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一種降雨監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:6051624閱讀:154來源:國知局
一種降雨監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種降雨監(jiān)測系統(tǒng),包括:用于采集雨量的數(shù)據(jù)采集模塊,數(shù)據(jù)采集模塊上連接有無線傳輸模塊,數(shù)據(jù)采集模塊和無線傳輸模塊上均連接有供電模塊,無線傳輸模塊上連接有數(shù)據(jù)接收模塊。當(dāng)下雨時,通過設(shè)置于野外的數(shù)據(jù)采集模塊對雨量進(jìn)行實時監(jiān)控,采集雨量數(shù)據(jù),并通過無線傳輸模塊將雨量數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)接收模塊上,提供精確的、連續(xù)的監(jiān)測數(shù)據(jù),本實用新型由于采用無線技術(shù)對一些環(huán)境惡劣的山區(qū)進(jìn)行監(jiān)控,不僅可以擺脫線纜的束縛,同時安裝周期短、維護(hù)也方便、擴(kuò)容能力強(qiáng),為我們及時了解所需要的信息提供了極大的方便。
【專利說明】—種降雨監(jiān)測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無線傳輸、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)監(jiān)控領(lǐng)域,尤其涉及一種降雨監(jiān)測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]降雨是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害最重要和最活躍的自然因素,每年由于降雨而誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)不勝數(shù),其中以泥石流、滑坡、洪澇為主,如2010年8月7日22時發(fā)生于甘肅舟曲的泥石流致使1434人遇難,失蹤331人;2013年7月25日甘肅天水的泥石流:24人遇難I人失蹤;2011年9月17日發(fā)生于西安白鹿塬的灞橋滑坡造成32人遇難;2013年I月13日發(fā)生于云南昭通的鎮(zhèn)雄山體滑坡,共造成46人遇難,除了造成人員傷亡之外,這些地質(zhì)災(zāi)害還帶來了巨大的財產(chǎn)損失,嚴(yán)重的影響著水、電、交通等工農(nóng)業(yè)的安全,這對國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會穩(wěn)定產(chǎn)生非常不良的影響,為了最大限度地保證人民群眾生命財產(chǎn)安全,這己經(jīng)成為迫切需要解決的課題。
[0003]而在全球氣候變暖的大背景下,長歷時連陰雨、特大暴雨和短歷時強(qiáng)降雨等災(zāi)害性天氣呈現(xiàn)多發(fā)、并發(fā)的趨勢。隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展,降雨誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害造成的損失也日趨嚴(yán)重。由于降雨情況的復(fù)雜性,地質(zhì)災(zāi)害對降雨的響應(yīng)研究依舊是困擾科研人員的難題,如何針對降雨做好防災(zāi)減災(zāi)的工作,科研人員最重要的是進(jìn)一步加強(qiáng)降雨監(jiān)測預(yù)警的建設(shè)。以前的有限傳輸技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟,但是很多地質(zhì)災(zāi)害隱患點,受到微小的外因就可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域,由于所處地質(zhì)環(huán)境往往比較惡劣、地理位置比較偏僻、人煙稀少,監(jiān)測地點距離科研人員工作地點較遠(yuǎn),這給有限傳輸?shù)牟季€工程帶來了極大的不便,而今無線技術(shù)的日益成熟,GPRS的快速發(fā)展,單片機(jī)的智能運(yùn)用,為我們提供了多種多樣的監(jiān)控手段,采用無線技術(shù)對一些環(huán)境惡劣的山區(qū)進(jìn)行監(jiān)控,不僅可以擺脫線纜的束縛,同時安裝周期短、維護(hù)也方便、擴(kuò)容能力強(qiáng),為我們及時了解所需要的信息提供了極大的方便。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對上述缺陷或不足,本實用新型的目的在于提供一種降雨監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]為達(dá)到以上目的,本實用新型的技術(shù)方案為:
[0006]包括:用于采集雨量的數(shù)據(jù)采集模塊,數(shù)據(jù)采集模塊上連接有無線傳輸模塊,數(shù)據(jù)采集模塊與無線傳輸模塊上均連接有供電模塊,無線傳輸模塊上連接有數(shù)據(jù)接收模塊。
[0007]所述數(shù)據(jù)采集模塊包括相連接的雨量監(jiān)測儀和單片機(jī),單片機(jī)與供電模塊相連接,單片機(jī)的輸出端與無線傳輸模塊連接。
[0008]所述無線傳輸模塊為GPRS設(shè)備,GPRS設(shè)備通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)接收模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0009]所述數(shù)據(jù)接收模塊包括遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收中心。
[0010]供電模塊包括太陽能板、穩(wěn)壓裝置,以及蓄電池,蓄電池上連接有第一電壓轉(zhuǎn)換裝置和第二電壓轉(zhuǎn)換裝置,第一電壓轉(zhuǎn)換裝置上連接有第一內(nèi)電源,第一內(nèi)電源與無線傳輸模塊相連接;第二電壓轉(zhuǎn)換裝置上連接有第二內(nèi)電源,第二內(nèi)電源與數(shù)據(jù)采集模塊相連接。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)比較,本實用新型的有益效果為:
[0012]本實用新型提供了一種降雨監(jiān)測系統(tǒng),當(dāng)下雨時,通過設(shè)置于野外的數(shù)據(jù)采集模塊對雨量進(jìn)行實時監(jiān)控,采集雨量數(shù)據(jù),并通過無線傳輸模塊將雨量數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)接收模塊上,提供精確的、連續(xù)的監(jiān)測數(shù)據(jù),本實用新型由于采用無線技術(shù)對一些環(huán)境惡劣的山區(qū)進(jìn)行監(jiān)控,不僅可以擺脫線纜的束縛,同時安裝周期短、維護(hù)也方便、擴(kuò)容能力強(qiáng),為我們及時了解所需要的信息提供了極大的方便。
[0013]進(jìn)一步的,本實用新型的供電模塊采用太陽能板以及蓄電池連用,當(dāng)遇到天氣情況特別槽糕、太陽能板無法采集太陽能的情況,蓄電池可以提供連續(xù)穩(wěn)定監(jiān)測的電量,所以此系統(tǒng)可以長時間的穩(wěn)定監(jiān)測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型降雨監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖一;
[0015]圖2是本實用新型降雨監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖二 ;
[0016]圖3是本實用新型的單片機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0017]圖4是本實用新型的GPRS設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0018]圖5是本實用新型的航空插頭的接口結(jié)構(gòu)示意圖;
[0019]圖6是本實用新型的雨量監(jiān)測儀插口結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中,I為供電模塊,2為無線傳輸模塊,3為數(shù)據(jù)采集模塊,4為數(shù)據(jù)接收模塊,5為太陽能板,6為穩(wěn)壓裝置,7為蓄電池,8為第一電壓轉(zhuǎn)換裝置,9為第一內(nèi)電源,10為GPRS設(shè)備,11為雨量監(jiān)測儀,12為第二電壓轉(zhuǎn)換裝置,13為第二內(nèi)電源,14為單片機(jī),15為GPRS網(wǎng)絡(luò),16為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收中心,17為信號口。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型做詳細(xì)描述。
[0022]如圖1、2所示,本實用新型提供了一種降雨監(jiān)測系統(tǒng),包括:用于采集雨量的數(shù)據(jù)采集模塊3,數(shù)據(jù)采集模塊3上連接有無線傳輸模塊2,數(shù)據(jù)采集模塊3和無線傳輸模塊2上均連接有供電模塊I,無線傳輸模塊2上連接有數(shù)據(jù)接收模塊4 ;其中,數(shù)據(jù)采集模塊3包括相連接的雨量監(jiān)測儀11和單片機(jī)14,單片機(jī)14與供電模塊I相連接,單片機(jī)14的輸出端與無線傳輸模塊2連接;無線傳輸模塊2為GPRS設(shè)備10,GPRS設(shè)備10通過GPRS網(wǎng)絡(luò)15與數(shù)據(jù)接收模塊4進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,數(shù)據(jù)接收模塊4包括遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收中心16。
[0023]本實用新型中供電模塊I包括太陽能板5、穩(wěn)壓裝置6,以及蓄電池7,蓄電池7上連接有第一電壓轉(zhuǎn)換裝置8和第二電壓轉(zhuǎn)換裝置12,第一電壓轉(zhuǎn)換裝置8上連接有第一內(nèi)電源9,第一內(nèi)電源9與無線傳輸模塊2相連接;第二電壓轉(zhuǎn)換裝置12上連接有第二內(nèi)電源13,第二內(nèi)電源13與數(shù)據(jù)采集模塊3相連接。其中,蓄電池7電壓為12V,容量為100A.H,太陽能板5面積為1.2mX 1.2m,第一內(nèi)電源9的輸入電壓為12V,輸出電壓為2.5V,第二內(nèi)電源13的輸入電壓為12V,輸出電壓為4.5V。當(dāng)遇到天氣情況特別槽糕、太陽能板5無法采集太陽能的情況,蓄電池7可以提供連續(xù)穩(wěn)定監(jiān)測的電量,所以此系統(tǒng)可以長時間的穩(wěn)定監(jiān)測。
[0024]本實用新型的工作過程為:
[0025]太陽能板給蓄電池充電,保證蓄電池可以持續(xù)的輸出12V的穩(wěn)定電壓,蓄電池通過電壓轉(zhuǎn)換裝置分別給GPRS設(shè)備、單片機(jī)供電(二者的工作電壓不同),雨量監(jiān)測儀將數(shù)據(jù)傳入單片機(jī),單片機(jī)通過GPRS設(shè)備將數(shù)據(jù)傳到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收中心。
[0026]本實用新型的系統(tǒng)連接方式為:
[0027]如圖3、4所示,第二內(nèi)電源13連接單片機(jī)14,單片機(jī)14的輸入電壓為4.5V,其中,單片機(jī)14的GND接口連接第二內(nèi)電源13負(fù)極,單片機(jī)14的VCC接口連接第二內(nèi)電源13正極;
[0028]第一內(nèi)電源9連接GPRS設(shè)備10,第一內(nèi)電源9和GPRS設(shè)備10都有DVI線接口,二者通過DVI線相連,GPRS設(shè)備10的輸入電壓為2.5V ;
[0029]如圖5、6所示,雨量監(jiān)測儀11連接單片機(jī)14,【具體實施方式】:雨量監(jiān)測儀11的輸出信號口連接航空插頭的接口 c,單片機(jī)14的信號口 17連接航空插頭的接口 C,航空插頭的接口如圖5所示;
[0030]GPRS設(shè)備10連接單片機(jī)14?!揪唧w實施方式】:GPRS設(shè)備10的DVI線接口與單片機(jī)14的RS232接口的通過DVI線相連;
[0031]在GPRS設(shè)備10的SM卡插入口插入SM卡。
[0032]利用STC芯片燒寫軟件向單片機(jī)14的ISP接口燒入預(yù)編的雨量監(jiān)測VB程序,雨量監(jiān)測VB程序為現(xiàn)有程序。
[0033]數(shù)據(jù)接收模塊4:根據(jù)GPRS設(shè)10的串口參數(shù)波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和校驗位,直接設(shè)置接收電腦的參數(shù)與之匹配,本實用新型的GPRS設(shè)備遵守Comway協(xié)議北京天同誠業(yè)科技有限公司基于TCP/IP協(xié)議開發(fā)的通信協(xié)議,安裝Comway無線串口軟件ComWayWlSerial,添加新的串口映射,并命名為coml名字不固定,讀者可以任意定同時添加本實用新型的GPRS設(shè)備10,然后添加已經(jīng)命名好的虛擬串口,這樣監(jiān)測數(shù)據(jù)就會通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇邮諜C(jī)上。
[0034]監(jiān)測系統(tǒng)工作前,需要校檢GPRS設(shè)備10的連接情況,如圖4所示,打開電源開關(guān),為GPRS設(shè)備10供電,若PWR燈閃爍,說明GSM網(wǎng)絡(luò)注冊不成功,PWR燈常亮,即GPRS設(shè)備10完成了 GSM網(wǎng)絡(luò)注冊,若LINK燈常亮,說明GPRS設(shè)備14已經(jīng)連接到GPRS服務(wù)器,若DATA燈閃爍,GPRS設(shè)備10正在接收數(shù)據(jù)到接收機(jī)上,總之,為GPRS設(shè)備10供電以后,PffR燈常亮,LINK燈常亮,DATA燈閃爍,說明此時GPRS設(shè)備10在正常的運(yùn)行,正在接收數(shù)據(jù)到接收機(jī)。
[0035]雨量監(jiān)測儀為精密儀器,安裝時需要調(diào)整到水平,并且底座需要固定穩(wěn)定,這樣才能減少儀器之外帶來的其他誤差,使監(jiān)測數(shù)據(jù)更精確,同時該雨量監(jiān)測儀不需要供電,節(jié)省了電量的消耗。
[0036]基于上述步驟,供電模塊1、無線傳輸模塊2、數(shù)據(jù)采集模塊3、數(shù)據(jù)接收模塊4形成,供電模塊I連接無線傳輸模塊2,供電模塊I連接數(shù)據(jù)采集模塊3,監(jiān)測儀器模塊3連接無線傳輸模塊2,無線傳輸模塊2連接數(shù)據(jù)接收模塊4,構(gòu)成了一種降雨監(jiān)測系統(tǒng)。
[0037]利用一種降雨監(jiān)測系統(tǒng)對陜西某滑坡進(jìn)行了實例監(jiān)測,監(jiān)測時間10個月,監(jiān)測數(shù)據(jù)連續(xù)性較好,并且該系統(tǒng)功耗很低,遇到天氣情況特別槽糕、太陽能板無法采集太陽能的情況,蓄電池還是可以提供400小時的連續(xù)穩(wěn)定監(jiān)測的電量,所以此系統(tǒng)可以長時間的穩(wěn)定監(jiān)測,能夠適應(yīng)野外無人值守?zé)o電源或不用電源的地方,并且可以提供精確的、連續(xù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種降雨監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于,包括:用于采集雨量的數(shù)據(jù)采集模塊(3),數(shù)據(jù)采集模塊(3)上連接有無線傳輸模塊(2),數(shù)據(jù)采集模塊(3)與無線傳輸模塊(2)上均連接有供電模塊(I),無線傳輸模塊(2)上連接有數(shù)據(jù)接收模塊(4);供電模塊(I)包括太陽能板(5)、穩(wěn)壓裝置¢),以及蓄電池(7),蓄電池(7)上連接有第一電壓轉(zhuǎn)換裝置(8)和第二電壓轉(zhuǎn)換裝置(12),第一電壓轉(zhuǎn)換裝置(8)上連接有第一內(nèi)電源(9),第一內(nèi)電源(9)與無線傳輸模塊(2)相連接;第二電壓轉(zhuǎn)換裝置(12)上連接有第二內(nèi)電源(13),第二內(nèi)電源(13)與數(shù)據(jù)采集模塊(3)相連接;所述數(shù)據(jù)采集模塊(3)包括相連接的雨量監(jiān)測儀(11)和單片機(jī)(14),單片機(jī)(14)與供電模塊⑴相連接,單片機(jī)(14)的輸出端與無線傳輸模塊(2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降雨監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于,所述無線傳輸模塊(2)為GPRS設(shè)備(10),GPRS設(shè)備(10)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)(15)與數(shù)據(jù)接收模塊⑷進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降雨監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于,所述數(shù)據(jù)接收模塊(4)包括遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收中心(16)。
【文檔編號】G01W1/14GK204009120SQ201420159099
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】莊建琦, 馬鵬輝 申請人:長安大學(xué)
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