[发明专利]一种水文监测系统及设备

权利要求书

1.一种水文监测系统，其特征在于，包括控制模块、信号处理模块、通信模块以及电源模块：

所述控制模块用于对各模块所传递的信号进行采样、控制以及对数据的计算和分析；

所述信号处理模块用于扩展信号通道、测量各传感器所传递的信号以及对各所述传感器所传递的信号进行处理；

所述通信模块用于实现各模块以及各模块与网络之间的通信；

所述电源模块用于提供输入电源及对各模块的功耗控制。

2.根据权利要求1所述的水文监测系统，其特征在于，所述控制模块包括微控制器，所述微控制器用于对各模块所述传递的信号进行采样与控制以及对数据的计算与分析，所述微控制器能够监控多个通信接口，当有数据交互需求时，将数据存储器内的数据按照预设的协议格式推到对应的通信接口。

3.根据权利要求1所述的水文监测系统，其特征在于，所述信号处理模块包括多路复用器、信号继电器、电压测量电路以及电流测量电路，所述多路复用器用于扩展模拟信号通道，所述信号继电器用于切换电压信号和电流信号至所述电压测量电路和所述电流测量电路实现电压和电流信号输出传感器的测量。

4.根据权利要求3所述的水文监测系统，其特征在于，所述信号处理模块还包括开关量输入电路、开关量输出电路以及格雷码信号输入电路，所述开关量输入电路用于判断外部电气信号的通断状态，所述开关量输出电路用于驱动外部负载的供电，所述格雷码信号输入电路用于监控外部格雷码信号输出的水位计的输出信号。

5.根据权利要求1所述的水文监测系统，其特征在于，所述通信模块包括SDI-12串行总线驱动电路，所述SDI-12串行总线驱动电路用于测量基于SDI-12总线的传感器。

6.根据权利要求5所述的水文监测系统，其特征在于，所述通信模块还包括PoE以太网接口、无线局域网通信单元以及无线广域网通信单元，所述PoE以太网接口用于实现网络摄像头的接入，所述无线局域网通信单元用于实现近端数据的无线交互，所述无线广域网通信单元用于实现远端数据的无线交互。

7.根据权利要求6所述的水文监测系统，其特征在于，所述通信模块还包括RS485通信接口以及RS232通信接口，所述RS485通信接口用于驱动基于RS485接口的传感器，所述RS232通信接口用于驱动基于RS232接口的传感器，当监测点位没有网络覆盖时，可以通过所述RS232通信接口连接北斗设备，利用北斗系统传输报文。

8.根据权利要求1所述的水文监测系统，其特征在于，所述电源模块包括低功耗电源管理单元，所述低功耗电源管理单元用于实现各模块低功耗运行。

9.根据权利要求2所述的水文监测系统，其特征在于，所述控制模块还包括RTC实时时钟以及存储单元，所述RTC实时时钟用于对数据进行标记时间戳以及记录实时时间，所述存储单元用于存储微控制器采集到的各类同构或异构数据作为安全备份。

10.一种水文监测设备，其特征在于，所述水文监测设备包括微控制器、多路复用器、信号继电器、电压测量电路、电流测量电路、开关量输入电路、开关量输出电路、格雷码信号输入电路、SDI-12串行总线驱动电路、PoE以太网接口、无线局域网通信模块、无线广域网通信模块、RS485通信接口、RS232通信接口、低功耗电源管理模块、RTC实时时钟以及存储模块；

其中，所述微控制器控制所述多路复用器扩展模拟信号通道，所述微控制器通过所述信号继电器切换电压信号和电流信号至所述电压测量电路及所述电流测量电路实现电压和电流信号输出传感器的测量；所述微控制器通过监测所述开关量输入电路的信号，判断外部电气信号的通断状态；所述微控制器通过所述开关量输出电路驱动外部负载的供电；所述微控制器通过所述格雷码信号输入电路监控外部格雷码信号输出的水位计的输出信号；所述微控制器通过所述SDI-12串行总线驱动电路测量基于SDI-12总线的传感器；所述微控制器通过所述PoE以太网接口、所述无线局域网通信模块、所述无线广域网通信模块、所述RS485通信接口、所述RS232通信接口进行近端或远端的数据访问；所述微控制器通过所述低功耗电源管理模块实现各模块低功耗运行；所述微控制器通过所述RTC实时时钟实现对数据进行标记时间戳以及记录实时时间；所述微控制器通过所述存储模块存储所述水文监测设备采集到的各类同构或异构数据作为安全备份。