[实用新型]一种地下水资源在线监测终端

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种地下水资源在线监测终端，属水资源电子监测技术领域。 

背景技术

水是基础性的自然资源和战略性的经济资源；也是人类生存和发展不可替代的自然资源。水旱灾害又是人类面临的主要自然灾害之一。随着我国国民经济的高速发展，人民生活水平得到不断提高，社会对水资源需求的数量与质量要求也越来越高。但由于我国地处东亚大陆，季风气候特征明显、降水时空分配不均、下垫面条件复杂、人口众多，致使全国洪涝灾害、干旱缺水、水土流失和水污染十分严重，水利面临的问题和矛盾趋于复杂，尤其是有限的水资源和不断增长的需求之间矛盾越来越尖锐。洪涝灾害、干旱缺水、水土流失、水污染四大水问题对我国全面建设小康社会已经构成严重制约。因此必须采用科学的手段开发、利用和管理好水资源，完善水利设施，兴利避害，造福人类。 

信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，也是我国产业优化升级和实现工业化、现代化的关键环节。水利信息化就是指充分利用现代信息技术，深入开发和广泛利用水利信息资源，包括水利信息的采集、传输、存储、处理和服务，全面提升水利事业活动效率和效能的历史过程。水利信息化可以提高信息采集、传输的时效性和自动化水平，是水利现代化的基础和重要标志。 

地下水资源自动化监测系统是指应用遥测、通信、计算机等技术，完成辖区内地下水资源的水位、水质等数据的实时采集、报送和处理的信息系统。它能提高水资源指标的测报速度和精度，改变以往仅靠人工测量水资源指标数据的落后状况。地下水资源自动态观测工作是合理开发利用、节约和保护地下水资源的重要依据，实施远程监测，提高动态观测工作的信息化水平，对建立健全地下地下水资源动态数据库，保障地下水资源的可持续利用具有重要意义，是当前我国大力推进的水利信息化的重要组成部分。 

目前国内外出现了有线网络和无线网络两种远程监测模式。有线网络检测方式主要采用INTERNET互联网完成远程数据传输。他将现场各个采样点通过通 信线将其连成网，根据通信方式的不同，可以有以太网、光纤网等等；这种方式也是现在广为使用的方式。由于数字信号远程传输的保真度高，不受时间和空间影响，因此检测结果可靠性高，可以实现真正意义上的实时在线远程监测。但是这种方式在网络铺设上投资巨大，而且受距离限制，各数据点之间的距离越远铺网的投资就要上升，主要适用于INTERNET网络普及的地区。无线网络远程监控采用无线通信技术，在GPRS、CDMA等网络产生以前需要自己单独构建无线网，要自己进行网络构建包括传输设备、中继站、传输协议制定，工作量比较大，同时抗电磁干扰能力差，容易产生信号失真。GPRS、CDMA等网络普及以后，这些问题均得到很好的解决。 

国内外目前GPRS、CDMA等远程数据终端主要采用“低端单片机+GPRS等模块”的模式实现，此方案的优点是硬件成本较低，但因为硬件功能较有限，在协议的开发和支持上都有一定的难度，因此只能实现少量的应用功能。 

发明内容

本实用新型的目的在于通过“高性能嵌入式微处理器+GPRS模块”的模式开展，设计开发一个嵌入式多功能地下水资源在线监测终端，对于我国开展地下水资源自动(在线)监测工作具有重要的意义，具有良好的经济效益和社会效益。 

本实用新型的技术方案是：一种地下水资源在线监测终端，主要由数据处理和控制模块、GPRS模块、以太网接口三部分组成。其中，数据处理和控制模块的核心是采用ARM核RISC结构的AT91SAM9260微处理器，本身自带RS-232串口和A/D模块，通过AT91SAM9260微处理器本身自带RS-232串口和A/D模块与现场仪实现通信连接。AT91SAM9260微处理器支持多任务操作系统，有利于多任务的并行处理，这里我们采用实时嵌入式操作系统Linux2.6作为底层支撑软件，该操作系统因内核功能强大，源码公开，便于移植，可剪裁，非常适合嵌入式微处理器运行。在数据处理和控制模块上固化了以linux2.6操作系统为基础的终端控制软件，用于终端各功能模块的初始和控制，软件层次结构如图3所示。 

地下水资源在线监测终端的GPRS模块利用西门子的MC55作为GPRS模块进行基于GPRS网络的移动数据通信，用于建立数据采集终端与INTERNET服务器的GPRS链路连接，AT91SAM9260微处理器通过自身的RS-232串口与GPRS模块通信， 实现设置驱动GPRS模块的功能。