套的纵向剖视示意图；

图5为遥测终端与传感器的连接关系示意图；

图中标号代表：1-立杆，2-监控台，3-太阳能板，4-雨量传感器，5-监控摄像机，6-固定圈，7-支撑台，8-避雷针，9-底盘，10-支撑肋，11-环板，12-齿条，13-环槽，14-转套，15-滚珠，16-第二珠槽，17-电机，18-输出轴，19-齿轮，20-第二通孔，21-第三通孔，22-第一通孔，23-控制箱，24-流量传感器，25-水位传感器，26-CDMA无线模块，27-遥测终端，28-水闸，29-水泵。

具体实施方式

遵从上述技术方案，如图1至图5所示，本实用新型提供了一种灌区一体化水位雨量图像监测系统，包括监控台2以及控制箱23；所述的监控台2安装在一个设置在灌区中的立杆1上，监控台2可在立杆1上转动，所述的控制箱23固定在监控台2下方的立杆1上；在监控台2上集成有监控摄像机5、太阳能板3以及雨量传感器4；在控制箱23中集成有遥测终端27、蓄电池以及太阳能控制器；在灌区中布设有流量传感器24、水位传感器25；所述的监控摄像机5、流量传感器24、水位传感器25、雨量传感器4均与遥测终端27连接；遥测终端27包括处理器以及连接在处理器上的CDMA无线模块26。

本实用新型提出的这种监测系统，主要包含两大部分结构，其一是安装在立杆1上的监控台2，监控台2上集成有监控摄像机5，由于监控摄像机5的安装位置很高，且角度可调节变动，因此可以在宏观上有效地监控灌区内的各种情况，如水位高低、水量分布等，使工作人员能有效地把控灌区内的整体情况；监控台2上的太阳能板3，以及控制箱23中的太阳能蓄电池和太阳能控制器，则为整个系统的运转提供电力供给，不用额外铺设电线。所述的太阳能控制器、蓄电池设置在太阳能控制箱4中。

本系统中结构的另一大部分是根据实际情况布设在灌区内的流量传感器24、水位传感器25以及雨量传感器4。其中，流量传感器24安装在需要重点监控流量的水道、水渠中，而水位传感器25则布设在蓄水池、水槽等位置，以重点监控各关键点的水位、流量等信息；实际使用时，各传感器将监控点的水位、流量以及雨量等信息传递给遥测终端27，同时遥测终端27也接收到监控摄像机5拍摄的视频画面，将这些信息统一发给远程控制中心；控制中心的工作人员根据传感器监控到的实际数据信息，配合监控摄像机5拍摄到的画面进行对比，以判断数据测量的准确性，也能了解到当前的实际水位、水量情况，是一种非常精准、直观的监控方式，有效地保证了水位、雨量等信息监控的准确性。

遥测终端27主要包括一个处理器，该处理器可以采用现有技术中的单片机、DSP等，用于接收传感器、监控摄像机5的数据，并将数据通过CDMA无线模块26发送到远程控制中心。为了保证遥测终端27工作的稳定，立杆1上设置有控制箱23，将遥测终端27安装在控制箱23中。而遥测终端27又在监控台2下方，这样能起到有效地防水、防晒，保证其长期稳定、有效地工作。

远程控制中心接收到监控信息后，可及时进行对应操作，为了便于对灌区内各水量的控制，灌区内的水闸28、水泵29均采用电磁闸、电磁泵，水闸28、水泵29均连接至所述的遥测终端27，这样工作人员可通过远程发送控制指令，关闭或打开某处的水闸28、水泵29，以起到及时调控的作用。另外，远程控制中心可设置手机APP，将信息转发到手机APP上，这样管理人员可随时了解到灌区内的水量信息。手机APP有日常巡查、实时数据查询、远程控制等功能。

本方案中设置的监控台2，其位置较高，能纵览较大面积的灌区。可视灌区大小来决定布设个数。而由于其设置需要一定成本，为了尽可能地提高监控台2的利用效率，本方案中，监控台2是可以旋转的，这样一方面是考虑到在天气较好时能始终让太阳能板3对准太阳以尽可能地积蓄储备电能，另一方面也是为了弥补监控摄像机5监控旋转范围的不足，从而使监控摄像机5能更有效地宏观拍摄灌区内各个方位的视频图像。

具体地，立杆1的外壁上套装有固定圈6，固定圈6通过其中部的第二通孔20安装在立杆1外壁上；所述的监控台2活动式安装在固定圈6上；这样整个监控台2是一种非常方便的拆装方式，不用焊接在立杆1上，增强了安装灵活性。

更进一步地，固定圈6的外壁上沿圆周方向开设有环槽13，环绕圆槽装配有转套14，所述的监控台2通过其中部开设的第一通孔22装配在转套14上。固定圈6用来安装监控台2时，首先在其外壁上开设了环槽13，环槽13的作用是实现与监控台2的活动式安装，使监控台2能卡在环槽13中，且能在环槽13中旋转。

由于整个安装台具有一定重量，因此在旋转的过程中，需要尽可能减小摩擦，为此，如图2所示，在本方案中，环槽13内的顶部和底部均沿圆周方向上开设有纵向截面呈圆弧状的第一珠槽，所述的转套14的顶部和底部均沿圆周方向上开设有纵向截面呈圆弧状的第二珠槽16，在第一珠槽、第二珠槽16之间装配有滚珠15。转套14的结构如图4所示，转套14其中部带有第三通孔21，套装在环槽13上。上下端均有第二珠槽16，第二珠槽16的纵向截面为劣弧状；而第一珠槽的纵向截面为优弧状，这样可保证滚珠15在第一珠槽中不会滑出；这样的结构能尽可能减小转套14在转动时的摩擦。

为了控制监控台2的旋转位置、角度，监控台2的顶面上沿圆周方向围绕立杆1设置有环板11，环板11的内壁上铺设有齿条12，在固定圈6外部上设置有电机17，电机17的输出轴18上安装有与所述的齿条12配合的齿轮19，电机17与所述的遥测终端27连接。通过遥测终端27可以控制电机17，在齿轮19旋转时，齿条12与之啮合，继而带动监控台2旋转。

如图1所示，立杆1上靠近下端的位置套装有底盘9，底盘9与立杆1之间设置有支撑肋10；底盘9之下的立杆1埋入地下，底盘9起到防倾倒的作用。立杆1的顶端设置有避雷针8。

本实用新型的软件平台由日常巡查、实时数据、远程控制、统计报表、短信提醒、地图浏览等功能模块组成。

日常巡查模块以日历方式进行显示，当巡查人员进行考勤以及巡查情况上报时，当日的日历框中就会显示几时几分工作人员进行日常巡查，点击此日历框可显示具体巡查情况。

实时数据模块以日历方式进行显示，当水位、雨量、流量等监测点的数据上报时，日历框中就会显示最新上报的水位、雨量、流量数据，单击此日历框中的水位、雨量、流量数据可显示当天已经上传的各项数据，当数据超过限定值时，数据会以红色字体进行显示并报警。双击日历框中水位数据可显示随水位数据同时上传的水位尺图像，对比两个数据可判断数据测量的准确性，同时为水位传感器25的日常维护提供参考依据。

远程控制模块分别配置水闸28开启与关闭按钮，水泵29开启与关闭按钮。以日历方式显示最新的人员操作信息以及水闸28和水泵29的开启、关闭时间，单击日历框可显示当天的人员操作信息以及水闸28、水泵29开启、关闭信息，双击日历框可显示随水闸28和泵站开启、关闭同时上传的水闸28状态图像和水泵29运行图像。

统计报表模块按时间先后顺序排列信息，可以按月查看各监测点巡查人员的考勤和巡查情况，水位、雨量、流量等数据，以及水闸28、水泵29的详细操作记录等，且均以列表形式显示，报表能够直接导出与打印。

短信提醒模块用于向巡查人员与上级管理人员发送短信。当巡查人员未按要求及时到指定现场进行考勤或未上报巡查情况以及实时数据超限报警时，软件平台会自动发送相应短信内容到该监测点巡查人员的手机上，提醒其进行相应操作，同时发送短信给上级管理人员，实现远程监督管理。

地图浏览模块便于更加直观地查看各监测点的分布情况以及各类数据信息。系统建设时，利用GPS对每个监测点进行定位，形成专门的灌区监测点地图，点击某个监测点即可查看该站点的相关信息，包括人员考勤、巡查情况、实时数据等关键信息。

上级管理人员可以通过web网络、手机APP访问灌区智能监测系统，进行数据查看、远程控制、报表打印与监督管理等相关操作，实时掌握灌区总体运行情况，并可以进行远程管理。依靠长期的数据积累与自动化管理模式，使灌区的管理更加便捷、科学、灵活，同时大大提高灌区管理的效率，减少人力的投入，降低灌区管理的成本。

Claims (9)

1.一种灌区一体化水位雨量图像监测系统，其特征在于，包括监控台(2)以及控制箱(23)；所述的监控台(2)安装在一个设置在灌区中的立杆(1)上，监控台(2)可在立杆(1)上转动，所述的控制箱(23)固定在监控台(2)下方的立杆(1)上；在监控台(2)上集成有监控摄像机(5)、太阳能板(3)以及雨量传感器(4)；在控制箱(23)中设置有遥测终端(27)、太阳能控制器和蓄电池；在灌区中布设有流量传感器(24)、水位传感器(25)；所述的监控摄像机(5)、流量传感器(24)、水位传感器(25)、雨量传感器(4)均与遥测终端(27)连接；遥测终端(27)包括处理器以及连接在处理器上的CDMA无线模块(26)。

2.如权利要求1所述的灌区一体化水位雨量图像监测系统，其特征在于，所述的灌区内的水闸(28)、水泵(29)均采用电磁闸、电磁泵，水闸(28)、水泵(29)均连接至所述的遥测终端(27)。

3.如权利要求1所述的灌区一体化水位雨量图像监测系统，其特征在于，所述的立杆(1)的外壁上套装有固定圈(6)，所述的监控台(2)活动式安装在固定圈(6)上。

4.如权利要求3所述的灌区一体化水位雨量图像监测系统，其特征在于，所述的固定圈(6)的外壁上沿圆周方向开设有环槽(13)，环绕圆槽装配有转套(14)，所述的监控台(2)通过其中部开设的第一通孔(22)装配在转套(14)上。

5.如权利要求4所述的灌区一体化水位雨量图像监测系统，其特征在于，所述的环槽(13)内的顶部和底部均沿圆周方向上开设有纵向截面呈圆弧状的第一珠槽，所述的转套(14)的顶部和底部均沿圆周方向上开设有纵向截面呈圆弧状的第二珠槽(16)，在第一珠槽、第二珠槽(16)之间装配有滚珠(15)。

6.如权利要求3所述的灌区一体化水位雨量图像监测系统，其特征在于，所述的监控台(2)的顶面上沿圆周方向围绕立杆(1)设置有环板(11)，环板(11)的内壁上铺设有齿条(12)，在固定圈(6)外部上设置有电机(17)，电机(17)的输出轴(18)上安装有与所述的齿条(12)配合的齿轮(19)，电机(17)与所述的遥测终端(27)连接。

7.如权利要求1所述的灌区一体化水位雨量图像监测系统，其特征在于，所述的立杆(1)上靠近下端的位置套装有底盘(9)，底盘(9)与立杆(1)之间设置有支撑肋(10)。

8.如权利要求1所述的灌区一体化水位雨量图像监测系统，其特征在于，所述的监控台(2)上通过支撑台(7)安装所述的雨量传感器(4)。

9.如权利要求1所述的灌区一体化水位雨量图像监测系统，其特征在于，所述的立杆(1)的顶端设置有避雷针(8)。