[实用新型]一种大型水利工程渗流实时监测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于大型水利工程(如大坝、水利枢纽)的安全检测领域，特别涉及一种大型水利工程渗流实时监测系统。

背景技术

大坝，水建筑物挡水后因水位差发生渗流现象，使一部分水体渗入坝体和地基，在其地基中形成渗流场，导致发生流土、管涌或塌滑。资料显示，水利工程事故(特别是大坝事故)大部分是由渗流作用引起的。因此，对水利工程的渗流状态进行监测十分重要。

目前水利工程渗流监测的技术有，中国专利CN101694395A，一种水库大坝渗流流量的测量传输装置，有现场测量单元和室内接收单元；现场测量单元包括一套测量装置。中国专利CN103205987A，一种水坝排水孔渗流参数只能测控系统，它包括：安装于排水量孔底部的压力传感器，所述压力传感器用于测量排水压力；安装于排水口位置的测控装置，还有工控机。

基于GPRS的大坝渗流监测系统研究与实现(郑辉，北京交通大学，硕士论文，2011)该系统主要是由单片机终端和监控中心两大部分，开发了基于振弦式渗压计。

综上所述，现有技术对水利工程渗流监测起了较大的作用，是保证水利工程安全的一个重要手段，但也存在局限性。现有技术监测装置复杂，对于大型水利工程有多处渗流就不易进行监测，或投入的成本太高。

实用新型内容

为了克服现有技术的局限性，本实用新型采用无线传感网，以及信号去噪处理技术，并辅以一定的预测方法，实现大型水利工程(如大坝、水利枢纽)渗流进行实时监测。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案：

一种大型水利工程渗流实时监测系统，由监测节点、网关节点、监测中心电子计算机组成，监测节点是带有水声传感器的ZigBee无线传感网络节点，监测节点经网关节点通过GPRS网络与Internet网络将水利工程渗流的水流信息实时传输到监测中心计算机上，在计算机屏幕上自动显示所监测的各具体确实位置的水利工程渗流的水流变化值，当变化值超出规定阈值时，计算机上自动显示预警，同时将预警发送至操作人员手机上，计算机能预测水利工程渗流的发展趋势。

进一步的，监测节点由以下部件组成：水声传感器、信号调理电路、基于ZigBee通信协议的射频发射模块，其中摄像传感器通过信号调理电路与基于ZigBee通信协议的射频发射模块连接，且均与光电源连接，光电源上连有电源管理芯片，统一控制供电；基于ZigBee通信协议的射频发射模块上连接有液晶显示器和USB接口。

优选的，水声传感器为探索系列28kHz水声传感器。

优选的，基于ZigBee通信协议的射频发射模块是CC2430芯片。

进一步的，网管节点由以下部件：基于ZigBee通信协议的射频接受模块、微处理器、SIM卡座、GPRS模块顺次连接而成，它们均由风光电源供电，并由电源管理芯片统一执行供电管理。

优选的，微处理器选用AT91RM9200芯片。

有益效果

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)采用无线传感器网络特别适用大型水利工程的渗流实时监测，省去敷设大量导线、节约成本、降低施工难度；

(2)无线传感器网络监测节点结构简单、体积小、成本低，特别适合布置在大型水利工程中，对具有多处渗流进行监测；

(3)本实用新型无需人员定期巡回检查渗流，节约大量人力成本；

(4)本实用新型所述水声传感器放置于渗流中，可以不受气候的影响，24小时实施实时监测。

附图说明

图1是一种大型水利工程渗流实时监测系统；

图2是ZigBee网络监测节点原理图；

图3是ZigBee网络网关节点原理图。

其中，1.监测节点；2.网关节点；3.GPRS网络；4.Internet网络；5.监测中心计算机；6.水声传感器；7.信号调理电路；8.基于ZigBee通信协议的射频发射(接收)模块；9液晶显示器；10.USB接口；11.光电源；12.电源管理芯片；13.微处理器；14.风光电源；15.SIM卡座；16.GPRS模块。

具体实施方式

为使本申请的目的和技术方案更加清楚，以下结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。