CN209471362U - 一种城市排水管网水位监测智能数据采集终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种城市排水管网水位监测智能数据采集终端，包括基础组件以及外部组件两部分，还包括一种无线传输电路。其中，基础组件，包括外壳，固定在所述外壳内侧的超声波探头，嵌合在所述外壳内侧的天线连接器，与所述天线连接器另一端连接的压力传感器；外部组件，包括天线，以及连接天线的连接线；还包括一种无线传输电路，可以将探测到的数据按设定周期上传保存。本实用新型涉及一种城市排水管网水位监测智能数据采集终端，集水位、流量采集，数据处理，通讯控制为一体，可将采集到的数据进行保存和传输，在水位、流量超过设定警戒值时发送报警信号，提升城市排水管网水位监测的执行效率。

Description

一种城市排水管网水位监测智能数据采集终端

技术领域

本实用新型涉及一种智能数据采集终端，具体涉及一种城市排水管网水位监测智能数据采集终端。

背景技术

随着社会经济的发展，城市雨水管网承载环境压力逐渐增大，防涝、偷排、管网布局合理问题日益凸显，局部地区雨水倒灌问题十分严峻。排水管网肩负着城市防汛防涝排水、污水收集输送的重任，是城市重要的基础设施。排水管网的正常运行以及对排水管网的科学化管理，对于保障城市的正常运行、稳定社会经济发展、安定人民生活起着十分重要的作用。改革开放以来，随着城镇化进程的不断推进，市政排水设施得到了极大的改善，排水事业经历了大规模的新建和改扩建时期，已进入了“加强管理，提高服务，增加效益”的新阶段。建立城市排水管网水位和流量监测、管网堵塞信息系统，为城市排水管理者提供实时观察排水管网水位、流量变化、堵塞情况、分析排水管网动态运行情况的管理平台，已经成为现代城市排水管理的紧迫需求。

隐蔽与地下的排水管每隔几十米就有一个连接地面的检查井，如果能够在检查井内连续自动地测量窨井的水位高度和流量，并将数据发送到管理中心，管理中心也就掌握了排水管内水位和流量的实时变化情况。

但排水检查井内的环境十分恶劣且不能提供电源，传统的流量检测设备均无法在排水检查井内的苛刻条件下正常使用，由于缺乏合适的流量和水位测量装置，至今仍不得不由专职人员定期或根据需要采用手工方式测量和记录排水窨井的水位和流量，排水管网的运行管理因实时信息的缺失不得不停留在传统的管理模式上。技术手段的落后，制约了排水行业的信息化建设，也阻碍了排水行业管理现代化的发展进程。

实用新型内容

实用新型目的：提供一种城市排水管网水位监测智能数据采集终端，通过增加、超声波探头、压力传感器测量水位和流量，记录下的数据通过无线传输上传保存，解决了现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种城市排水管网水位监测智能数据采集终端，包括基础组件以及外部组件两部分。

其中，基础组件，包括外壳，被所述外壳紧紧包裹的超声波探头，与所述超声波探头紧密相邻的天线连接器，以及与所述天线连接器连接的压力感应器；

外部组件，包括与所述天线连接器连接的连接线，以及与连接线的另一端连接的天线；

还包括一种无线传输电路，包括集成芯片U1、运算放大器U2：A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电感L1、晶振X1、二极管D1、三极管Q1和天线ANT；

所述集成芯片U1的第9引脚分别与所述电容C9的一端、所述电阻R9的一端连接，所述电容C9的另一端接电源电压，所述电阻R9的另一端接地，所述集成芯片U1的第19引脚分别与所述晶振X1的一端、所述电容C8的一端连接，所述晶振X1的另一端分别与所述电容C7的一端、所述集成芯片U1的第18引脚连接，所述电容C8的另一端与所述电容C7的另一端均接地，所述集成芯片U1的第21引脚分别与所述电容C1的一端、所述电容C2的一端、所述电阻R1的一端和所述电阻R2的一端连接，所述电容C1的另一端接地，所述电容C2的另一端接地，所述电阻R2的另一端分别与所述电容C3的一端、所述电阻R3的一端和所述三极管Q1的基极连接，所述电阻R3的另一端与所述二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极与所述电阻R4的一端均接地，所述电阻R4的另一端与所述三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q1的集电极分别与所述电容C3的另一端、所述电阻R1的另一端和所述电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端分别与所述电阻R5的一端、所述电容C4的一端和所述运算放大器U2：A的反相输入端连接，所述运算放大器U2：A的同向输入端分别与所述电阻R6的一端、所述电阻R7的一端连接，所述电阻R6的另一端与所述电容C5的一端连接，所述电容C5的另一端接地，所述电阻R7的另一端分别与所述运算放大器U2：A的输出端、所述电容C6的一端连接，所述电容C6的另一端与所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端接天线ANT。

在进一步的实施例中，所述集成芯片U1为单片机AT89C52。

在进一步的实施例中，所述外壳外表面涂有防腐蚀颜料，能够保护智能数据采集终端不受井内十分恶劣的环境影响。

在进一步的实施例中，内置有锂电池，也支持外接电源，能够保证智能数据采集终端能够在井内恶劣的环境下持续工作。

在进一步的实施例中，用采样时标给采样数据做标记，且保持与主台的时钟同步，能够保证数据记录不会出错。

在进一步的实施例中，将按规定记录的数据存储本地，可以不受通信异常的情况影响，并在通信恢复正常后自动补发数据，能够保证数据完整性。

有益效果：本实用新型涉及一种城市排水管网水位监测智能数据采集终端，能够集数据采集、数据处理、通讯控制为一体，内置有锂电池，也支持外接电源，能够保证智能数据采集终端能够在井内恶劣的环境下持续工作，实时监测水位、流量，将测量数据保存按设定周期上传，根据设置的警戒水位、流量，对溢流水位、流量限值，越限报警，无需人工操作，降低资金和时间上的成本。在排水管网水位监测过程中，用采样时标给采样数据做标记，且保持与主台的时钟同步，能够保证数据记录不会出错；将按规定记录的数据存储本地，可以不受通信异常的情况影响，并在通信恢复正常后自动补发数据，能够保证数据完整性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的无线传输电路图。

图中各附图标记为：外壳1、超声波探头2、天线连接器3、压力传感器4、连接线5、天线6。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本实用新型涉及一种城市排水管网水位监测智能数据采集终端，以下简称“该终端”，该终端由基础组件以及外部组件两部分组成。其中，基础组件，包括外壳1，所述外壳1内部固定有超声波探头2，与所述超声波探头2紧密连接且在所述外壳1内部嵌合的天线连接器3，所述天线连接器3底部设置有压力传感器4；外部组件，包括连接在所述天线连接器3上的连接线5，所述连接线5远离所述天线连接器3的另一端连接天线6；

如图2所示，还包括一种无线传输电路，包括集成芯片U1、运算放大器U2：A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电感L1、晶振X1、二极管D1、三极管Q1和天线ANT；

所述集成芯片U1的第9引脚分别与所述电容C9的一端、所述电阻R9的一端连接，所述电容C9的另一端接电源电压，所述电阻R9的另一端接地，所述集成芯片U1的第19引脚分别与所述晶振X1的一端、所述电容C8的一端连接，所述晶振X1的另一端分别与所述电容C7的一端、所述集成芯片U1的第18引脚连接，所述电容C8的另一端与所述电容C7的另一端均接地，所述集成芯片U1的第21引脚分别与所述电容C1的一端、所述电容C2的一端、所述电阻R1的一端和所述电阻R2的一端连接，所述电容C1的另一端接地，所述电容C2的另一端接地，所述电阻R2的另一端分别与所述电容C3的一端、所述电阻R3的一端和所述三极管Q1的基极连接，所述电阻R3的另一端与所述二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极与所述电阻R4的一端均接地，所述电阻R4的另一端与所述三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q1的集电极分别与所述电容C3的另一端、所述电阻R1的另一端和所述电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端分别与所述电阻R5的一端、所述电容C4的一端和所述运算放大器U2：A的反相输入端连接，所述运算放大器U2：A的同向输入端分别与所述电阻R6的一端、所述电阻R7的一端连接，所述电阻R6的另一端与所述电容C5的一端连接，所述电容C5的另一端接地，所述电阻R7的另一端分别与所述运算放大器U2：A的输出端、所述电容C6的一端连接，所述电容C6的另一端与所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端接天线ANT。

作为优选，所述集成芯片U1是一种单片机AT89C52。

作为优选，所述外壳1外表面涂有防腐蚀颜料。

作为优选，内置锂电池，亦支持外接电源。

作为优选，采样数据设置有与主台的时钟同步的采样时标。

作为优选，在通信异常情况下将按规定记录的数据存储本地，并在通信恢复正常后自动补发数据。

本实用新型能够集数据采集、数据处理、通讯控制为一体。

当排水管网水位监测结果处于设置的警戒水位、流量以下时，智能数据采集终端实现正常数据采集。智能数据采集终端具体的工作过程如下：当智能数据采集终端需要监测城市排水管网水位时，超声波探头2通过全量程水位测量技术，确保对窨井、测量井水位从井底到井面及管道流量的全程监控；超声波探头2将监测到的数据将探测到的数据传输给天线连接器3；天线连接器3将处理过的超声波探头2探测的数据，按设定的周期在无线传输电路控制下通过天线6进行上传；在通信异常情况下将按规定记录的数据存储本地，并在通信恢复正常后自动补发数据，确保数据完整；采样数据均带有采样时标，系统所有终端均与主台的时钟同步。智能数据采集终端具有蓝牙接口，可通过蓝牙连接的方式在现场进行参数设置，亦可通过数据采集平台进行设置。智能数据采集终端可根据需要预留传感器接口，满足未来需求。

当排水管网水位监测结果超过设置的警戒水位、流量时，智能数据采集终端实现数据采集后越过周期上传警报。智能数据采集终端的工作过程如下：为压力传感器4设置警戒水位、流量，溢流水位、流量限值；当压力传感器4得到受压信号时即水位溢流、流量超过限值，这时提供一个报警信号；压力传感器4将监测到的数据将探测到的数据传输给天线连接器3；天线连接器3接收信号，将压力传感器4探测的数据进行处理，并在无线传输电路控制下通过天线6开始上传警报；同时智能数据采集终端自动切换成超警戒状态下的数据保存周期和数据发送周期。通过智能数据采集终端可以及时了解排水管网水位信息。

现代城市排水管网水位监测要求智能数据采集终端能够集数据采集、数据处理、通讯控制为一体，可以根据设置的警戒水位、流量，以对溢流水位、流量限值，越限报警，因此，本实用新型涉及的一种城市排水管网水位监测智能数据采集终端，对于当排水管网水位监测结果处于设置的警戒水位、流量以下时，通过超声波探头2部分实现数据采集，而对于当排水管网水位监测结果超过设置的警戒水位、流量时，通过压力传感器4部分实现数据采集，同时实时将超警戒的水位、流量数据进行上传。将探测的数据，按设定的周期进行上传；在通信异常情况下将按规定记录的数据存储本地，并在通信恢复正常后自动补发数据，确保数据完整；采样数据均带有采样时标，系统所有终端均与主台的时钟同步，能够保证数据记录不会出错。相对于传统的流量检测设备，无论是在工作效率，持续工作能力和成本方面都有非常明显的优势。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (6)

1.一种城市排水管网水位监测智能数据采集终端，其特征是包括：

基础组件，包括外壳，固定在所述外壳内侧的超声波探头，嵌合在所述外壳内侧的天线连接器，与所述天线连接器另一端连接的压力传感器；

外部组件，包括天线，以及一端与所述天线连接器连接、另一端连接天线的连接线；

还包括一种无线传输电路，包括集成芯片U1、运算放大器U2：A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电感L1、晶振X1、二极管D1、三极管Q1和天线ANT；

所述集成芯片U1的第9引脚分别与所述电容C9的一端、所述电阻R9的一端连接，所述电容C9的另一端接电源电压，所述电阻R9的另一端接地，所述集成芯片U1的第19引脚分别与所述晶振X1的一端、所述电容C8的一端连接，所述晶振X1的另一端分别与所述电容C7的一端、所述集成芯片U1的第18引脚连接，所述电容C8的另一端与所述电容C7的另一端均接地，所述集成芯片U1的第21引脚分别与所述电容C1的一端、所述电容C2的一端、所述电阻R1的一端和所述电阻R2的一端连接，所述电容C1的另一端接地，所述电容C2的另一端接地，所述电阻R2的另一端分别与所述电容C3的一端、所述电阻R3的一端和所述三极管Q1的基极连接，所述电阻R3的另一端与所述二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极与所述电阻R4的一端均接地，所述电阻R4的另一端与所述三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q1的集电极分别与所述电容C3的另一端、所述电阻R1的另一端和所述电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端分别与所述电阻R5的一端、所述电容C4的一端和所述运算放大器U2：A的反相输入端连接，所述运算放大器U2：A的同向输入端分别与所述电阻R6的一端、所述电阻R7的一端连接，所述电阻R6的另一端与所述电容C5的一端连接，所述电容C5的另一端接地，所述电阻R7的另一端分别与所述运算放大器U2：A的输出端、所述电容C6的一端连接，所述电容C6的另一端与所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端接天线ANT。

2.根据权利要求1所述的一种城市排水管网水位监测智能数据采集终端，其特征在于：所述外壳外表面涂有防腐蚀颜料。

3.根据权利要求1所述的一种城市排水管网水位监测智能数据采集终端，其特征在于：所述集成芯片U1为单片机AT89C52。

4.根据权利要求1所述的一种城市排水管网水位监测智能数据采集终端，其特征在于：内置锂电池，亦支持外接电源。

5.根据权利要求1所述的一种城市排水管网水位监测智能数据采集终端，其特征在于：采样数据均带有采样时标，与主台的时钟同步。

6.根据权利要求1所述的一种城市排水管网水位监测智能数据采集终端，其特征在于：在通信异常情况下将按规定记录的数据存储本地，并在通信恢复正常后自动补发数据。