CN210154648U - 一种基于onenet物联网平台的水文监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于ONENET物联网平台的水文监测仪。包括STM32单片机及与该STM32单片机连接的液位变送器水位采集模块、用于在本地端显示水位监测数据的显示模块、用于实现STM32单片机与ONENET物联网平台通信的ESP8266模块，还包括用于为液位变送器水位采集模块供电的24V电源模块、用于为STM32单片机供电的5V电源模块。本实用新型具有成本低、功耗低、可靠性强、更方便组网的特点。

Description

一种基于ONENET物联网平台的水文监测仪

技术领域

本实用新型属于水文装置领域，具体涉及一种基于ONENET物联网平台的水文监测仪，应用ESP8266模块和ONENET物联网平台，实现对江河水位监测。

背景技术

众所周知，水利水文对一个地区或者国家来说是一项非常重要的信息资源，而负责对其处理的是水文监测技术，这项技术是一项系统性的技术集合，主要涉及计算机技术、传感器技术、通信技术等，在对这些信息进行采集和处理完成之后就可以对水利水文的重要信息进行正确的反映。近年来，自然灾害频发，监测预报成为了一种有效的防灾减灾措施。台风、地震引发的洪涝灾害给国家和人民带来巨大的经济和精神损失，科学减害问题迫在眉睫。通过提前预知江河水位的变化并预警，可以很大程度上减少洪涝灾害对国家和人民的损失，科学有效的江河水位报警系统是很有必要的。水文监测技术可以运用最新的技术做到科学减灾。我国目前的水文监测技术还处于比较落后的状况，在许多地区的江河、湖泊以及水库，仍然使用较为落后的设备来监测水文信息，更有的地方还使用传统的人工采集水文信息，这些方法都不能够满足当今人们的需求。落后的数据采集方式，不仅无法精确的采集水文信息，而且无法全面有效的应对突发的自然灾害做到实时监测采集。在国外，水文监测技术的发展还是比较先进的，因其研究的时间比较长，其检测技术也比较成熟，美国在这方面的研究尤为突出，它将无线网络技术的发展与水文检测技术相结合，从而使水文检测的方式更加灵活多变，其检测的范围将会大大的扩张。

现有对于水文监测的相关专利申请有：一种用于水文水资源监测的开放式系统（201810846789.0）、一种航道定点水文监测交互系统（201821492659.3）、一种水文监测台（201010296195.0）、一种基于OneNet平台的灌溉监控系统（201721848975.5），专利申请1、2、3、4的或方案成本高，或并非水文领域，或考虑通信稳定问题、或功耗高、或组网复杂，因此，本申请针对现有方案存在缺陷，提出一种基于ONENET物联网平台的水文监测仪，通过将ESP8266模块同ONENET物联网平台连接，能够监测到水位实时变化情况，对偏僻危险区域的水文监测的监测人员安全也能够得到保障，同时，监测系统还可以及时对水位变化情况采取快速的预警通知，且成本低、功耗低、可靠性强、更方便组网。在水位监测方面的应用，将会使水位监测系统的实时性、连续性及精度问题有很大的提高和该善。这一系统的设计对日后的水文监测技术的发展有积极的促进作用，对自然灾害发生起到了快速预警的作用，为受灾区域的人们提供了宝贵的逃离时间。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于ONENET物联网平台的水文监测仪，具有成本低、功耗低、可靠性强、更方便组网的特点。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于ONENET物联网平台的水文监测仪，包括STM32单片机及与该STM32单片机连接的液位变送器水位采集模块、用于在本地端显示水位监测数据的显示模块、用于实现STM32单片机与ONENET物联网平台通信的ESP8266模块，还包括用于为液位变送器水位采集模块供电的24V电源模块、用于为STM32单片机供电的5V电源模块。

在本实用新型一实施例中，所述液位变送器水位采集模块采用HH-T20J型号的投入式静压水位传感器作为水位传感检测元件。

在本实用新型一实施例中，所述HH-T20J型号的投入式静压水位传感器置于测量水管中。

在本实用新型一实施例中，所述显示模块采用LCD12864显示屏。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的水文监测仪具有成本低、功耗低、可靠性强、更方便组网的特点，且能够监测到水位实时变化情况，对偏僻危险区域的水文监测的监测人员安全也能够得到保障，同时，监测系统还可以及时对水位变化情况采取快速的预警通知。

附图说明

图1是本实用新型基于ONENET物联网平台的水文监测仪架构示意图。

图2是本实用新型基于ONENET物联网平台的水文监测仪的应用结构示意图。

图3是本实用新型STM32单片机最小系统电路原理图。

图4是本实用新型ESP8266模块电路原理图。

图5是本实用新型显示模块电路原理图。

图6是本实用新型电源模块电路原理图。

图7是本实用新型投入式静压水位传感器接线电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。

本实用新型提供了一种基于ONENET物联网平台的水文监测仪，包括STM32单片机及与该STM32单片机连接的液位变送器水位采集模块、用于在本地端显示水位监测数据的显示模块（采用LCD12864显示屏）、用于实现STM32单片机与ONENET物联网平台通信的ESP8266模块，还包括用于为液位变送器水位采集模块供电的24V电源模块、用于为STM32单片机供电的5V电源模块（如图6所示）。

所述液位变送器水位采集模块采用HH-T20J型号的投入式静压水位传感器作为水位传感检测元件。所述HH-T20J型号的投入式静压水位传感器置于测量水管中。

以下为本实用新型的具体实例。

如图1、2所示，本实例设计了一套基于STM32单片机和ESP8266模块的江河水位监测系统，结合物联网平台实现对江河水位的实时采集、定时汇报、异常报警等功能；包括STM32单片机、液位变送器水位采集模块、显示模块（采用LCD12864显示屏，如图5所示）、ESP8266模块，还包括用于为液位变送器水位采集模块供电的24V电源模块、用于为STM32单片机供电的5V电源模块。

1、STM32单片机

单片机芯片采用ST公司设计的STM32系列单片机作为整个系统的控制核心[, 采用专为高性能、低成本、低功耗的系统而设计的Cortex-M3作为硬件架构, 且官方提供了图形化底层库生成软件STM32Cube MX, 大大降低了软件开发难度，且与KEIL编程软件兼容性好。综合分析之后，选择STM32F103RCT6为本设计的单片机芯片（如图3所示）。

2、液位变送器水位采集模块

采用HH-T20J型号的投入式静压水位传感器（即投入式液位变送器，如图7所示为水位传感器接口图）作为水位传感检测元件。它采用进口不锈钢隔离膜片的高精度、高稳定性力敏芯片经合理精密的结构设计和厚膜技术温度补偿、信号放大、V/I转换，对不锈钢壳体进行全密封焊接，有通气导管的防水电缆，使传感器背压腔与大气连接，从而制成工业标准的4～20mA或0～10mA信号输出且性能稳定可靠。投入式变送器它是基于所测液体静压与该液体高度成正比的原理，采用扩散硅或陶瓷敏感元件的压阻效应，将静压转成电信号，经过温度补偿和线性校正，转换成4-20mADC标准电流信号输出。通过综合分析之后，选择HH-T20J液位变送器为本设计的测量传感器。

3、ESP8266模块

通信模块采用ESP8266系列模块，具有价格实惠，功耗低，具有完整的TCP / IP堆栈和微控制器功能，且ESP8266系列模块的工作温度范围大，稳定性强能在各种环境下使用，支持与ONENET物联网平台连接，符合设计要求，通过综合分析之后，选择ESP8266系列模块为设计的无线通信模块（如图4所示）。

4、物联网平台选择

ONENET作为物联网开放云平台，智能的硬件开发工具种类丰富，平台服务放心可靠，可以帮助各种终端设备快速接入网络，完成数据传输、数据存储和数据管理等一体化的服务流程。ONENET可以提供三种通信方式：以太网通信、GPRS数据流量通信和Wi-Fi无线通信。综合分析之后，选择ONENET物联网平台为本次设计的云平台。

如图2所示，为本实用新型基于ONENET物联网平台的水文监测仪的结构示意图。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于ONENET物联网平台的水文监测仪，其特征在于，包括STM32单片机及与该STM32单片机连接的液位变送器水位采集模块、用于在本地端显示水位监测数据的显示模块、用于实现STM32单片机与ONENET物联网平台通信的ESP8266模块，还包括用于为液位变送器水位采集模块供电的24V电源模块、用于为STM32单片机供电的5V电源模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于ONENET物联网平台的水文监测仪，其特征在于，所述液位变送器水位采集模块采用HH-T20J型号的投入式静压水位传感器作为水位传感检测元件。

3.根据权利要求2所述的一种基于ONENET物联网平台的水文监测仪，其特征在于，所述HH-T20J型号的投入式静压水位传感器置于测量水管中。

4.根据权利要求1所述的一种基于ONENET物联网平台的水文监测仪，其特征在于，所述显示模块采用LCD12864显示屏。

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