CN217902080U - 一种雨量智能监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种雨量智能监测系统，其包括：雨量计、信号采集装置、监测终端和APP移动端；雨量计与信号采集装置电性连接，雨量计用于监测降雨量并获取相应的监测信号传输至信号采集装置；信号采集装置与监测终端信号连接，信号采集装置用于获取并AD转换雨量计传输的监测信号，并传输至监测终端；所述监测终端用于存储信号采集装置传输的监测信号；APP移动端与监测终端信号连接。本实用新型结构简单，操作方便，能够实时监测降雨量，并对监测信号进行处理，极大地提升了监测预警效率，APP移动端能够实时接收到监测信号，可操作性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及雨量监测技术领域，尤其涉及一种雨量智能监测系统。
背景技术
我国土地面积辽阔，大多地处季风气候区，这种气候会导致在于每年的春、夏季均会有较为丰沛的降水，尤其在我国南方地区频繁的引发洪涝灾害，淹没农田，冲毁道路，给人民群众的生产生活带来严重影响。为了保障人民群众的生命财产安全，必须在降水相对集中的时间段内对降水量进行实时监控，并及时将雨量信息反馈到水文、气象等相关部门，以便于对可能出现的洪涝灾害采取及时的预防措施。
现有的雨量监测系统在使用时存在一定的弊端，系统结构复杂，采集效率不高，监测结果准确度差、可靠性不高，因此，有必要提出一种雨量智能监测系统来解决上述问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出了一种结构简单、监测精确度高、可操作性强的雨量智能监测系统。
本实用新型提供的一种雨量智能监测系统，包括：雨量计(1)、信号采集装置(2)、监测终端(3)和APP移动端(4)；
所述雨量计(1)与信号采集装置(2)电性连接，雨量计(1)用于监测降雨量并获取相应的监测信号传输至信号采集装置(2)；
所述信号采集装置(2)与监测终端(3)信号连接，信号采集装置(2)用于获取并AD转换雨量计(1)传输的监测信号，并传输至监测终端(3)；
所述监测终端(3)用于存储信号采集装置(2)传输的监测信号；
所述APP移动端(4)与监测终端(3)信号连接。
在上述方案的基础上，优选的，所述信号采集装置(2)包括信号放大滤波模块(21)、AD转换模块(22)、微处理器(23)和无线通信模块(24)；
微处理器(23)具有若干串行接口和通用输入输出端口；
所述信号放大滤波模块(21)的输入端与雨量计(1)的输出端电性连接；
所述信号放大滤波模块(21)的输出端与AD转换模块(22)的输入端电性连接；
所述AD转换模块(22)的输出端与微处理器(23)电性连接；
所述微处理器(23)与无线通信模块(24)电性连接。
在上述方案的基础上，优选的，信号放大滤波模块(21)包括信号放大电路(210)、一级滤波电路(211)和二级滤波电路(212)；所述信号放大电路(210)的输入端与雨量计(1)的输出端电性连接；所述信号放大电路(210)的输出端与一级滤波电路(211)的输入端电性连接；所述一级滤波电路(211)的输出端与二级滤波电路(212)的输入端电性连接；所述二级滤波电路(212)的输出端与AD转换模块(22)的输入端电性连接。
在上述方案的基础上，优选的，所述信号放大电路(210)包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和运算放大器U1，电阻R1的一端作为信号放大滤波模块(21)的输入端，电阻R1的另一端与运算放大器U1的正向输入端电性连接，运算放大器U1的负向输入端分别与电阻R2的一端、电阻R3的一端电性连接，电阻R2的另一端接地，电阻R3的另一端与运算放大器U1的输出端电性连接，且运算放大器U1的输出端作为信号放大电路(210)的输出端。
在上述方案的基础上，优选的，所述一级滤波电路(211)包括电容C1和电阻R4，电容C1的一端作为一级滤波电路(211)的输入端，电阻R4的一端与电容C1的另一端电性连接，电阻R4的另一端接地，电容C1的另一端作为一级滤波电路(211)的输出端。
在上述方案的基础上，优选的，所述二级滤波电路(212)包括电容C2、电容C3、电阻R5和运算放大器U2，电容C2的一端和电容C3的一端电性连接，电容C2的一端作为二级滤波电路(212)的输入端，电容C3的另一端分别与运算放大器U2的负向输入端、电阻R5的一端电性连接，电阻R5的另一端分别与运算放大器U2的负向输出端、电容C2的另一端电性连接，运算放大器U2的负向输入端与+5V电源电压电性连接，运算放大器U2的输出端作为二级滤波电路(212)的输出端。
在上述方案的基础上，优选的，所述AD转换模块(22)包括转换芯片U4，转换芯片U4具有多个输入通道、采样模式选择端及串行接口，转换芯片U4的一个输入通道作为AD转换模块(22)的输入端，转换芯片U4的采样模式选择端及串行接口分别与微处理器(23)的通用输入输出端及一串行接口对应电性连接。
在上述方案的基础上，优选的，所述无线通信模块(24)为3G、4G或WIFI模块中的一种；所述信号采集装置(2)通过无线通信模块(24)与监测终端(3)进行信号传输。
在上述方案的基础上，优选的，所述监测终端(3)包括云服务器(31)和云数据库(32)，云服务器(31)和云数据库(32)信号连接；
所述云服务器(31)用于处理信号采集装置(2)传输的监测信号，并得到处理结果；
所述云数据库(32)用于存储云服务器(31)对监测信号的处理结果。
在上述方案的基础上，优选的，还包括远程监控中心(5)；
所述远程监控中心(5)与监测终端(3)信号连接，所述远程监控中心(5)用于实现远程监控和报警。
本实用新型提供的一种雨量智能监测系统，相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本实用新型提供的一种雨量智能监测系统，包括雨量计、信号采集装置、监测终端和APP移动端，雨量计与信号采集装置电性连接，雨量计用于监测降雨量并获取相应的监测信号传输至信号采集装置；信号采集装置与监测终端信号连接，信号采集装置用于获取并AD转换雨量计传输的监测信号，并传输至监测终端；监测终端用于存储采集装置传输的监测信号；APP移动端与监测终端信号连接，本实用新型结构简单，操作方便，能够实时监测降雨量，并对监测信号进行处理，极大地提升了监测预警效率，APP移动端能够实时接收到监测信号，可操作性强。
(2)本实用新型的信号采集装置包括信号放大滤波模块、AD转换模块、微处理器和无线通信模块；信号放大滤波模块可以对监测信号进行放大滤波，能够有效地滤除干扰信号，便于后续进行处理，能够提高监测信号的准确度，有利于提高监测结果的准确性；AD转换模块对经信号放大滤波模块处理后的信号进行模数转换，并传输至微处理器，微处理器对信号进行处理并传输至无线通信模块，无线通信模块将信号传输至监测终端，监测终端对信号进行实时处理，极大的提高了监测效率。
(3)信号放大滤波模块包括信号放大电路、一级滤波电路和二级滤波电路，信号放大电路用于对监测信号进行放大，一级滤波电路用于消除低频噪声，二级滤波电路用于对一级滤波电路处理后的信号进行再次过滤，进一步过滤噪声信号或干扰信号，提高监测信号的准确性，本实用新型的信号放大电路、一级滤波电路和二级滤波电路结构简单，可操作性强。
(4)监测终端包括云服务器和云数据库，云服务器能够实时对信号采集装置传输的监测信号进行处理，并得到处理结果，云数据库能够对处理结果进行存储，方便之后进行调用，云服务器处理信号速度快，能够提高系统的监测效率。
(5)本实用新型的一种雨量智能监测系统还包括远程监控中心，远程监控中心与监测终端信号连接，远程监控中心用于实现远程监控和报警。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种雨量智能监测系统的结构示意图；
图2为本实用新型提供的一种雨量智能监测系统中的信号采集装置的结构示意图；
图3为本实用新型提供的信号采集装置中的信号放大滤波模块电路图；
图4为本实用新型提供的信号采集装置中的AD转换模块的电路图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
如图1所示，本实用新型实施例的一种雨量智能监测系统，包括：雨量计1、信号采集装置2、监测终端3和APP移动端4；雨量计1与信号采集装置2电性连接，雨量计1用于监测降雨量并获取相应的监测信号传输至信号采集装置2；信号采集装置2与监测终端3信号连接，信号采集装置2用于处理并AD转换雨量计1传输的监测信号，并传输至监测终端3；监测终端3用于存储采集装置传输的监测信号；APP移动端4与监测终端3信号连接。
此外，监测终端3包括云服务器31和云数据库32，云服务器31和云数据库32信号连接；云服务器31用于处理信号采集装置2传输的监测信号，并得到处理结果，云服务器处理信号速度快，能够提高系统的监测效率；云数据库32用于存储云服务器31对监测信号的处理结果，方便之后进行调用；APP移动端4与监测终端3信号连接，APP移动端4用于显示监测终端3对监测信号的处理结果。
当处于下雨天气时，雨量计1实时监测降雨量并获取相应的监测信号传输至信号采集装置2，雨量计1和信号采集装置2可通过同轴线缆电性连接，也可以通过其他信号线电性连接；信号采集装置2对监测信号进行处理并AD转换，传输至监测终端3，监测终端3中的云服务器31对经信号采集装置2处理后的监测信号进行分析处理，生成相应的结果，并将结果存储到云数据库32中，方便后续将结果传输至APP移动端4，APP移动端实时显示云服务器对监测信号的处理结果。
如图2所示，所述信号采集装置2包括信号放大滤波模块21、AD转换模块22、微处理器23和无线通信模块24；微处理器23具有若干串行接口和通用输入输出端口；信号放大滤波模块21的输入端与雨量计1的输出端电性连接；信号放大滤波模块21的输出端与AD转换模块22的输入端电性连接；AD转换模块22与微处理器23电性连接；微处理器23与无线通信模块24电性连接。
在实际应用中，信号在传输过程中，容易受到电磁信号干扰影响，雨量计1采集的信号通常都比较弱，通过信号放大滤波模块21可以对监测信号进行放大滤波，能够有效地滤除干扰信号，便于后续进行处理，能够提高监测信号的准确度，有利于提高监测结果的准确性，AD转换模块22对经信号放大滤波模块21处理后的信号进行模数转换，并传输至微处理器，微处理器对信号进行处理并传输至无线通信模块21，无线通信模块24将信号传输至监测终端3，监测终端3对信号进行实时处理，极大的提高了监测效率。
信号采集装置2中还包括蓄电池，蓄电池为各个模块供电。此外，无线通信模块24可以为3G模块、4G模块或WIFI模块中的一种或多种组合，信号采集装置2通过无线通信模块24与监测终端3进行信号传输。微处理器23具有若干串行接口和通用输入输出端口，无线通信模块24也具有若干串行接口和通用输入输出端口，微处理器23和无线通信模块24的通用输入输出端口一一对应电性连接，此部分属于现有技术且不涉及电路结构的改进，因此，不再赘述具体的电路结构。信号采集装置2还可以根据具体情况通过lora、5G等多种通讯方式与监测终端3进行信号传输。监测终端3与APP移动端4通过网络进行信号传输。
如图3所示，信号放大滤波模块21包括信号放大电路210，一级滤波电路211，二级滤波电路212；所述信号放大电路210的输入端与雨量计1的输出端电性连接；所述信号放大电路210的输出端与一级滤波电路211的输入端电性连接；所述一级滤波电路211的输出端与二级滤波电路212的输入端电性连接；所述二级滤波电路212的输出端与AD转换模块22的输入端电性连接。本实施例中的一级滤波电路211为高通滤波电路，二级滤波电路212为二阶带通滤波电路。
信号放大电路210包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和运算放大器U1，电阻R1的一端作为信号放大滤波模块21的输入端，电阻R1的另一端与运算放大器U1的正向输入端电性连接，运算放大器U1的负向输入端分别与电阻R2的一端、电阻R3的一端电性连接，电阻R2的另一端接地，电阻R3的另一端与运算放大器U1的输出端电性连接，且运算放大器U1的输出端作为信号放大电路210的输出端。信号放大电路210用于对雨量计1传输的监测信号进行放大，方便后续进行处理，有利于提高监测信号的准确度。
一级滤波电路211包括电容C1和电阻R4，电容C1的一端作为一级滤波电路211的输入端，电阻R4的一端与电容C1的另一端电性连接，电阻R4的另一端接地，电容C1的另一端还作为一级滤波电路211的输出端。信号在传输过程中，容易受到电磁信号、噪声的干扰，一级滤波电路211用于将经信号放大电路210放大后的信号进行滤波，消除低频噪声，提高监测信号的准确性。
二级滤波电路212包括电容C2、电容C3、电阻R5和运算放大器U2，电容C2的一端和电容C3的一端电性连接，电容C2的一端作为二级滤波电路212的输入端，电容C3的另一端分别与运算放大器U2的负向输入端、电阻R5的一端电性连接，电阻R5的另一端分别与运算放大器U2的负向输出端、电容C2的另一端电性连接，运算放大器U2的负向输入端与+5V电源电压电性连接，运算放大器U2的输出端作为二级滤波电路212的输出端。二级滤波电路212用于对一级滤波电路处理后的信号进行再次过滤，进一步过滤噪声信号或干扰信号，提高监测信号的准确性。
值得注意的是，图3中的电路只是一种示意，不仅限于这一种电路，本实施例中的信号放大电路210亦可以采用其他能起到信号放大作用的电路、一级放大电路211亦可以采用其他能起到高通滤波作用的电路、二级滤波单元212亦可以采用其他能起到二阶带通滤波作用的电路。
如图4所示，所述AD转换模块22包括转换芯片U4，转换芯片U4具有多个输入通道、采样模式选择端及串行接口，转换芯片U4的一个输入通道作为AD转换模块22的输入端，转换芯片U4的采样模式选择端及串行接口分别与微处理器23的通用输入输出端及一串行接口对应电性连接。
本实用新型提供的一种雨量智能监测系统还包括远程监控中心5；所述远程监控中心5与监测终端3信号连接，所述远程监控中心5用于实现远程监控和报警。监测终端3中的服务器还会将处理结果传输至远程监控中心5中，远程监控中心5会对处理结果进行实时处理并做出响应，在降雨量超过一定范围(人为设置)后，远程监控会发出报警信息并通知工作人员，提高监测预警效率。监测终端3和远程监控中心5可通过光纤网络进行信号传输，也可采用其他通信方式进行信号传输。
微处理器23可以采用意法半导体的STM32单片机。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种雨量智能监测系统，其特征在于，包括：雨量计(1)、信号采集装置(2)、监测终端(3)和APP移动端(4)；
所述雨量计(1)与信号采集装置(2)电性连接，雨量计(1)用于监测降雨量并获取相应的监测信号传输至信号采集装置(2)；
所述信号采集装置(2)与监测终端(3)信号连接，信号采集装置(2)用于获取并AD转换雨量计(1)传输的监测信号，并传输至监测终端(3)；
所述监测终端(3)用于存储信号采集装置(2)传输的监测信号；
所述APP移动端(4)与监测终端(3)信号连接；
所述信号采集装置(2)包括信号放大滤波模块(21)、AD转换模块(22)、微处理器(23)和无线通信模块(24)；
微处理器(23)具有若干串行接口和通用输入输出端口；
所述信号放大滤波模块(21)的输入端与雨量计(1)的输出端电性连接；
所述信号放大滤波模块(21)的输出端与AD转换模块(22)的输入端电性连接；
所述AD转换模块(22)的输出端与微处理器(23)电性连接；
所述微处理器(23)与无线通信模块(24)电性连接；
信号放大滤波模块(21)包括信号放大电路(210)、一级滤波电路(211)和二级滤波电路(212)；所述信号放大电路(210)的输入端与雨量计(1)的输出端电性连接；所述信号放大电路(210)的输出端与一级滤波电路(211)的输入端电性连接；所述一级滤波电路(211)的输出端与二级滤波电路(212)的输入端电性连接；所述二级滤波电路(212)的输出端与AD转换模块(22)的输入端电性连接。
2.如权利要求1所述的一种雨量智能监测系统，其特征在于，所述信号放大电路(210)包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和运算放大器U1，电阻R1的一端作为信号放大滤波模块(21)的输入端，电阻R1的另一端与运算放大器U1的正向输入端电性连接，运算放大器U1的负向输入端分别与电阻R2的一端、电阻R3的一端电性连接，电阻R2的另一端接地，电阻R3的另一端与运算放大器U1的输出端电性连接，且运算放大器U1的输出端作为信号放大电路(210)的输出端。
3.如权利要求1所述的一种雨量智能监测系统，其特征在于，所述一级滤波电路(211)包括电容C1和电阻R4，电容C1的一端作为一级滤波电路(211)的输入端，电阻R4的一端与电容C1的另一端电性连接，电阻R4的另一端接地，电容C1的另一端作为一级滤波电路(211)的输出端。
4.如权利要求1所述的一种雨量智能监测系统，其特征在于，所述二级滤波电路(212)包括电容C2、电容C3、电阻R5和运算放大器U2，电容C2的一端和电容C3的一端电性连接，电容C2的一端作为二级滤波电路(212)的输入端，电容C3的另一端分别与运算放大器U2的负向输入端、电阻R5的一端电性连接，电阻R5的另一端分别与运算放大器U2的负向输出端、电容C2的另一端电性连接，运算放大器U2的负向输入端与+5V电源电压电性连接，运算放大器U2的输出端作为二级滤波电路(212)的输出端。
5.如权利要求1所述的一种雨量智能监测系统，其特征在于，所述AD转换模块(22)包括转换芯片U4，转换芯片U4具有多个输入通道、采样模式选择端及串行接口，转换芯片U4的一个输入通道作为AD转换模块(22)的输入端，转换芯片U4的采样模式选择端及串行接口分别与微处理器(23)的通用输入输出端及一串行接口对应电性连接。
6.如权利要求1所述的一种雨量智能监测系统，其特征在于，所述无线通信模块(24)为3G、4G或WIFI模块中的一种；所述信号采集装置(2)通过无线通信模块(24)与监测终端(3)进行信号传输。
7.如权利要求6所述的一种雨量智能监测系统，其特征在于，所述监测终端(3)包括云服务器(31)和云数据库(32)，云服务器(31)和云数据库(32)信号连接；
所述云服务器(31)用于处理信号采集装置(2)传输的监测信号，并得到处理结果；
所述云数据库(32)用于存储云服务器(31)对监测信号的处理结果。
8.如权利要求1所述的一种雨量智能监测系统，其特征在于，还包括远程监控中心(5)；
所述远程监控中心(5)与监测终端(3)信号连接，所述远程监控中心(5)用于实现远程监控和报警。
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| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A rainfall intelligent monitoring system Granted publication date: 20221125 Pledgee: Bank of China Limited Wuhan Qingshan sub branch Pledgor: Wuhan Jincheng Xinda Information Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980007608 |
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