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地下水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):6041491閱讀:252來源:國知局

專利名稱::地下水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
:地下水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng)一、
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測系統(tǒng),尤其是涉及一種地下水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng)。二、
背景技術(shù)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,水文監(jiān)測技術(shù)在國內(nèi)外已達(dá)到一定的技術(shù)水平,不少技術(shù)人員致力于此技術(shù)的研究,并取得了一定的實(shí)質(zhì)性成果。國外地下水監(jiān)測工作起步相對較早,目前美國哈希和GW環(huán)境氣象儀器公司、荷蘭Micro-Diver公司、德國水文科技公司都生產(chǎn)先進(jìn)的傳感器和自記或遙測系統(tǒng)。如荷蘭Micro-Diver家族產(chǎn)品是全世界最小的可以自記地下水水位和溫度的儀器,該儀器內(nèi)部集成溫度和壓力傳感器、內(nèi)存和電池,外部為密封的不銹鋼材質(zhì),這使Micro-Diver完全不受潮濕或外部電流的影響,可以在任何監(jiān)測井中使用。德國地下水監(jiān)測設(shè)備供應(yīng)商HT公司和地下水軟件供應(yīng)商RIBEKA公司共同開發(fā)的地下水監(jiān)測系統(tǒng),荷蘭的Micro-Diver"地下水水位自動(dòng)監(jiān)測儀",從監(jiān)測設(shè)備和系統(tǒng)軟件上都代表了現(xiàn)在國際上的領(lǐng)先水平。我國地下水監(jiān)測工作起步晚,水文基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、采集設(shè)備、監(jiān)測技術(shù)落后,尤其是在傳感器技術(shù)的應(yīng)用方面,滿足不了現(xiàn)代化的長期自記、實(shí)時(shí)傳輸、便于査詢的需求,計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理的配套系統(tǒng)還有待推廣普及?,F(xiàn)在國內(nèi)的一些公司、科研院所在煤礦水文監(jiān)測方面的研究應(yīng)用也取得了一定的進(jìn)展,例如哈爾濱的"DX—1水文動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)"、煤科院西安分院的"KJ117礦井水壓實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)"、泰安市優(yōu)耐機(jī)械電子有限公司的"礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)"等,這些系統(tǒng)基本上實(shí)現(xiàn)了對地下各含水層水位的遙測,代表了國內(nèi)在水文監(jiān)測方面的先進(jìn)水平。國內(nèi)外水位監(jiān)測設(shè)備與系統(tǒng),存在以下不足①國內(nèi)產(chǎn)品監(jiān)測參數(shù)比較單一,有的只能測水位;②測量范圍有限、精度不高;③供電方式單一,不能方便的在野外惡劣環(huán)境使用;s④實(shí)時(shí)性差、無法滿足工作人員及時(shí)掌握地下水各種參數(shù)的變化情況;(D軟件分析處理能力弱、無法直觀的反映地下水水位變化趨勢,不能做到智能預(yù)測、預(yù)警;⑥國外產(chǎn)品針對的是常規(guī)的地下水監(jiān)測,不適應(yīng)國內(nèi)煤礦企業(yè)防治水的要求;⑦未從全局出發(fā)設(shè)計(jì)監(jiān)測系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),難以大范圍使用。三、
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決上述
背景技術(shù)
中的不足之處,提供一種地下水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng),其具有多參數(shù)監(jiān)測功能,高可靠性,適應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并具有完善的處理方法,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種地F水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng),其特征在于包括監(jiān)測主站,監(jiān)測主站通過網(wǎng)絡(luò)與地下水自動(dòng)監(jiān)測儀連接,監(jiān)測儀與壓力溫度一體化傳感器通過通訊電纜連接。GSM網(wǎng)絡(luò)短信招測內(nèi)容全為漢字顯示,系統(tǒng)滿足國家監(jiān)測中心、省級(jí)監(jiān)測中心、地市級(jí)監(jiān)測中心和縣級(jí)監(jiān)測中心四級(jí)水文監(jiān)測機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)完全共享。上述監(jiān)測儀主機(jī)包括單片機(jī),單片機(jī)通過接口模塊與傳感器連接,單片機(jī)上連有GSM模塊。單片機(jī)程序擁有漢字字模庫,實(shí)現(xiàn)短信漢顯。上述監(jiān)測主站包括工控機(jī),工控機(jī)上連有GSM模塊。上述壓力溫度一體化傳感器集成了陶瓷壓力傳感器和一線制數(shù)字溫度傳感器。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下①多參數(shù)監(jiān)測功能水位、水壓、水溫、明渠流量、管道流量等有關(guān)水文參數(shù);②高可靠性采用軟件自復(fù)位和硬件看門狗技術(shù),系統(tǒng)在無人值守情況下能可靠的運(yùn)行;監(jiān)測數(shù)據(jù)可通過通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸也可記錄于儀器內(nèi),儀器可保存七千多組數(shù)據(jù);③適應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)可采用有線和無線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置傳輸?shù)轿C(jī)系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行,既適用于地下水資源監(jiān)測預(yù)警,又適用于礦井水害預(yù)警;④完善的處理方法對于采集的水文信息采用多種方法以表格、曲線、報(bào)表、圖形等方式實(shí)現(xiàn)數(shù)字的動(dòng)態(tài)顯示與可視化輸出,并可進(jìn)行相應(yīng)的編輯、打印等操作,方便了用戶的直觀査詢使用;⑤數(shù)據(jù)共享利用動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)實(shí)現(xiàn)了水文數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布,以及水文數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享,方便了各相關(guān)部門用戶的數(shù)據(jù)查詢,滿足了國家監(jiān)測中心、省級(jí)監(jiān)測中心、地市監(jiān)測中心、縣級(jí)監(jiān)測中心對水文數(shù)據(jù)共享的要求;⑥科學(xué)的預(yù)測、預(yù)警功能利用等值線生成算法,實(shí)現(xiàn)了水壓、水位的等值線的繪制;利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)預(yù)測水位的變化趨勢,生成預(yù)警等值線圖,并有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的超限報(bào)警功能,為礦區(qū)的水文動(dòng)態(tài)分析提供了有力的控制與分析手段。⑦可建立了全國地下水監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。圖1為監(jiān)測中心與監(jiān)測分站構(gòu)成的監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;圖2為地下水自動(dòng)監(jiān)測儀的電路圖3為在監(jiān)測儀和監(jiān)測主站上增加GSMMODEM模塊的示意圖4為數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)示意圖,-圖5為壓力溫度一體化傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖6為監(jiān)測儀工作示意圖7為壓力溫度一體化傳感器原理和安裝示意圖;圖8為年地下水埋深過程線;圖9為同測站多年過程線比較;圖10為監(jiān)測成果表。圖中,1-避雷器,2-紅指示燈,3-時(shí)間繼電器線圈,4-開關(guān)電源,5-保險(xiǎn)管,6-時(shí)間繼電器延時(shí)開關(guān),7-綠指示燈,8-充電器,9-電池,10-時(shí)間繼電耱常閉開關(guān),11-單片機(jī),12-接口電路,13-放大器,14-壓力傳感器,15-溫度傳感器。五具體實(shí)施方式參見圖l,地下水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng),其特征在于包括監(jiān)測主站,監(jiān)測主站包括工控機(jī),工控機(jī)上連有GSM模塊。監(jiān)測主站通過網(wǎng)絡(luò)與地下水自動(dòng)監(jiān)測儀連接,監(jiān)測儀與壓力溫度一體化傳感器連接。監(jiān)測主站、網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)、監(jiān)測儀與監(jiān)測儀下掛接的各種傳感等組成了地下水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)統(tǒng)。監(jiān)測主站與監(jiān)測儀通過GSM通信網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成監(jiān)測系統(tǒng);系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送命令、接收數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。監(jiān)測主站接入企業(yè)局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)水文監(jiān)測系統(tǒng)和企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)一體化運(yùn)行。監(jiān)測儀主要由監(jiān)測儀主機(jī)、箱體、箱體內(nèi)部電路三部分組成。監(jiān)測儀箱體內(nèi)安裝有監(jiān)測儀主機(jī)、充電器、時(shí)間繼電器、避雷器、指示燈等。如圖2所示,交流電220V經(jīng)避雷器1、紅指示燈2、時(shí)間繼電器、綠指示燈7到開關(guān)電源4、充電器8,紅指示燈2亮,表示儀器供交流電,綠指示燈7亮,表示儀器供直流電,時(shí)間繼電器控制充電器8對電池9的充電時(shí)間,并由綠指示燈7顯示電池9的充電情況,以上連接使得監(jiān)測儀供電方式多樣化。監(jiān)測儀主機(jī)內(nèi)部包括有主板、GSM通訊模塊兩大組成部分。主板完成數(shù)據(jù)處理及計(jì)算等功能,GSM通訊模塊完成數(shù)據(jù)傳輸功能,在有手機(jī)訊號(hào)的地方就能完成數(shù)據(jù)的傳輸操作,使數(shù)據(jù)傳輸不受距離限制。地下水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng)包括A.GSM通訊網(wǎng)絡(luò)、Intranet和Internet網(wǎng)絡(luò)完美結(jié)合應(yīng)用本系統(tǒng)將GSM通訊網(wǎng)絡(luò)、Intranet和Internet網(wǎng)絡(luò)完美結(jié)合,實(shí)現(xiàn)監(jiān)瀕數(shù)據(jù)在監(jiān)測儀和監(jiān)測主站之間的數(shù)據(jù)傳輸,并通過軟件完成數(shù)據(jù)的處理分析,生成各種直觀的表格圖形化中文報(bào)表,達(dá)到輔助人工決策的目的。在監(jiān)測儀和監(jiān)測主站上增加GSMMODEM模塊,如圖3所示單片機(jī)系統(tǒng)中的軟件驅(qū)動(dòng)GSM模塊進(jìn)行短信數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收和分析。為了使得普通的短信能為控制儀器工作所用,將短信內(nèi)容格式固定,便于進(jìn)行信息內(nèi)容的解釋。數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)示意如圖4所示Intranet是企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的簡稱,它采用Internet相同的傳輸協(xié)議(TCP/IP協(xié)議)。不同的是Internet可以說是各種不同類型網(wǎng)絡(luò)的集合,數(shù)以萬計(jì)的政府機(jī)構(gòu)、企業(yè)、組織和個(gè)人甚至軍事部門都在使用它,而Intranet更像是局域化的Internet。它的使用者必須取得一定程度的授權(quán),這樣一來可以避免一些安全隱患。而這在Internet上是很難實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)隨著人們對Internet需求的迅速增長,網(wǎng)絡(luò)擁塞、數(shù)據(jù)傳遞速度緩慢的現(xiàn)象日益突出,難以滿足一些對實(shí)時(shí)性要求高的系統(tǒng)。本系統(tǒng)的監(jiān)測主站連接到Intranet,通過運(yùn)行CS版的客戶端數(shù)據(jù)處理軟件完成數(shù)據(jù)接收、處理和水文數(shù)據(jù)庫的維護(hù)。同時(shí),企業(yè)網(wǎng)內(nèi)部用戶可以通過CS或BS版數(shù)據(jù)處理軟件共享水文數(shù)據(jù)。Internet即國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),是以共享計(jì)算機(jī)軟、硬件資源和計(jì)算機(jī)通訊為目的多機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。人們通過文字、聲音、圖像在這個(gè)網(wǎng)上傳送信息,同時(shí)還把大大小小的電腦信息網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫并入這個(gè)網(wǎng)絡(luò),從而形成了全球性的信息空間,為用戶提供快捷的遠(yuǎn)程計(jì)算、資源共享和數(shù)據(jù)傳輸?shù)确?wù)。本系統(tǒng)通過設(shè)立WEB服務(wù)器和編制成的BS版數(shù)據(jù)處理軟件,實(shí)現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上的水文數(shù)據(jù)的査詢,可以滿足行業(yè)內(nèi)部一致于社會(huì)上了解地下水相關(guān)信息的需要。通過將以上所述的GSM網(wǎng)絡(luò)、Intranet和Intern改的有機(jī)結(jié)合,可以方便地實(shí)現(xiàn)水文數(shù)據(jù)庫的建立、維護(hù)和共享。B.圖形(曲線)報(bào)表二合一的報(bào)表本系統(tǒng)開發(fā)編程選用delphi作為客戶端軟件開發(fā)工具。由于選用的開發(fā)工具得當(dāng),本系統(tǒng)的曲線和報(bào)表功能豐富,并獨(dú)創(chuàng)了圖形(曲線灘表二合一的報(bào)表,為方便用戶分析數(shù)據(jù),輔助人工決策起到了很好的作用。Delphi下報(bào)表控件比較多,本系統(tǒng)選用FastReport完成報(bào)表功能。它內(nèi)置了TeeChart控件,可以在報(bào)表中顯示內(nèi)容豐富的曲線。圖8—圖10是系統(tǒng)生成報(bào)表的樣張。我們充分利用了FastReport的強(qiáng)大功能,根據(jù)用戶的實(shí)際需求,創(chuàng)建了報(bào)表曲線二合一的報(bào)表形式,深得用戶贊賞。本系統(tǒng)嚴(yán)格按照中華人民共和國水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[地下水監(jiān)測規(guī)范(TechnicaIstandardforgroundwatermonitoring)2005-12-19發(fā)布]設(shè)計(jì),系統(tǒng)應(yīng)用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫接口,滿足國家監(jiān)測中心、省級(jí)監(jiān)測中心、地市級(jí)監(jiān)測中心和縣級(jí)監(jiān)灘中心四級(jí)水文監(jiān)測機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)完全共享。A.完全符合國家地下水監(jiān)測規(guī)范的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)選用了Sql證扁。它具有使用方便、可伸縮性好、與相關(guān)軟件集成程度高等優(yōu)點(diǎn)。它還提供了很多工具,便于用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理。數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的核心,數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞,不僅影響到系統(tǒng)運(yùn)行的速度和成本,而且影響到系統(tǒng)的應(yīng)用、維護(hù)管理和數(shù)據(jù)更新。同時(shí)數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)決定了系統(tǒng)的功能和質(zhì)量,將直接影響用戶使用,因此,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)內(nèi)容豐富、結(jié)構(gòu)合理的數(shù)據(jù)庫,是系統(tǒng)建設(shè)能否成功的關(guān)鍵因素。為此數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)遵循一致性原則、完整性原則、安全性原則、可伸縮性原則和規(guī)范化原則等。以可擴(kuò)充性為例,在數(shù)據(jù)庫編程中,采用了設(shè)立模板表,并根據(jù)監(jiān)測量動(dòng)態(tài)建立其對應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄表的方法,使得應(yīng)用系統(tǒng)解決了適應(yīng)可變數(shù)量的監(jiān)測量而不需要對數(shù)據(jù)庫和程序做任何修改。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫表按照《地下水監(jiān)測規(guī)范》要求建立,因此可以實(shí)現(xiàn)國家監(jiān)測中心、省級(jí)監(jiān)測中心、地市級(jí)監(jiān)測中心和縣級(jí)監(jiān)測中心四級(jí)水文監(jiān)測機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)完全共享。B.層次清晰的三層物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用物理三層結(jié)構(gòu),分別稱為數(shù)據(jù)采集層(遙測分站),數(shù)據(jù)處理層(實(shí)時(shí)監(jiān)測主站),水文數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)絡(luò)發(fā)布層,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布與應(yīng)用。遙測分站所監(jiān)測數(shù)據(jù),可同時(shí)通過GSM網(wǎng)與縣級(jí)監(jiān)測中心、地市級(jí)監(jiān)測中心、省級(jí)監(jiān)測中心及測水員相連接;國家監(jiān)測中心、省級(jí)監(jiān)測中心、地市級(jí)監(jiān)測中心、縣級(jí)監(jiān)測中心通過互聯(lián)網(wǎng)交換數(shù)據(jù);各用戶通過互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)。由此可組成以下獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)模式遙測分站+縣監(jiān)測中心;遙測分站+地監(jiān)測中心;遙測分站+省監(jiān)測中心;遙測分站+縣監(jiān)測中心+地市監(jiān)測中心;遙測分站+縣監(jiān)測中心+地市監(jiān)測中心+省監(jiān)測中心;遙測分站+縣監(jiān)測中心+地市監(jiān)測中心+省監(jiān)測中心+國家監(jiān)測中心。這樣的體系結(jié)構(gòu)適合我國分區(qū)域分階段進(jìn)行地下水監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)。各省市甚至各縣可分別建立自己的系統(tǒng),最終形成一個(gè)全國范圍的地下水監(jiān)測系統(tǒng)。本實(shí)用新型采用頻率信號(hào)且低電壓供的電水位水溫一體化傳感器參見圖5,本系統(tǒng)配套的用來測量水位和溫度的傳感器為一體化壓力-溫度傳感器。壓力傳感器14通過放大器13和接口電路12與單片機(jī)11連接,溫度傳感器15通過接口電路12與單片機(jī)11連接。壓力傳感器為抗腐蝕的陶瓷型;溫度傳感器采用的是一線制數(shù)字溫度傳感器,具有體積小、測量范圍大、功耗低、精度高和穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。傳感器受到地下水壓力后并感知水溫后產(chǎn)生一組頻率,這組頻率通過高強(qiáng)度電纜傳到監(jiān)測儀,監(jiān)測儀經(jīng)過模擬信號(hào)/數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換和相關(guān)計(jì)算等處理,得出水位埋深值和水溫值,如圖6所示。壓力(水位)溫度一體化傳感器集成了陶瓷壓力傳感器和溫度傳感器,經(jīng)接口電路和A/D轉(zhuǎn)換電路把壓力和溫度信號(hào)經(jīng)過處理和整合(需測水位值時(shí),要根據(jù)與壓力對應(yīng)關(guān)系換算),形成頻率信號(hào)傳遞給監(jiān)測儀表頭。這樣的頻率信號(hào)可以傳輸遠(yuǎn)達(dá)上千米,也不容易受到干擾。本實(shí)用新型的工作過程地下水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng)主要由監(jiān)測主站和地下水自動(dòng)監(jiān)測儀(遙測分站)組成,遙測分站配有壓力、溫度一體化傳感器,傳感器測量到水位及水溫頻率值之后傳送給遙測分站,遙測分站通過內(nèi)部計(jì)算得出具體的水位及水溫值并顯示于遙測分站之上,主站配套軟件發(fā)送招測命令給分站集成電路上的GSM模塊,GSM通訊模塊通過短信將所監(jiān)測數(shù)據(jù)6組一打包發(fā)回給主站,并顯示于主站軟件,同時(shí),可通過手機(jī)短信發(fā)送命令給分站手機(jī)號(hào)碼招測實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù),分站收到命令后將指定數(shù)據(jù)以短信形式發(fā)回到招測手機(jī)號(hào)碼上。本實(shí)用新型的工作原理①遙測分站(地下水監(jiān)測儀)遙測分站由機(jī)箱、表頭、電源和壓力溫度一體化傳感器等。分站表頭包含了單片機(jī)、顯示屏、鍵盤、接口模塊和GSM模塊等。單片機(jī)通過運(yùn)行軟件控制分站完成各種指定功能;顯示屏采用中文顯示模式,可以顯示測量tfc據(jù)和配,盤進(jìn)行分站參數(shù)設(shè)置;GSM模塊用來實(shí)現(xiàn)將采集數(shù)據(jù)通過GSM短信形式發(fā)送給數(shù)據(jù)處理主站或指定的水文監(jiān)測員的手機(jī)。參見圖7,遙測分站以H-L-h為基本計(jì)算公式計(jì)算水位埋深。H:表示水位埋深值(水位埋深是指監(jiān)測井口固定點(diǎn)到水面的距離);L:表示傳感器放入孔口內(nèi)的線長;h表示探頭埋深(即壓力傳感器探頭在水面以下的距離)。壓力溫度一體化傳感器放入水面下,受到水壓而產(chǎn)生一組頻率,這組頻率通過高強(qiáng)度電纜傳到表頭,它通過模擬信號(hào)/數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換等處理,得出h值,因放入孔內(nèi)線長L一定,利用上述公式即可計(jì)算出H。計(jì)算出的水位埋M和溫度值在監(jiān)測儀的顯示器上顯示并可以通過內(nèi)置GSM通信模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)處理主站和相應(yīng)手機(jī)。GSM網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)GSM俗稱"全球通",GSM系統(tǒng)有幾項(xiàng)重要特點(diǎn)防盜拷能力佳、網(wǎng)絡(luò)容量大、手機(jī)號(hào)碼資源豐富、通話清晰、穩(wěn)定性強(qiáng)不易受干擾、信息靈敏、通話死角少、手機(jī)耗電量低。目前世界上主要的兩大GSM系統(tǒng)為GSM900及GSM1800,由于采用了不同頻率,因此適用的手機(jī)也不盡相同。前者發(fā)展的時(shí)間較早,使用的國家較多,后者發(fā)展的時(shí)間較晚,使用的國家也較少。物理特性方面,前者頻譜較低,波長較長,穿透力較差,但傳送的距離較遠(yuǎn),而手機(jī)發(fā)射功率較強(qiáng),耗電量較大,因此待機(jī)時(shí)間較短;而后者的頻譜較高,波長較短,穿透力佳,但傳送的距離短,其手機(jī)的發(fā)射功率較小,待機(jī)時(shí)間則相應(yīng)地較長。串口是計(jì)算機(jī)上一種非常通用的設(shè)備通信協(xié)議,大多數(shù)計(jì)算機(jī)包含兩個(gè)基于RS232的串口。串口同時(shí)也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議;很多GPIB兼容的設(shè)備也帶有RS-232口。同時(shí),串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。根據(jù)研究,制定的地下水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng)的通訊協(xié)議如下包頭DD包尾#13#10<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>波特率9600數(shù)據(jù)位8停止位1奇偶校驗(yàn)位無根據(jù)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)和本系統(tǒng)的需求,我們選用了GSM模塊和其短消息業(yè)務(wù)(SMS)完成控制命令和監(jiān)測數(shù)據(jù)的無線遠(yuǎn)程傳輸(見圖3.7)。遙測分站和數(shù)據(jù)處理主站均安裝GSM模塊,雙方通過GSMSMS雙向通訊主站向分站發(fā)送控制命令措示分站完成相應(yīng)的操作;分站以短信形式將監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送到主站或指定的手機(jī)。GSMSMS方式實(shí)現(xiàn)簡單,通信費(fèi)用低,數(shù)據(jù)可靠安全,保證了在無人值守下情況下對地下水的實(shí)時(shí)監(jiān)測。監(jiān)測儀可以分布在任何GSM網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋的地方,它的數(shù)量理論上可以無限多,實(shí)際上僅受GSM網(wǎng)絡(luò)吞吐量的影響,但是都能夠滿足大型的監(jiān)測系統(tǒng)的要求。數(shù)據(jù)處理主站上需要增加GSMModem模塊并為其提供穩(wěn)定的工作電源;遙測分站上也已集成了GSMModem模塊,見圖3。遙測分站(監(jiān)測儀)主要完成數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、數(shù)據(jù)編碼、加密,控制GSH模塊向主站發(fā)出打包后的數(shù)據(jù);主站主要完成獲取數(shù)據(jù),解碼,解密,將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫等功能。③壓力(水位)-溫度一體化傳感器本系統(tǒng)配套的用來測量水位和溫度的傳感器為一體化壓力-溫度傳感器。它的壓力傳感器為抗腐蝕的陶瓷型壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產(chǎn)生微小的形變;厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連接成一個(gè)惠斯通電橋(閉橋),由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng),使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)。溫度傳感器采用的是一線制數(shù)字溫度傳感器,具有體積小、測量范圍大、精度高等優(yōu)點(diǎn)。傳感器受到地下水壓力后并感知水溫后產(chǎn)生一組頻率,這組頻率通過高強(qiáng)度電纜傳到監(jiān)測儀,監(jiān)測儀經(jīng)過模擬信號(hào)/數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換和相關(guān)計(jì)算等處理,得出水位埋深值和水溫值。見圖6。壓力(水位)-溫度一體化傳感器集成了陶瓷壓力傳感器和溫度傳感器,經(jīng)接口電路和A/D轉(zhuǎn)換電路把壓力和溫度信號(hào)經(jīng)過處理和整合(霈測水位值時(shí),要根據(jù)與壓力對應(yīng)關(guān)系換算),形成頻率信號(hào)傳遞給監(jiān)測儀表頭。這樣的頻率信號(hào)可以傳輸遠(yuǎn)達(dá)上千米,也不容易受到干擾。本實(shí)用新型的工作方式地下水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng)采用手機(jī)短信發(fā)送命令方式,在主站內(nèi)部集成電路中集成有SIM手機(jī)卡,在遙測分站中同樣集成有GSM通訊模塊,配置有SIM卡,監(jiān)測主站通過主站卡號(hào)發(fā)送短信給分站手機(jī)卡號(hào),分站卡號(hào)收到短信后發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)給主站,主站接收數(shù)據(jù)并顯示,屬于單項(xiàng)通訊的半雙工工作方式。權(quán)利要求1、一種地下水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng),其特征在于包括監(jiān)測主站,監(jiān)測主站通過網(wǎng)絡(luò)與地下水自動(dòng)監(jiān)測儀連接,監(jiān)測儀與壓力溫度一體化傳感器連接。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的地下水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng),其特征在于監(jiān)測儀包括單片機(jī),單片機(jī)通過接口電路與壓力溫度一體化傳感器連接,單片機(jī)上連有GSM模塊。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的地下水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng),其特征在于監(jiān)測主站包括工控機(jī),工控機(jī)上連有GSM模塊。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的地下水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng),其特征在于壓力溫度一體化傳感器集成了陶瓷壓力傳感器和一線制數(shù)字溫度傳感器。專利摘要本實(shí)用新型涉及一種地下水自動(dòng)監(jiān)測測報(bào)系統(tǒng),其具有多參數(shù)監(jiān)測功能,高可靠性,適應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并具有完善的處理方法,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。本實(shí)用新型包括監(jiān)測主站,監(jiān)測主站通過網(wǎng)絡(luò)與地下水自動(dòng)監(jiān)測儀連接,監(jiān)測儀與壓力溫度一體化傳感器連接。監(jiān)測儀包括單片機(jī),單片機(jī)通過接口模塊與傳感器連接,單片機(jī)上連有GSM模塊。監(jiān)測主站上連有GSM模塊。壓力溫度一體化傳感器集成了陶瓷壓力傳感器和一線制數(shù)字溫度傳感器。文檔編號(hào)G01V9/00GK201352263SQ20082022210公開日2009年11月25日申請日期2008年10月27日優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日發(fā)明者秋興國申請人:秋興國
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