专利名称：无线水位远程监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种监测系统，尤其是无线水位远程监测系统。
背景技术：
在航道运输业发达的今天，河流航道的水位变化对航道运输的安全起到决定性的 作用，在过去河流航道的水位监测都是人工方式的，在数字化信息快速发展的今天，水位监 测已经由人工监测方式转换为机械监测方式，但是在监测过程中仍然需要人工观察水位监 测机械所显示的每一时刻的水位变化，怎样能够把监测的数据准确无误的传输到远程的的 终端，已经成为测量行业里面一个重要研究的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以解决上述问题实现远程完成水位监测的无线水 位远程监测系统。 本发明采用如下技术方案一种无线水位远程监测系统，其特征在于，包括现场传 感器模块、基站模块、WEB发布模块。 现场传感器模块包括水位传感器模块、温度传感器模块、湿度传感器模块，基站模 块其MCU内嵌嵌入式操作系统OS，在操作系统的调度下，对硬件进行控制以完成相关操作。 现场传感器模块现场采集温度湿度和水位的信息并给出信息的模拟信号，将该模拟信号通 过A/D转换成数字信号，再通过电平转换芯片MAX232将232电平转换为TTL电平后传给 MCU中进行集中处理。 WEB发布模块是用来实现数据发布显示的部分。用户在远端计算机上接上接收模 块后，点击桌面的快捷方式即可进入到如下所示的界面。该部分通过设置串口的"端口 "， "波特率"，"奇偶校验"，"握手协议"，等属性和协议实现串口与PC机的连接和数据传递。当 用户点击"打开端口 "时系统将获取用户设置的串口相关属性，实现与串口设备连接，设备 如果就绪，则"GPRS状态"将以草绿色字体显示"在线"，如果设备出现异常，无法连接到PC 机，则给出对应的提示。"最新数据显示"可以实时显示数据库中的最新数据。根据"开始 时间"和"结束时间"可以查询所有这个时间段的数据，并且以分页的形式显示在下面的表 格中。 所述的嵌入式操作系统0S将所有事务分成4个任务来处理 任务1.定时(10us以上，可设定)对所有模拟通道进行A/D转化，再将转化的数
字量进行换算得到真实值。 任务2.定时(0. lms以上，可设定)对所有数据通道进行一次通信得到数据传感 器的采样数据。 任务3.定时(l分钟以上，可设定)将采集到的数据打包通过GPRS模块传送到远 程INTERNET服务器上。 任务4.等待GSM接收短信息并对信息内容进行解析。通过解析出的命令来设定系统的工作方式或执行相应动作。 本发明之无线水位远程监测系统是基于移动通信方式平台研制的水位信息数据 采集系统。由于采用了移动通信技术、网络通信技术和计算机等技术，确保了系统具有极高 的可靠性和经济性。特别适用于有线通信实现困难、野外无人值守、现场环境多变等情况下 水位信息数据的传送。在进行相关水位监测时，通过水位测点拓扑设计可以实现相关性研 究和比较研究。通过查阅了大量资料的基础上，与国内相关领域进行比较的基础上，可以得 到这样的结论，本系统在整体的实现上处于明显的领先水平。尤其系统软件部分的嵌入式 操作系统完全为自主开发。在获取实时数据的实现上，本系统除了利用中国移动的GPRS来 传递数据外，用户还可以利用短消息来方便的设置获取数据。
图1是本发明结构示意图； 图2为本发明系统电路各部分功能及详细连接图； 图3为本发明的电子电路图。 图4为本发明WEB发布的页面显示图 本发明的目的、功能及优点将结合实例，参照附图做进一步说明。
具体实施例方式参考图l-图4所示，本发明的具体实施步骤为传感器组一直处于等待命令状态， 0S内包含有一个定时器(一段程式)，会定时(这个时间可以根据用户的需要修改程式获 得)通过串口给传感器组一个传输当前水位的命令，然后传感器组就会把当前的水位、温 度和湿度转换成数字信号传给MCU。 0S对这些数据按照TCP/IP协议栈进行打包处理后，经 过一定的时间间隔后发给GPRS模块，经由中国移动网络到达接收GPRS模块，在这里会进行 相反的操作，将数据包拆解，交给WEB发布模块。在WEB发布端，利用多线程方法解析法读 取串口设备传输过来的十六进制数据。经过解析的数据将被存放在SQL数据库中。具体的 数据解析方法为使用一个1024位的BYTE数组，通过线程开始一个写入流，将从串口中的 数据写入这个数组中，当写到这个数组的末尾(第1024位)的时候，再从第一位开始写，新 写的数据将覆盖掉原来的数据。这个线程开始的同时，系统还将创建另外一个线程，这个线 程负责从这个BYTE数组中读取传过来的数据。当读到最后一位(第1024位)的时候，再 从第一位开始读。同时系统还要确定这两个线程不能碰头，(例写入流写到300位的时 候，读取流读的位置不能超过它，否则将引发异常，或者读取到空数据)快要碰头的时候将 会使对应的线程休眠一会。以确保程序的正常运行。这样通过一系列的判断操作，解析出 对应的数据，然后转换成十进制数据写入数据库中。
0发短信中科G至*********** (手机号)可获得实时数据
〇发短信中科ST至*********** (手机号)绑定接收数据手机
〇发短信中科SS至***********(手机号)设置发送数据时间间隔
〇发短信中科H至*********** (手机号)取消当前绑定手机
短信的功能实现如下所述 在OS中，系统定义的数据格式为密码+命令字+参数，这里设置密码是为了屏蔽垃圾短信，凡是字段中没有密码的，经OS判断后会立即被抛弃，合格的数据进入OS后，OS会 通过命令字来判断用户需要进行怎样的操作，如果解析出来的是G那么就是要获得当前的 数据，OS会给传感器组一个命令要求给出当前数据，再接到数据后，按照TCP/I P协议栈打 包后发给GSM模块，经由中国移动网发到用户手机上。如果解析出的命令字是ST，那么OS 会继续向后询问，在获得后面的参数后再进行前面的操作。其余的处理类似。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用 本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关 的技术领域，均同理包括在本发明专利保护范围内。
权利要求
一种无线水位远程监测系统，其特征在于，包括现场传感器模块、基站模块、WEB发布模块。现场传感器模块包括水位传感器模块、温度传感器模块、湿度传感器模块，基站模块其MCU内嵌嵌入式操作系统OS，在操作系统的调度下，对硬件进行控制以完成相关操作。现场传感器模块现场采集温度湿度和水位的信息并给出信息的模拟信号，将该模拟信号通过A/D转换成数字信号，再通过电平转换芯片MAX232将232电平转换为TTL电平后传给MCU中进行集中处理。WEB发布模块是用来实现数据发布显示的部分。用户在远端计算机上接上接收模块后，点击桌面的快捷方式即可进入到如图4所示的界面。该部分通过设置串口的“端口”，“波特率”，“奇偶校验”，“握手协议”，等属性和协议实现串口与PC机的连接和数据传递。当用户点击“打开端口”时系统将获取用户设置的串口相关属性，实现与串口设备连接，设备如果就绪，则“GPRS状态”将以草绿色字体显示“在线”，如果设备出现异常，无法连接到PC机，则给出对应的提示。“最新数据显示”可以实时显示数据库中的最新数据。根据“开始时间”和“结束时间”可以查询所有这个时间段的数据，并且以分页的形式显示在下面的表格中。
2. 如权利要求1所述的无线水位远程监测系统，其特征在于所述的嵌入式操作系统 0S将所有事务分成4个任务来处理任务1.定时(10us以上，可设定)对所有模拟通道进行A/D转化，再将转化的数字量 进行换算得到真实值。任务2.定时(0. lms以上，可设定)对所有数据通道进行一次通信得到数据传感器的 采样数据。任务3.定时(l分钟以上，可设定)将采集到的数据打包通过GPRS模块传送到远程 INTERNET服务器上。任务4.等待GSM接收短信息并对信息内容进行解析。通过解析出的命令来设定系统 的工作方式或执行相应动作。
全文摘要
本发明涉及一种监测系统，尤其是无线水位远程监测系统，包括现场传感器模块、基站模块、WEB发布模块；现场传感器模块将采集的水位信息通过基站模块和WEB模块传输给远程终端，完成远程终端水位监测的目的。本发明之无线水位远程监测系统是基于移动通信方式平台研制的水位信息数据采集系统。由于采用了移动通信技术、网络通信技术和计算机等技术，确保了系统具有极高的可靠性和经济性。特别适用于有线通信实现困难、野外无人值守、现场环境多变等情况下水位信息数据的传送。在进行相关水位监测时，通过水位测点拓扑设计可以实现相关性研究和比较研究。
文档编号H04L29/08GK101726341SQ200810225390
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月31日 优先权日2008年10月31日
发明者严科, 宫鹏, 李秀红, 程晓 申请人:中国科学院遥感应用研究所;北京秀英环境信息技术发展有限公司