CN219223875U - 一种基于lora的灌片多点水位测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于LORA的灌片多点水位测量系统，包括：云平台服务器；水位监测机组，设置于目标灌片，包括水位总监测机以及其他水位监测机，所述水位总监测机与其他水位监测机之间通过LORA网络通信连接，所述水位总监测机与其他水位监测机相对比，其他结构相同，多了一个上传云平台模块，所述水位总监测机通过所述上传云平台模块与所述云平台服务器通信连接，所述水位监测机组用于对目标灌区进行多点水位测量，并将测量数据上报至云平台服务器。本实用新型所提出的灌片多点水位测量系统的水位测量精度高，管理人员可以通过手机终端远程实时获取灌片水位数据，科学分析统筹与管理灌片灌溉用水，提高灌片灌溉用水的管理效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及水利相关技术领域，具体涉及一种基于LORA的灌片多点水位测量系统。
背景技术
灌区水文是水文学适应社会发展需要的衍生分支,对干旱区水资源可持续利用研究与决策具有十分重要的实用意义，而灌片水位监测是灌区水文的一项重要组成。
当今市场的灌片水位监测主要存在以下几个方面的问题：一方面，灌片水位监控普遍采用传统人工监测，存在监测不准确、不及时等问题；另一方面，国内基于传感器技术农业灌片水位自动监测设备一般采用接触式传感器，这样由于灌片水位较浅，泥土易堵塞传感器，会导致测量不准甚至传感器失灵的问题。同时灌片面积一般较大，使用单点水位测量，不能准确反应大面积灌片的水位。
发明内容
为至少解决现有技术存在的缺陷之一，本实用新型的目的在于提供一种基于LORA的灌片多点水位测量系统。
本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：一种基于LORA的灌片多点水位测量系统，包括：
云平台服务器；
水位监测机组，设置于目标灌片，包括水位总监测机以及其他水位监测机，所述水位总监测机与其他水位监测机之间通过LORA网络通信连接，所述水位总监测机与其他水位监测机相对比，其他结构相同，多了一个上传云平台模块，所述水位总监测机通过所述上传云平台模块与所述云平台服务器通信连接，所述水位监测机组用于对目标灌区进行多点水位测量，并将测量数据上报至云平台服务器。
进一步，具体的，所述其他水位监测机包括，
主控模块；
电源模块，与所述主控模块电连接，用于为整个水位监测机供电；
水位基准校准模块，与所述主控模块电连接，包括按键输入模块以及EEPROM数据存储模块，其中，所述按键输入模块用于进入水位基准校准模式，以及获取所输入的校准后的水位基准，所述校准后的水位基准存储于所述EEPROM数据存储模块；
超声波收发器模块，与所述主控模块电连接，用于对当前水位监测机的监测区域发射以及接收超声波信号，以对所述监测区域进行水位高度测量；
温度传感器模块，与所述主控模块电连接，用于获取当前水位监测机的监测区域的温度数据；
LORA多点水位数据收集模块，与所述主控模块电连接，用于获取LORA网络中上一个水位监测机上报的水位数据。
进一步，所述其他水位监测机还包括，
锂电池模块，与所述主控模块电连接，用于在所述电源模块暂停工作时，为水位监测机进行紧急供电；
所述锂电池模块包括锂电池、太阳能光伏电能板以及太阳能锂电池充电管理模块，所述锂电池用于进行供电，所述太阳能光伏电能板用于将太阳能转化为电能并通过太阳能锂电池充电管理模块为所述锂电池进行充电。
进一步，所述其他水位监测机还包括，
OLED液晶显示屏模块，与所述主控模块电连接，用于显示当前水位监测机的监测区域的水位基准、水位高度、温度数据的信息。
进一步，具体的，所述上传云平台模块基于GPRS模块构建，通过TCP/IP协议将当前水位监测机的监测数据上传到云平台。
进一步，具体的，所述主控模块基于STM32L431单片机构建。
进一步，为水位总监测机以及其他水位监测机对应设置编号，所述云平台设置有自动报警模块，所述自动报警模块设置有阈值，当存在任意水位监测机所测量的水位数据达到所述阈值时，所述云平台自动发送短信至预设的管理员IP，告知管理员达到阈值的水位监测机编号。
进一步，所述云平台还能够允许用户通过终端进行登录，在登录后能够获取由所述水位总监测机上报的目标灌片的水位相关数据。
本实用新型的有益效果：提供一种基于LORA的灌片多点水位测量系统，针对单点采集数据，不能准确反应大面积灌片的水位的问题，设计了在灌片中基于超声波收发器模块构建的水位监测机，且水位监测机组成LORA网络，实现多点水位监测，并在水位总监测机处设置上传云平台模块，通过上传云平台模块将LORA网络中所采集的水位数据发送至云平台。该系统的水位测量精度高，管理人员可以通过手机终端远程实时获取灌片水位数据，科学分析统筹与管理灌片灌溉用水，提高灌片灌溉用水的管理效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。
图1为本实用新型一种基于LORA的灌片多点水位测量系统的整体结构框图；
图2为本实用新型一种基于LORA的灌片多点水位测量系统的水位总监测机的结构原理图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指元件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接元件，来组成更优的电路结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参照图1，图1中包括一个水位总监测机14即图中总监测机（带GPRS模块）以及N个其他水位监测机15即图中监测机1-N（无GPRS模块），实施例1，一种基于LORA的灌片多点水位测量系统，包括：
云平台13；
水位监测机组，设置于目标灌片，包括水位总监测机14以及其他水位监测机15，所述水位总监测机14与其他水位监测机15之间通过LORA网络通信连接，所述水位总监测机14与其他水位监测机15相对比，其他结构相同，多了一个上传云平台模块11，所述水位总监测机14通过所述上传云平台模块11与所述云平台13通信连接，所述水位监测机组用于对目标灌区进行多点水位测量，并将测量数据上报至云平台13。
在本实施例中，针对单点采集数据，不能准确反应大面积灌片的水位的问题，设计了在灌片中基于超声波收发器模块6构建的水位监测机，且水位监测机组成LORA网络，实现多点水位监测，并在水位总监测机14处设置上传云平台模块11，通过上传云平台模块11将LORA网络中所采集的水位数据发送至云平台13。该系统的水位测量精度高，管理人员可以通过手机终端16远程实时获取灌片水位数据，科学分析统筹与管理灌片灌溉用水，提高灌片灌溉用水的管理效率。
参照图2，作为本实用新型的优选实施方式，具体的，所述其他水位监测机15包括，
主控模块1；
电源模块2，与所述主控模块1电连接，用于为整个水位监测机供电；
水位基准校准模块，与所述主控模块1电连接，包括按键输入模块8以及EEPROM数据存储模块9，其中，所述按键输入模块8用于进入水位基准校准模式，以及获取所输入的校准后的水位基准，所述校准后的水位基准存储于所述EEPROM数据存储模块9；
超声波收发器模块6，与所述主控模块1电连接，用于对当前水位监测机的监测区域发射以及接收超声波信号，以对所述监测区域进行水位高度测量；
温度传感器模块7，与所述主控模块1电连接，用于获取当前水位监测机的监测区域的温度数据；
LORA多点水位数据收集模块12，与所述主控模块1电连接，用于获取LORA网络中上一个水位监测机上报的水位数据。LORA多点水位数据收集模块12实质是LORA通信模块，多个LORA通信模块共同组成LORA网络,而这里的LORA通信模块主要是为了获取LORA网络中上一个水位监测机上报的水位数据，所以定义成LORA多点水位数据收集模块12；
在本优选实施方中，主控模块1控制按键输入模块8,通过按键进入校准灌片水位基准模式，以适用于不同灌片场合的水位测量。将校准后的水位基准H数据存于EEPROM数据存储模块9中，校准的水位基准在水位监测机于目标监测灌片安装好时就要设定好，同时校准后的水位基准实时显示在OLED液晶显示屏上。水位高度h=H-D, D为超声波探头到灌片液面的距离,由超声波传感器实时测量，所以只需要在超声波测得D后，由预设的水位基准减去就好了D就可以得到水位高度了，这都可以根据成熟的现有电路实现。
作为本实用新型的优选实施方式，所述其他水位监测机15还包括，
锂电池模块，与所述主控模块1电连接，用于在所述电源模块2暂停工作时，为水位监测机进行紧急供电；
所述锂电池模块包括锂电池3、太阳能光伏电能板5以及太阳能锂电池充电管理模块4，所述锂电池3用于进行供电，所述太阳能光伏电能板5用于将太阳能转化为电能并通过太阳能锂电池充电管理模块4为所述锂电池3进行充电。
在本优选实施方式中，考虑到节能以及持续监测的问题，为水位监测机增设备用电源，备用电源由锂电池3及其充电模块组成，其中充电模块通过将太阳能转化成电能并通过太阳能锂电池充电管理模块4为所述锂电池3进行充电，一方面利用了太阳能节能，另方面还能够在电源模块2宕机的时候进行供电，确保在电源模块2维修时也能够进行监测。
作为本实用新型的优选实施方式，所述其他水位监测机15还包括，
OLED液晶显示屏模块10，与所述主控模块1电连接，用于显示当前水位监测机的监测区域的水位基准、水位高度、温度数据的信息。
在本优选实施方式中，考虑到监测内容的可视化，增设OLED液晶显示屏模块10，显示内容可选择性的为水位基准H、水位高度h、周围环境温度、GPRS信号强度、电池电量、年月日等信息。
作为本实用新型的优选实施方式，具体的，所述上传云平台模块11基于GPRS模块构建，通过TCP/IP协议将当前水位监测机的监测数据上传到云平台13。
作为本实用新型的优选实施方式，具体的，所述主控模块1基于STM32L431单片机构建。
作为本实用新型的优选实施方式，为水位总监测机14以及其他水位监测机15对应设置编号，所述云平台13设置有自动报警模块，所述自动报警模块设置有阈值，当存在任意水位监测机所测量的水位数据达到所述阈值时，所述云平台13自动发送短信至预设的管理员IP，告知管理员达到阈值的水位监测机编号。
在本优选实施方式中，通过在云平台13增设一个自动报警模块，当存在任意水位监测机所测量的水位数据达到所述阈值时，所述云平台13自动发送短信至预设的管理员IP，进行告警提醒，能够智能地对管理员进行提醒。
作为本实用新型的优选实施方式，所述云平台13还能够允许用户通过终端16进行登录，在登录后能够获取由所述水位总监测机14上报的目标灌片的水位相关数据。
在本优选实施方式中，云平台13还能够管理人员可以通过手机APP登录云平台13查看灌片水位的实时信息。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于LORA的灌片多点水位测量系统，其特征在于，包括：
云平台服务器；
水位监测机组，设置于目标灌片，包括水位总监测机以及其他水位监测机，所述水位总监测机与其他水位监测机之间通过LORA网络通信连接，所述水位总监测机与其他水位监测机相对比，其他结构相同，多了一个上传云平台模块，所述水位总监测机通过所述上传云平台模块与所述云平台服务器通信连接，所述水位监测机组用于对目标灌区进行多点水位测量，并将测量数据上报至云平台服务器。
2.根据权利要求1所述的一种基于LORA的灌片多点水位测量系统，其特征在于，具体的，所述其他水位监测机包括，
主控模块；
电源模块，与所述主控模块电连接，用于为整个水位监测机供电；
水位基准校准模块，与所述主控模块电连接，包括按键输入模块以及EEPROM数据存储模块，其中，所述按键输入模块用于进入水位基准校准模式，以及获取所输入的校准后的水位基准，所述校准后的水位基准存储于所述EEPROM数据存储模块；
超声波收发器模块，与所述主控模块电连接，用于对当前水位监测机的监测区域发射以及接收超声波信号，以对所述监测区域进行水位高度测量；
温度传感器模块，与所述主控模块电连接，用于获取当前水位监测机的监测区域的温度数据；
LORA多点水位数据收集模块，与所述主控模块电连接，用于获取LORA网络中上一个水位监测机上报的水位数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于LORA的灌片多点水位测量系统，其特征在于，所述其他水位监测机还包括，
锂电池模块，与所述主控模块电连接，用于在所述电源模块暂停工作时，为水位监测机进行紧急供电；
所述锂电池模块包括锂电池、太阳能光伏电能板以及太阳能锂电池充电管理模块，所述锂电池用于进行供电，所述太阳能光伏电能板用于将太阳能转化为电能并通过太阳能锂电池充电管理模块为所述锂电池进行充电。
4.根据权利要求2所述的一种基于LORA的灌片多点水位测量系统，其特征在于，所述其他水位监测机还包括，
OLED液晶显示屏模块，与所述主控模块电连接，用于显示当前水位监测机的监测区域的水位基准、水位高度、温度数据的信息。
5.根据权利要求1所述的一种基于LORA的灌片多点水位测量系统，其特征在于，具体的，所述上传云平台模块基于GPRS模块构建，通过TCP/IP协议将当前水位监测机的监测数据上传到云平台。
6.根据权利要求2所述的一种基于LORA的灌片多点水位测量系统，其特征在于，具体的，所述主控模块基于STM32L431单片机构建。
7.根据权利要求1所述的一种基于LORA的灌片多点水位测量系统，其特征在于，为水位总监测机以及其他水位监测机对应设置编号，所述云平台设置有自动报警模块，所述自动报警模块设置有阈值，当存在任意水位监测机所测量的水位数据达到所述阈值时，所述云平台自动发送短信至预设的管理员IP，告知管理员达到阈值的水位监测机编号。
8.根据权利要求1所述的一种基于LORA的灌片多点水位测量系统，其特征在于，所述云平台还能够允许用户通过终端进行登录，在登录后能够获取由所述水位总监测机上报的目标灌片的水位相关数据。
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