[实用新型]多通道水库动态监控装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多通道水库动态监控装置，属于水文监控领域。

背景技术

对水库的水位、降雨量、现场情况的有效监管，对工农业生产、人民生活及防止自然灾害发生具有非常重要的意义。目前，水库的水文状态资料普遍是通过人员的定时现场巡视收集，然后再汇总上报，进行统计的；这种监管方式很难实现对水库水文数据和状况的适时监管，而且巡视人员劳动强度大，不能提供很好、适时的决策参考意见。并且通过巡视人员的汇报，水库监管人员很难获知水库的现场情况，也不利于对水库状况的有效监管。现在市场上还没有相应的水库水文数据和状态自动监管装置。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种自动化程度高，可适时采集水库的水位、降雨、温度、现场图像的多通道水库动态监管装置。

本实用新型的目的是这样实现的：一种多通道水库动态监控装置，它包括压力式水位计、翻斗式雨量计、摄像头、电源电路、智能主控机，它们之间通过电气连接组成一套完整的控制电路，其中智能主控机电路包括有放大器、单片机、主控单片机、GPRS模块、EEPROM存储器，压力式水位计内装有气压传感器芯片，气压传感器芯片的信号输出脚与放大器的输入脚相接，放大器的输出脚与单片机输入脚相接，单片机的TXD及RXD脚分别与主控单片机的RXD3和TXD3脚相接；翻斗式雨量计的一条输出线连接到主控单片机的地线，另一条输出线连接到主控单片机的外部中断脚；摄像头的图像输出信号线与主控单片机的输入脚相接，主控单片机的输出脚与GPRS模块的信号输入脚相接；EEPROM存储器的SCL及SDA脚与主控单片机的输入脚相接。

上述的多通道水库动态监控装置中，气压传感器芯片型号是TP100P，放大器型号是LM358，单片机型号是C8051F350，主控单片机型号是STR711FR2T6，GPRS模块型号是SIM300，EEPROM存储器型号是AT24LC64，温度传感器型号是DS18B20。

本实用新型具有如下优点：实时采集水位、雨量信息，实时监控现场图像，能传输信息到后台管理信息系统，将终端采集的数据存入数据库，实现直观的水文显示和技术分析。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

图1是本实用新型的方框图；

图2、3、4是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1～4所示，本实用新型的一种多通道水库动态监控装置，它包括压力式水位计1、翻斗式雨量计2、摄像头3、电源电路4、智能主控机5，它们之间通过电气连接组成一套完整的控制电路；本实用新型的智能主控机5电路包括有放大器7、单片机8、主控单片机9、GPRS模块10、EEPROM存储器11；压力式水位计1内装有气压传感器芯片6，气压传感器芯片6的信号输出脚与放大器7的输入脚相接，放大器7的输出脚与单片机8输入脚相接，单片机8的TXD及RXD脚分别与主控单片机9的RXD3和TXD3脚相接；翻斗式雨量计2的一条输出线连接到主控单片机9的地线，另一条输出线连接到主控单片机9的外部中断脚，摄像头3的图像输出信号线与主控单片机9的输入脚相接，主控单片机9的输出脚与GPRS模块10的信号输入脚相接，EEPROM存储器11的SCL及SDA脚与主控单片机9的输入脚相接。本实用新型的气压传感器芯片6型号是TP100P、放大器7型号是LM358、单片机8型号是C8051F350、主控单片机9型号是STR711FR2T6、GPRS模块10型号是SIM300、EEPROM存储器11型号是AT24LC64。

本实用新型的工作原理是这样的：采用自主研发的压力式水位计，此设备是通过测量水的压力进而率定水位，硬件是采用APM公司出产的TP100P气压传感器芯片，测量出的模似信号经过LM358放大器进行信号放大，再经过C8051F350芯片进行AD转换得出数字信号，并且经过C8051F350芯片的AD转换接口读取到DALLAS公司的DS18B20温度传感器测量的温度进行对压力传感器的温度补偿，经过C8051F350的MCU进行数据处理，得出的数据通过485总线芯片SP3485E发送到主控单片机9进行处理。485总线芯片与主控单片机9的连接方式是：A脚连接到主控单片机9的RXD0，即CPU的63脚。温度传感器是单线通讯方式，其总线引脚是接在C8051F35的24脚，运算放大器的输出脚与C8051F350的1脚相接。5V的工作电压连接到主控单片机9的5V电源。采用南京公司出产的翻斗式雨量计，该雨量计有分为：0.2mm和0.5mm的分辨力，降雨强度测量范围为0.1～4mm毫米/分。当降雨量达到定制的水斗的水满时会自动翻转，同时通过磁感应器得出一个脉冲，雨量计与主控单片机9的连接方式是：一条线连接到主控单片机9的地线，另一条线连接到主控单片机9的外部中断脚，即CPU的49脚。采用中星微公司出产的智能摄像头，摄像头光学部分为130万像素，具有拍摄控制、红外照明功能、能够实现自动照度补偿、图像JPEG压缩，并将压缩成JPEG格式图片数据通过458总线输出。摄像头工作在5V直流电压，它与主控单片机9的连接方式是：摄像头458总线的A线连接到主控单片机485总线的A脚，B线连接到主控单片机485总线的B脚。采用SIMCOM公司出产品的SIM300的GPRS模块，该模块具有语音、短信、GPRS功能。多通道水库动态监控装置是把采集到的水库水位、雨量、图片等信息通过该模块的GPRS网络发送到相关服务器的，该模块与主控单片机9的连接方式是：模块的TXD脚连接到CPU的RXD1脚，模块的TXD脚连接到CPU的TXD1脚。采用APM公司出产的TP100P气压传感器芯片测量出模似信号经过LM358放大器芯片进行放大，经过C8051F350芯片进行AD转换得出数字信号，并且经过C8051F350芯片的AD转换接口读取到DALLAS公司的温度传感器测量的温度进行对压力传感器的温度补偿，经过C8051F350的MCU进行数据处理，得出的数据通过串口发送到主控单片机9，主控单片机9的CPU对收到水位计发来的水压数据与此模块测出来的气压数据进行处理。C8051F350的MCU的TXD连接到主控单片机9的RXD3，C8051F350的MCU的RXD连接到主控单片机9的TXD3脚。输入总电源为直流12V稳压电源，外接12V直流电源供电给主机的同时对12V的备用蓄电池进行充电，当外接电源没供电时，备用电池可供给主控机用电为10天时间。采用AT24LC64的EEPROM存储相关数据。它与主控单片机9的连接方式是I2C总线方式连接，即AT24LC64的SCL脚接CPU的SCL0即CPU的47脚，SDA脚接CPU的SDA0即CPU的48脚。多通道接收软件是UDP的通讯方式，同时接收可达十条通道设备传过来的数据，可以根据各通道设备的仪器号自动在服务器系统建立相对应的文件名，并将接收到的数据组成文件自动入数据库。该软件可设置端口号、设置接收超时时间、设置接收线程、设置数据保存路径、与用版权许可证等特征，并有接收快，稳定的特点。后台管理信息软件是利用动态的方式显示实时的水位，利用曲线的方式显示水位，利用柱状的形式显示雨量，可以查询水库的基本情况表，可以查询水位库容关系曲线，可以查询水位过程的关系曲线，可以查询根据日期和时间查询降雨量，可以查询水库水温的直方表，可以查询水库的历史图片，可以修改用户信息，可以率定相关参数，可以进行仪器的管理，可以设置信息采集的时间段，可以把相关数据进行备份。本实用新型也适用于其他水利、气象、科研等部门的水位、雨量采集与图像监控需要。