[发明专利]一种基于LoRa的智能铅鱼数据采集装置

说明书

本发明涉及一种基于LoRa的智能铅鱼数据采集装置，属于电子信息数据采集技术领域。本发明包括智能铅鱼数据采集系统、MCU数据处理模块、LoRa无线通信模块；智能铅鱼数据采集系统用于采集水文数据并将采集到的水文数据以电压信号的形式输入MCU数据处理模块，MCU数据处理模块将智能铅鱼数据采集系统传输过来的电压信号转换为数字信号后封装成数据包，再通过LoRa无线通信模块传输给水文测站。本发明解决了水文缆道数据测量存在的数据精度不高、采集不便、数据获取耗时长、实时性差的问题，结构简单，易于实现，适用于在恶劣天气环境下，水文测站要求实时便捷获取水域水文数据的场合。

技术领域

本发明涉及一种基于LoRa的智能铅鱼数据采集装置，属于电子信息数据采集技术领域。

背景技术

目前，水文信息对于水文测站进行水情监测具有重要意义。水文缆道数据测量因铅鱼所受冲力分配比重参数难以确定、干绳与湿绳悬索偏角和湿绳长的测量误差、缆道位移测量误差、铅鱼重量影响而导致数据测量精度不高的问题，水文缆道测量依靠手动记录数据，因而数据存在较大的测量误差、采集不便、数据获取耗时长，特别是在恶劣天气环境下，水文缆道测量很难满足水文测站实时便捷获取水域精确水文信息的要求。

已有和正在申请的专利主要集中于解决水文缆道的数据传输问题，“水文缆道测量系统（申请号：200620031761.4）”提出了一种能够检测流速，水面，水底信号的水文缆道测流系统和硬件实现方式，但没有解决数据传输方式和系统结构；“一种水文测站缆道式流速自动测量装置（申请号：201310085652.5）”提出了一种由ADCP控制器控制的自动测流系统，但并未解决数据传输问题；“水文缆道压力测深装置中的数据无线传输系统（申请号：201520979948.6）”解决的是通过短波实现铅鱼与水文缆道的数据传输，“一种甚低频水文缆道通信系统（申请号：201621365314 .2）”提出使用缆绳作为天线实现数据传输，并未提出传输数据的数据包格式和数据传输过程；“天然河流无人值守水文缆道远程自动测流方法及系统（申请号：201510352161.1）”提出了通过微波实现水文缆道的实时自动测流系统，但并未详细提出数据传输的具体规范。综上所述，已检索到的相关专利均无法解决上述提出的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种基于LoRa的智能铅鱼数据采集装置，用于解决水文缆道测量存在的水文数据精度不高、采集不便、数据获取耗时长、实时性差的问题。

本发明技术方案是：一种基于LoRa的智能铅鱼数据采集装置，包括智能铅鱼数据采集系统1、MCU数据处理模块2、LoRa无线通信模块3；所述智能铅鱼数据采集系统1与MCU数据处理模块2相连，MCU数据处理模块2与LoRa无线通信模块3相连，LoRa无线通信模块3把测量的水文数据传输至水文测站4；

所述智能铅鱼数据采集系统1用于采集水文数据并将采集到的水文数据以电压信号的形式输入MCU数据处理模块2，水文数据包括：入水开关量、触底开关量、流速仪开关量、水温数据、水压数据、铅鱼姿态数据；铅鱼姿态数据包括三轴加速度、三轴角速度、三轴磁场强度、欧拉角、气压；

所述MCU数据处理模块2将智能铅鱼数据采集系统1传输过来的电压信号转换为数字信号后封装成数据包，再通过LoRa无线通信模块3传输给水文测站4。

进一步地，所述MCU数据处理模块2与水文测站4之间水文数据的通信方法为：首先，水文测站4向LoRa无线通信模块3发送数据请求命令帧，LoRa无线通信模块3接收后响应此数据请求；然后，MCU数据处理模块2将采集到的水文数据封装为数据包后通过LoRa无线通信模块3向水文测站4发送数据包，水文测站4接收到数据包后根据数据包中的校验帧响应校验结果，校验结果正确则水文测站4向LoRa无线通信模块3发送确认帧并完成此次数据传输；校验结果错误则重复上述过程，若连续5次校验结果错误，则放弃本次数据传输，水文测站4系统报错。