地下水動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)射裝置制造方法
【專利摘要】一種地下水動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)射裝置，包括一組水位監(jiān)測(cè)儀、一組用于監(jiān)測(cè)地下水環(huán)境大氣壓的氣壓傳感器、一微處理器，用于接收前端水位監(jiān)測(cè)儀及氣壓傳感器所采集的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)進(jìn)行處理并輸出計(jì)算結(jié)果；一GSM傳輸模塊，用于以短信的方式將微處理器輸出的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送至中心站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中；一時(shí)鐘模塊；一電源單元，包括有一電池組、一個(gè)穩(wěn)壓可斷電源模塊和一個(gè)穩(wěn)壓常通電源模塊；一用于控制穩(wěn)壓可斷電源模塊工作狀態(tài)的上電控制模塊，所述電池組通過(guò)穩(wěn)壓常通電源模塊為其提供工作電壓；所述電池組通過(guò)穩(wěn)壓可斷電源模塊為氣壓傳感器和微處理器提供工作電壓。利用該裝置可以長(zhǎng)期遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)地下水動(dòng)態(tài)信息的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、傳輸、遠(yuǎn)程管理。
【專利說(shuō)明】地下水動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)射裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種對(duì)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)用的地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行配套使用的遠(yuǎn)程無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]地下水是水資源的重要組成部分，其在保障人民群眾飲水安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和維系生態(tài)平衡等方面發(fā)揮著極其重要的作用。由于地下水時(shí)空分布與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求不匹配，加之地表水和淺層地下水污染，一些地區(qū)大量不合理開采地下水，甚至出現(xiàn)地下水超采現(xiàn)象，引發(fā)了地下水水位持續(xù)下降、地面沉降、巖溶塌陷、海水入侵、土地退化等地質(zhì)災(zāi)害與生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。地下水環(huán)境的嚴(yán)峻形勢(shì)已經(jīng)成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。加強(qiáng)地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)，一方面是為制定開發(fā)利用和保護(hù)方案提供基礎(chǔ)資料，另一方面，也是檢驗(yàn)水資源開發(fā)利用是否合理，地質(zhì)環(huán)境保護(hù)措施是否得當(dāng)?shù)闹苯邮侄巍?br> [0003]現(xiàn)有監(jiān)測(cè)點(diǎn)絕大部分仍以人工測(cè)量為主，自動(dòng)化程度低，監(jiān)測(cè)精度差低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足監(jiān)控地下水開發(fā)利用程度以及進(jìn)行地下水動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)的要求。少數(shù)地區(qū)雖然安裝了自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，但一般采用的是定期現(xiàn)場(chǎng)提取方式工作，對(duì)監(jiān)測(cè)儀器的運(yùn)行狀況(工作狀態(tài)、電池狀態(tài)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)情況等)無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果監(jiān)測(cè)過(guò)程中監(jiān)測(cè)儀器發(fā)生了故障，只有在專業(yè)監(jiān)測(cè)人員取數(shù)據(jù)時(shí)才能發(fā)現(xiàn)并排除，這將造成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的丟失，嚴(yán)重影響地下水監(jiān)測(cè)的完整和質(zhì)量。
[0004]目前采用此類地下水監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行工作，主要存在的問(wèn)題和缺點(diǎn):
[0005](I)需要野外工作人員定期去儀器現(xiàn)場(chǎng)對(duì)儀器進(jìn)行操作、數(shù)據(jù)的采集，野外工作受環(huán)境因素影響干擾，工作人員工作量很大。
[0006](2)國(guó)內(nèi)的地下水監(jiān)測(cè)儀存在精度差、長(zhǎng)期穩(wěn)定性差、功耗大等缺點(diǎn)，不能有效地保證野外監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的有效性和完整性。
[0007](3)國(guó)外的有些監(jiān)測(cè)儀器也配備了無(wú)線傳輸裝置，但是價(jià)格昂貴，不適合國(guó)內(nèi)推廣使用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的主要目的是提供一種地下水動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)射裝置，利用該裝置可以長(zhǎng)期遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)地下水動(dòng)態(tài)信息的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、傳輸、遠(yuǎn)程管理。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了以下技術(shù)方案:
[0010]包括有一組水位監(jiān)測(cè)儀，其還包括:
[0011]一組用于監(jiān)測(cè)地下水環(huán)境大氣壓的氣壓傳感器；
[0012]一用于接收水位監(jiān)測(cè)儀及氣壓傳感器所采集的數(shù)據(jù)的微處理器；
[0013]所述的各水位監(jiān)測(cè)儀及各氣壓傳感器的輸出端接所述微處理器，該微處理器對(duì)接收的水位監(jiān)測(cè)儀及氣壓傳感器所采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行處理并輸出計(jì)算結(jié)果；[0014]一 GSM傳輸模塊，用于以短信的方式將微處理器輸出的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送至中心站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中；
[0015]一用于提供時(shí)鐘基準(zhǔn)的時(shí)鐘模塊；
[0016]一為上述各工作單元提供電源的電源單元，包括有一電池組、一個(gè)穩(wěn)壓可斷電源模塊和一個(gè)穩(wěn)壓常通電源模塊；
[0017]一用于控制穩(wěn)壓可斷電源模塊工作狀態(tài)的上電控制模塊，其控制輸出端接穩(wěn)壓可斷電源模塊的輸入端，所述電池組通過(guò)穩(wěn)壓常通電源模塊為其提供工作電壓；
[0018]所述電源單元中的電池組通過(guò)穩(wěn)壓可斷電源模塊為各氣壓傳感器和微處理器提供工作電壓。
[0019]所述地下水動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)射裝置中，所述的電池組采用四節(jié)串聯(lián)的一號(hào)堿性電池。
[0020]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0021]I)有利于突破瓶頸制約，提高監(jiān)測(cè)質(zhì)量，節(jié)約監(jiān)測(cè)地下水的成本；
[0022]2)提高了監(jiān)測(cè)設(shè)備的使用性能，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；
[0023]3)有利于解決重大公益性科技問(wèn)題，提高公共服務(wù)能力，同時(shí)，該產(chǎn)品的應(yīng)用廣泛，可提高工作效率、節(jié)約勞動(dòng)成本；
[0024]4)具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型地下水動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)射裝置系統(tǒng)構(gòu)成原理示意框圖。
[0026]圖2為本實(shí)用新型的時(shí)鐘模塊電路原理圖。
[0027]圖3為本實(shí)用新型的穩(wěn)壓常通電源模塊電路原理圖。
[0028]圖4為本實(shí)用新型的穩(wěn)壓可斷電源模塊電路原理圖。
[0029]圖5為本實(shí)用新型的上電控制模塊電路原理圖。
[0030]圖中:
[0031]I一電池組；2—穩(wěn)壓可斷電源模塊；3—穩(wěn)壓常通電源模塊；4一上電控制模塊；
5—時(shí)鐘模塊；6—?dú)鈮簜鞲衅鳎?—微處理器；8—存儲(chǔ)模塊；9一通訊接口模塊；10—水位監(jiān)測(cè)儀；11 一GSM傳輸模塊；12—中心站。
[0032]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0033]參閱圖1所示，本實(shí)用新型地下水動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)射裝置主要分為電源部分、氣壓傳感器部分、數(shù)據(jù)處理部分和GSM傳輸模塊等主要部分。其中，包括有一組水位監(jiān)測(cè)儀10，還包括:一組用于監(jiān)測(cè)地下水環(huán)境大氣壓的氣壓傳感器6 (直接選用數(shù)字氣壓傳感器為佳)，一微處理器7, — GSM傳輸模塊11, 一組電源單兀(包括一電池組1、一個(gè)穩(wěn)壓可斷電源模塊2和一個(gè)穩(wěn)壓常通電源模塊3)、一上電控制模塊4和一個(gè)時(shí)鐘模塊5。
[0034]所述的水位監(jiān)測(cè)儀10可以直接采用現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)和國(guó)外產(chǎn)的地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀；利用它們對(duì)地下水的水位進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)。
[0035]所述氣壓傳感器6主要用于監(jiān)測(cè)地下水環(huán)境大氣壓，為方便無(wú)線數(shù)據(jù)的傳輸，應(yīng)直接選用數(shù)字氣壓傳感器為佳。
[0036]上述的一組水位監(jiān)測(cè)儀10和一組氣壓傳感器6可以分別是一個(gè)(針對(duì)單個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn))，也可以分別是若干個(gè)(對(duì)應(yīng)若干個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn))。
[0037]所述微處理器7，接收來(lái)自水位監(jiān)測(cè)儀及氣壓傳感器所采集來(lái)的數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)進(jìn)行處理和輸出計(jì)算結(jié)果。本實(shí)施例中，微處理器選用了嵌入式處理器STC12C5A60S2。
[0038]所述的時(shí)鐘模塊5的電路原理圖如圖2所示，可采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片Ull(ISL12026)，其具有低功耗的優(yōu)點(diǎn)，在電池后備模式下具有很低的功耗，該時(shí)鐘模塊5為整個(gè)地下水動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)射裝置提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定的時(shí)鐘基準(zhǔn)，協(xié)調(diào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各部分的統(tǒng)一運(yùn)作。該時(shí)鐘芯片Ull同時(shí)也可以用作系統(tǒng)的上電喚醒源，其控制微處理器7按照事先設(shè)定好的時(shí)間以及間隔定期地喚醒本系統(tǒng)裝置采樣。為了是在本裝置在不工作時(shí)下保持?jǐn)嚯姞顟B(tài)，盡可能的降低系統(tǒng)的功耗。
[0039]所述電源單元包括一電池組1、一個(gè)穩(wěn)壓可斷電源模塊2和一個(gè)穩(wěn)壓常通電源模塊3。其中:
[0040]電池組I采用了相互串聯(lián)的四節(jié)一號(hào)堿性電池。
[0041]穩(wěn)壓常通電源模塊3輸出為3.3V，它的輸入電壓是6V，需要經(jīng)過(guò)降壓處理，參見圖3，本實(shí)施例中，采用了低壓差線性穩(wěn)壓器U1MAX1726，它的特點(diǎn)是超低電源電流，可以盡可能延長(zhǎng)電池的應(yīng)用。該穩(wěn)壓常通電源模塊3是需要為微處理器7、時(shí)鐘模塊5、通訊接口和上電控制模塊4 一直工作的電路保持上電狀態(tài)。
[0042]穩(wěn)壓可斷電源模塊2輸出電壓為3.3V，輸入電壓為6V，需要通過(guò)降壓處理到3.3V,選用的同穩(wěn)壓常通電源模塊3—樣的低壓差線性穩(wěn)壓器U2 MAX1726，參見圖4，該穩(wěn)壓可斷電源模塊2為微處理器7的存儲(chǔ)器、氣壓傳感器6以及上電控制模塊4等提供電源。氣壓傳感器6和微處理器7的存儲(chǔ)器等根據(jù)需要可斷供電。
[0043]參見圖5，所述的上電控制模塊4中采用了 DS2438智能電池監(jiān)測(cè)芯片，微處理器控制該DS2438智能電池監(jiān)測(cè)芯片對(duì)流入、流出電池塊電流自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，讓用戶對(duì)設(shè)備的電量有清晰地了解。
[0044]本實(shí)用新型地下水動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)射裝置工作時(shí)候把前端水位監(jiān)測(cè)儀所采集的數(shù)據(jù)通過(guò)通訊接口把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到微處理器7的存儲(chǔ)器內(nèi)，同時(shí)把氣壓傳感器的數(shù)據(jù)與之進(jìn)行匹配計(jì)算得到監(jiān)測(cè)的實(shí)際水位值后(此為現(xiàn)有技術(shù)，此處不贅述)，通過(guò)GSM傳輸模塊11采用短信的方式將數(shù)據(jù)發(fā)送至中心站12的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后穩(wěn)壓可斷電源模塊2掉電。工作人員只需坐在中心站的電腦旁就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和查詢，極大地提高了工作效率，具有非常廣泛的應(yīng)用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)了地下水動(dòng)態(tài)信息的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、傳輸和遠(yuǎn)程管理。
[0045]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型實(shí)施例揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種地下水動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)射裝置，包括有一組水位監(jiān)測(cè)儀，其特征在于還包括: 一組用于監(jiān)測(cè)地下水環(huán)境大氣壓的氣壓傳感器； 一用于接收水位監(jiān)測(cè)儀及氣壓傳感器所采集的數(shù)據(jù)的微處理器； 所述的各水位監(jiān)測(cè)儀及各氣壓傳感器的輸出端接所述微處理器，該微處理器對(duì)接收的水位監(jiān)測(cè)儀及氣壓傳感器所采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行處理并輸出計(jì)算結(jié)果； 一GSM傳輸模塊，用于以短信的方式將微處理器輸出的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送至中心站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中； 一用于提供時(shí)鐘基準(zhǔn)的時(shí)鐘模塊； 一為上述各工作單元提供電源的電源單元，包括有一電池組、一個(gè)穩(wěn)壓可斷電源模塊和一個(gè)穩(wěn)壓常通電源模塊； 一用于控制穩(wěn)壓可斷電源模塊工作狀態(tài)的上電控制模塊，其控制輸出端接穩(wěn)壓可斷電源模塊的輸入端，所述電池組通過(guò)穩(wěn)壓常通電源模塊為其提供工作電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)射裝置，其特征在于:所述電池組通過(guò)穩(wěn)壓可斷電源模塊為各氣壓傳感器和微處理器提供工作電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)射裝置，其特征在于:所述的電池組采用四節(jié)串聯(lián)的一號(hào)堿性電池。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK203455942SQ201320584342
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】史云, 馮建華, 張磊, 袁愛(ài)軍 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心