雨量實時監測預警系統的製作方法
2024-03-24 16:07:05 2
專利名稱：雨量實時監測預警系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雨量實時監測預警系統。
背景技術：
降雨觀測是氣象觀測一個重要的觀測項目，降雨的大小與分布對當地的地面徑流與地下水有著顯著的影響，所以必須加強降雨的全天候的觀測。
傳統的雨量監測預警方式有很多，例如利用影像監控設備對雨量實施畫面監控、採用雨量計定點監控等等。但是，這些監測預警方法一般都是監測預警精度不夠高、不易實時監測預警、耗電量大、不能通信等，存在很多問題。
另外，出現災害性降雨時，也沒有任何預報預警功能，及時提醒有關部門和人員採取措施。發明內容
針對上述的問題，本實用新型提供了一種高精度、能耗低、能實時顯示、具有預警功能的新型的雨量實時監測預警系統。
一種雨量實時監測預警系統，包括雨量採集單元和監控中心，其中，雨量採集單元包括一嵌入式微控制器，嵌入式微控制器連接有至
少一雨量計、至少一溫度傳感器、一 GPRS/CDMA ^t塊、 一日曆時鐘晶片、一EEPROM和一電源；監控中心包括接收和處理數據的數據處理單元、GPRS/CDMA通信單元、顯示單元和輸入模塊。
所述雨量計為雙閥容柵式雨量計。雙閥容柵式雨量計採用精密容柵位移傳感器，解析度是O. 01,完全滿足輸出精度0. lmm精度要求；雙閥容柵式雨量計負責雨量的採集，當降雨達到0.1mm時，輸出一個脈衝信號，供嵌入式微控制器採集和處理。
嵌入式微控制器實時監測預警雨量計，當採集到脈衝信號時，立刻將脈衝信號換算成雨量數據保存到EEPR0M中，使用實時日曆時鐘晶片記錄雨量的採集時刻，當到達系統的發送時刻，嵌入式微控制器通過GPRS/CDMA模塊將雨量數據發送到監控中心。另一方面，嵌入式微控制器通過溫度傳感器測量當前狀態下的氣溫，當.系統時鐘到達採集時刻，嵌入式微控制器通過溫度傳感器釆集當前的大氣溫度，並將溫度數據保存到EEPR0M中，同時保存溫度採集時刻，當系統時鐘到達發送時刻，嵌入式微控制器通過GPRS/C畫A模塊將當前的溫度數據發送到監控中心；溫度傳感器是比較成熟的一種傳感器，其精度很容易達到±0.5° C,測量範圍-55 +125° C。
所述電源包括至少一免維護蓄電池，免維護蓄電池連接有太陽能充電控制器和太陽能電池板。在白天有光照的情況下，太陽能電池板和太陽能充電控制器給免維護蓄電池充電，將電能保存到免維護蓄電池裡面，在無光照的情況下，免維護蓄電池為系統提供電能，保障系統的持續用電需求。
所述雨量採集單元裡的GPRS/CDMA模塊和監控中心裡的GPRS/CDMA通信單元是相互配合的，通過無線網絡連4妄。對雨量採集單元，使用GPRS/CDMA無線網絡同監測預警中心進行數據的傳輸，嵌入式微控制器通過RS232接口同GPRS/CDMA模塊通訊，同時嵌入式微控制器通過GPRS/CDMA模塊接收來自監控中心的命令，用於設置雨量採集單元的工作參數。嵌入式微控制器同監測預警中心使用Modbus通訊協議，有效保證數據通訊的可靠性。
同時雨量採集單元具有歷史數據存儲功能，在網絡或是監測預警中心出現不可避免的故障時，將數據保存到EEPR0M中。當故障排除以後，監測預警中心可通過讀取歷史數據功能，獲取故障期間未獲取的數據。
監控中心包括接收和處理數據的數據處理單元、GPRS/CDMA通信單元、顯示單元和輸入模塊。其主要作用為接收各個雨量採集單元的數據，並處理數據，形成資料庫，可以永久保存；可以形成動態走勢曲線，方便監測預警人員觀測；可以連接到網絡，進行網絡發布，即可以通過Internet訪問雨量的數據，方便各種人員及時查看當前降雨情況；可以遠程控制雨量採集單元，即通過GPRS/CDMA對雨量採集單元進行遠程控制，包括時間校正、參數設定、開關等，並可以對系統遠程在線升級。
另外，所述監控中心號設置有一預警決策單元、 一災情報警發布單元和一 GSM手機簡訊模塊單元。根據監控中心的接受和處理的實時雨量信息做出災情警報決策，並發出災情警報決策指令，具體來說可以通過GSM手機簡訊模塊單元發送給相關人員，也可以連接到網絡進行發布。
本實用新型提供的雨量實時監測預警系統，能夠實時監測預警雨量和溫度的大小，使用軟體和硬體的冗餘設計，保證系統長期穩定的運行；使用GPRS/C畫A技術，保證數據傳輸的實時性和使用成本的低廉性；採用太陽能和免維護蓄電池供電，保證系統供電的長期穩定；數據存儲在監控伺服器上，相應的軟體提供了實時數據顯示，歷史數據查詢，歷史曲線查詢等服務，實現數據的共享、永久保存、
顯示、列印才艮表和曲線；可經由Internet訪問^t據^務器，方侵_隨時查看數據，及時了解當前降雨情況。具有預警決策單元和災情報警發布單元，當出現災害性降雨時，可以提前發出報警信息，供相關部門和決策人員及時釆取防治措施。
圖1是本實用新型實施例的原理框圖；圖2是本實用新型實施例中雨量採集單元的原理框圖。
具體實施方式
下面以非限定性的實施例來進 一 步解釋、說明本技術方案。一種雨量實時監測預警系統，如圖l所示包括一雨量採集單元、
一監控中心，二者通過GPRS通訊。
其中，雨量採集單元如圖2所示，包括一嵌入式微控制器，並分別連接有一雙閥容4冊式雨量計、 一溫度傳感器、 一實時日曆時鐘、一GPRS模塊、一 EEPR0M和一免維護蓄電池，免維護蓄電池連接有一太陽能充電控制器和太陽能電池板。
監控中心包括接收和處理數據的數據處理單元、GPRS通信單元、顯示單元和輸入模塊。其主要功能是接收雨量採集單元的數據，並處理數據，形成資料庫，永久保存；形成動態走勢曲線，方便監測預警人員觀測；連接到網絡，進行網絡發布，即可以通過Internet訪問雨量的數據，方便各種人員及時查看當前降雨情況；遠程控制雨量採集單元，即通過GPRS對雨量採集單元進行遠程控制，包括時間校正、參數設定、開關等，並可以對系統遠程在線升級。
應用時，雙閥容4冊式雨量計在降雨達到0. lmm時輸出 一脈衝信號，供嵌入式微控制器採集和處理，嵌入式微控制器採集到脈沖信號時，立刻將脈衝信號換算成雨量數據保存到EEPR0M中，並使用實時日曆時鐘功能，記錄雨量的採集時刻，當達到系統設定的發送時刻，嵌入式微控制器通過GPRS模塊將雨量數據發送到監控中心的GPRS通信模塊，並傳輸給數據處理模塊進行數據處理。
另 一 方面，嵌入式微控制器通過溫度傳感器測量當前狀態下的氣溫，當系統時鐘到達採集時刻，嵌入式微控制器通過溫度傳感器採集當前的大氣溫度，並將溫度數據保存到EEPR0M中，同時保存溫度採集時刻，當系統時鐘到達發送時刻，嵌入式微控制器通過GPRS模塊將當前的溫度數據發送到監控中心；溫度傳感器是比較成熟的一種傳感器，其精度很容易達到±0.5° C,測量範圍-55 +125° C。
監控中心的數據處理模塊接收到信號後對數據進行處理，形成資料庫、動態走勢曲線等，並可以發布到網絡。同時，監控中心可以通過GPRS對雨量採集單元進行時間校正、參數設定、開關等。
在這個過程中，免維護蓄電池對系統供電，白天光照的情況下，太陽能電池板和太陽能充電控制器為免維護蓄電池充電，並將電能保存到免維護蓄電池中，在無光照的情況下，免維^蓄電池即可供電，保障系統的持續用電需求，節約電能。
權利要求1.一種雨量實時監測預警系統，其特徵在於包括至少一雨量採集單元和一監控中心、其中，雨量採集單元包括一嵌入式微控制器，嵌入式微控制器連接有至少一雨量計、至少一溫度傳感器、一GPRS/CDMA模塊、一日曆時鐘晶片、一EEPROM和一電源；監控中心包括接收和處理數據的數據處理單元、GPRS/CDMA通信單元、顯示單元和輸入模塊。
2. 根據權利要求1所述的雨量實時監測預警系統，其特徵在於所述監控中心號設置有一預警決策單元、一災情報警發布單元和一 GSM手機簡訊模塊單元。
3. 根據權利要求1所述的雨量實時監測預警系統，其特徵在於所述雨量計為雙閥容4冊式雨量計。
4. 根據權利要求1或2或3所述的雨量實時監測預警系統，其特徵在於所述電源包括至少一免維護蓄電池，免維護電池連接有太陽能充電控制器和太陽能電池板。
5. 根據權利要求4所述的雨量實時監測預警系統，其特徵在於所述雨量釆集單元裡的GPRS/CDMA模塊和監控中心裡的GPRS/CDMA通信單元是相互配合的，通過無線網絡連接。
專利摘要本實用新型涉及一種雨量實時監測預警系統，包括監控中心和至少一雨量採集單元，其中，雨量採集單元包括一嵌入式微控制器，嵌入式微控制器連接有至少一雨量計、至少一溫度傳感器、一GPRS/CDMA模塊、一日曆時鐘晶片、一EEPROM和一電源；監控中心包括接收和處理數據的數據處理單元、GPRS/CDMA通信單元、顯示單元和輸入模塊。本實用新型提供的雨量實時監測預警系統，能夠實時監測預警雨量和溫度的大小，使用軟體和硬體的冗餘設計，保證系統長期穩定的運行；使用GPRS/CDMA技術，保證數據傳輸的實時性和使用成本的低廉性；採用太陽能和免維護蓄電池供電，保證系統供電的長期穩定。
文檔編號H04W4/12GK201434913SQ20092002705
公開日2010年3月31日 申請日期2009年6月19日 優先權日2009年6月19日
發明者劉慶勇, 呂世超, 賈偉元 申請人:泰安市一開電氣有限公司