基于超声波检测与无线通信的水库水位监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于超声波检测与无线通信的水库水位监控系统，包括现场数据采集与控制单元、上位机智能监控与报警单元，所述现场数据采集与控制单元包括超声波测距模块、微控制器I、闸门控制模块、无线通信模块I、锂电池，微控制器I分别与闸门控制模块、无线通信模块I、锂电池、超声波测距模块相连，所述上位机智能监控与报警单元包括无线通信模块II、微控制器II、直流稳压电源、人机交互接口、显示器和键盘，微控制器II分别与无线通信模块II、直流稳压电源、人机交互接口相连，所述显示器、键盘分别与人机交互接口相连。本实用新型能够对水库水位进行智能控制和实时显示，并且具有结构简单、操作方便、性能可靠的优点。
【专利说明】基于超声波检测与无线通信的水库水位监控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子信息及通信工程领域，特别涉及一种基于超声波检测与无线通信的水库水位监控系统。
【背景技术】
[0002]我国水库数量众多，大部分水库为土筑堤坝，水位监测手段落后，不能实时掌握水库水位动态，日常管理十分不便，尤其是在汛期，不能实时掌握水库水位存在极大安全隐患；再加上水库位置大多比较偏僻，采用人工监测水位也存在诸多难题。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、操作方便、性能可靠的基于超声波检测与无线通信的水库水位监控系统。
[0004]本实用新型解决上述问题的技术方案是:一种基于超声波检测与无线通信的水库水位监控系统，包括现场数据采集与控制单元、上位机智能监控与报警单元，所述现场数据采集与控制单元包括超声波测距模块、微控制器1、闸门控制模块、无线通信模块1、锂电池，所述超声波测距模块与微控制器I相连，将采集到的水库水位信号送入微控制器I，微控制器I分别与闸门控制模块、无线通信模块1、锂电池相连，微控制器I将接收到的水库水位信号由无线通信模块I发出，所述上位机智能监控与报警单元包括无线通信模块I1、微控制器I1、直流稳压电源、人机交互接口、显示器和键盘，所述无线通信模块II与微控制器II相连，无线通信模块II接收无线通信模块I发出的水库水位信号并将此信号送入微控制器II，微控制器II分别与直流稳压电源、人机交互接口相连，所述显示器、键盘分别与人机交互接口相连，微控制器II将接收到的水库水位信号经人机交互接口送入显示器显示。
[0005]上述基于超声波检测与无线通信的水库水位监控系统中，所述现场数据采集与控制单元还包括太阳能电池组件和太阳能控制器，所述太阳能电池组件与锂电池相连，所述太阳能控制器分别与微控制器1、太阳能电池组件、锂电池相连。
[0006]上述基于超声波检测与无线通信的水库水位监控系统中，所述上位机智能监控与报警单元还包括声光报警器，所述声光报警器与微控制器I相连。
[0007]上述基于超声波检测与无线通信的水库水位监控系统中，所述上位机智能监控与报警单元还包括GPRS模块，所述GPRS模块与微控制器II相连。
[0008]本实用新型的有益效果在于:
[0009]1、本实用新型的微控制器I接收超声波测距模块发送的水库水位信号并将其与设定的警戒水位值进行比较，当达到警戒水位时输出相应的闸门控制信号至闸门控制模块以控制水库水位在安全的范围内，同时微控制器I通过无线通信模块将水库水位信号发送到微控制器II，并在显示器中对水库水位的实时显示；
[0010]2、当水库水位达到警戒水位时，微控制器II控制声光报警器启动声光报警，同时通过GPRS模块将报警信息以短信方式通知相关责任人以确保水库的安全；
[0011]3、操作者通过键盘给微控制器I发送相关控制信号以实现水库闸门的遥控开启或关闭，达到实时控制水库水位的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构框图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0014]如图1所示，本实用新型包括现场数据采集与控制单元16、上位机智能监控与报警单元17，所述现场数据采集与控制单元16包括微控制器11、闸门控制模块2、无线通信模块13、超声波测距模块4、太阳能控制器5、太阳能电池组件6和锂电池7，所述微控制器II分别与闸门控制模块2、无线通信模块13、超声波测距模块4、锂电池7、太阳能控制器5相连，所述太阳能电池组件6与锂电池7相连，所述太阳能控制器5与太阳能电池组件6、锂电池7相连；所述上位机智能监控与报警单元17包括微控制器118、无线通信模块119、人机交互接口 10、显示器11、键盘12、声光报警器13、GPRS模块14和直流稳压电源15，所述微控制器118分别与直流稳压电源15、人机交互接口 10、无线通信模块119、声光报警器13和GPRS模块14相连，所述显示器11、键盘12分别与人机交互接口 10相连。
[0015]微控制器I 1通过采集超声波测距模块4输出的水库水位信号或接收微控制器II 8发来的控制指令对水库闸门进行控制，同时还通过无线通信模块13和无线通信模块119将水库水位信号发送到微控制器II 8，微控制器II 8将水库水位信号输送到显示器11以实现水库水位的实时显示。
[0016]闸门控制模块2接收微控制器I1的控制指令以驱动闸门的开启或关闭。
[0017]无线通信模块I 3用于实现现场数据采集与控制单元16、上位机智能监控与报警单元17间的相互通信。
[0018]超声波测距模块4实现对水库水位的实时检测，并将检测到的水库水位信号传送给微控制器I1以供其采样。
[0019]太阳能控制器5用于控制太阳能电池组件6给锂电池7充电，并可在锂电池7电量不足时防止其过放电，以提高电池的使用寿命。
[0020]太阳能电池组件6将太阳能转换为电能给锂电池7充电，以解决因水库位置偏僻而供电不便的问题。
[0021]锂电池7存储太阳能电池组件6提供的电能并给微控制器I 1供电。
[0022]微控制器II 8通过无线通信模块13和无线通信模块119接收微控制器I 1发来的水库水位信号并通过显示器11进行实时显示，而当水库水位达到设定的警戒水位时微控制器II 8驱动声光报警器进行声光报警，并将报警信息通过GPRS模块14以短信方式发给相关责任人；同时微控制器II 8也可通过无线通信模块II 9和无线通信模块13给微控制器I 1发送相关控制信号，对水库闸门进行遥控开启或关闭操作。
[0023]人机交互接口 10与微控制器II 8、显示器11及键盘12相连，实现显示器11及键盘12与微控制器II 8之间的数据传输，即接收微控制器II 8输出的数据并传至显示器11进行显示，或将键盘12输入的数据传送给微控制器II 8。
[0024]声光报警器13用于在水库水位达到设定的警戒水位时发出声光报警。
[0025]GPRS模块14用于在水库水位达到设定的警戒水位时向相关责任人发送报警短信。
[0026]直流稳压电源15用于给微控制器II 8提供工作电源。
[0027]本实用新型的工作原理如下:微控制器I 1接收超声波测距模块4发送的水库水位信号并将其与设定的警戒水位值进行比较，当达到警戒水位时输出相应的闸门控制信号至闸门控制模块2，闸门开启以控制水库水位在安全的范围内，同时微控制器I 1通过无线通信模块13和无线通信模块119将水库水位信号发送到微控制器II 8，并在显示器11中对水库水位的实时显示；当水库水位达到警戒水位时，微控制器118控制声光报警器13启动声光报警，同时通过GPRS模块14将报警信息以短信方式通知相关责任人以确保水库的安全；操作者还可以通过键盘12输入闸门的控制信号，微控制器II 8将键盘12输入的控制信号经无线通信模块119、无线通信模块13传送给微控制器I 3，实现水库闸门的遥控开启或关闭，达到实时控制水库水位的目的。
【权利要求】
1.一种基于超声波检测与无线通信的水库水位监控系统，其特征在于:包括现场数据采集与控制单元、上位机智能监控与报警单元，所述现场数据采集与控制单元包括超声波测距模块、微控制器1、闸门控制模块、无线通信模块1、锂电池，所述超声波测距模块与微控制器I相连，将采集到的水库水位信号送入微控制器I，微控制器I分别与闸门控制模块、无线通信模块1、锂电池相连，微控制器I将接收到的水库水位信号由无线通信模块I发出，所述上位机智能监控与报警单元包括无线通信模块I1、微控制器I1、直流稳压电源、人机交互接口、显示器和键盘，所述无线通信模块II与微控制器II相连，无线通信模块II接收无线通信模块I发出的水库水位信号并将此信号送入微控制器II，微控制器II分别与直流稳压电源、人机交互接口相连，所述显示器、键盘分别与人机交互接口相连，微控制器II将接收到的水库水位信号经人机交互接口送入显示器显示。
2.如权利要求1所述的基于超声波检测与无线通信的水库水位监控系统，其特征在于:所述现场数据采集与控制单元还包括太阳能电池组件和太阳能控制器，所述太阳能电池组件与锂电池相连，所述太阳能控制器分别与微控制器1、太阳能电池组件、锂电池相连。
3.如权利要求1所述的基于超声波检测与无线通信的水库水位监控系统，其特征在于:所述上位机智能监控与报警单元还包括声光报警器，所述声光报警器与微控制器I相连。
4.如权利要求1所述的基于超声波检测与无线通信的水库水位监控系统，其特征在于:所述上位机智能监控与报警单元还包括GPRS模块，所述GPRS模块与微控制器II相连。
【文档编号】G05D9/12GK204178244SQ201420661392
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】张小平, 匡斯建 申请人:湖南科技大学