本实用新型一种基于GPRS的农业用水在线监测系统，属于农业工程中的监测领域。
背景技术：
现阶段我国城乡建有星罗棋布的水泵站，在农业生产和人民生活中扮演了重要的角色。无论是在农田灌溉和排涝工程，还是各种供水工程和排水工程中，时时刻刻都有大量的泵站进行运作，吞吐大量的水量，同时还消耗了大量的电能。因此，准确地捕获泵房中水泵的吞吐量以及水泵的运行状态对于提高泵站的经济效益与社会效益，实现泵高效稳定运行具有重要的意义，同样得到了相关部门的重视。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种基于GPRS的农业水量在线监测系统，结合嵌入式技术和无线通信技术，以实现泵站水泵工作状态和抽水量的在线监测，进一步提高泵站工作的经济消息和社会效益，实现了农业水量监测的数字化、智能化、网络化水平。
一种基于GPRS的农业水量在线监测系统，包括：
若干水量监测节点、数据发送节点以及上位机监测终端，其中，
所述水量监测节点采集泵站中各个水泵的工作状态及抽水量，并通过485通信模块将采集到的数据传输至数据发送节点；
所述数据发送节点将各水量监测节点采集到的数据通过GPRS模块以无线传输方式发送至上位机监测终端；
所述上位机监测终端对泵站中各水泵工作状态及抽水量数据进行实时监测。
优选地，所述的水量监测节点包括处理器模块、数据显示模块、485通信模块、交流电流采集模块和电压转换模块，其中，所述处理器模块包括处理器，且所述处理器分别连接数据显示模块和485通信模块，所述处理器将交流电流采集模块采集的数据进行水泵工作状态的判定和抽水量的计算，并将处理后的数据分别传输至485通信模块和数据显示模块，所述485通信模块将接收到的数据传输至数据发送节点，所述电压转换模块分别为各模块进行电压供电。
优选地，所述的处理器为STM32F103RCT6处理器，所述数据显示模块采用2.8英寸TFT触摸屏，用于相关监测数据的显示。
优选地，所述的交流电流采集模块包括电流互感器以及与电流互感器输出端依次连接的放大电路、滤波电路和AD模块；所述的电流互感器负责对水泵控制装置进行电流模拟信号采集，采集的电流模拟信号从电流互感器输出端依次经过放大电路和滤波电路后，由AD模块对电流模拟信号进行模数转换后传输至处理器，由处理器进行对水泵工作状态的判定和抽水量的计算。
优选地，所述的数据发送节点包括GPRS模块，且所述GPRS模块与485通信模块连接，并将485通信模块传输来的各水量监测节点采集到的数据以无线传输方式发送至上位机监测终端。
优选地，所述的上位机监测终端基于TCP或UDP协议通信实时获取GPRS模块所传输各个水量监测节点的数据，并通过用户界面进行实时显示，实现实时监测。
有益效果：本实用新型提供的一种基于GPRS的农业水量在线监测系统，将嵌入式系统与远距离传输的GPRS模块结合使用，保证了监测的实时性与可靠性，提高了农业水量监测的数字化、智能化、网络化水平。与传统技术相比，本实用新型采用软硬件协同设计的方法，通过分析系统软硬件功能及现有资源，最大限度地挖掘软硬件之间的并发性，协同设计软硬件体系结构，以便系统充分利用现有的软硬件资源，缩短系统开发周期、降低开发成本、提高系统性能，避免了独立设计软硬件所带来的弊端。
附图说明
图1为本实用新型的一种基于GPRS的农业用水在线监测系统框图；
图2为本实用新型的处理器及外围电路原理图；
图3为本实用新型的电压转换模块的电路原理图；
图4为本实用新型的交流电流采集模块放大电路原理图；
图5为本实用新型的485通信模块接口电路。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
一种基于GPRS的农业水量在线监测系统，包括：
若干水量监测节点、数据发送节点以及上位机监测终端，其中，
所述水量监测节点采集泵站中各个水泵的工作状态及抽水量，并通过485通信模块将采集到的数据传输至数据发送节点；
所述数据发送节点将各水量监测节点采集到的数据通过GPRS模块以无线传输方式发送至上位机监测终端；
所述上位机监测终端对泵站中各水泵工作状态及抽水量数据进行实时监测。
优选地，所述的水量监测节点包括处理器模块、数据显示模块、485通信模块、交流电流采集模块和电压转换模块，其中，所述处理器模块（CPU模块）包括处理器，且所述处理器分别连接数据显示模块和485通信模块，所述处理器将交流电流采集模块采集的数据进行水泵工作状态的判定和抽水量的计算，并将处理后的数据分别传输至485通信模块和数据显示模块，所述485通信模块将接收到的数据传输至数据发送节点，所述电压转换模块分别为各模块进行电压供电。
优选地，所述的处理器为STM32F103RCT6处理器，所述数据显示模块采用2.8英寸TFT触摸屏，用于相关监测数据的显示。
优选地，所述的交流电流采集模块包括电流互感器以及与电流互感器输出端依次连接的放大电路、滤波电路和AD模块；所述的电流互感器负责对水泵控制装置进行电流模拟信号采集，采集的电流模拟信号从电流互感器输出端依次经过放大电路和滤波电路后，由AD模块对电流模拟信号进行模数转换后传输至处理器，由处理器进行对水泵工作状态的判定和抽水量的计算。
优选地，所述的数据发送节点包括GPRS模块，且所述GPRS模块与485通信模块连接，并将485通信模块传输来的各水量监测节点采集到的数据以无线传输方式发送至上位机监测终端。
优选地，所述的上位机监测终端基于TCP或UDP协议通信实时获取GPRS模块所传输各个水量监测节点的数据，并通过用户界面进行实时显示，实现实时监测。
本实用新型的工作原理如下：
如图1所示，本实用新型包括若干水量监测节点、数据发送节点以及上位机监测终端；其中所述的水量监测节点用于获取泵站中各个水泵的工作状态及抽水量，并通过485通信模块将采集到的数据传输至数据发送节点；所述的数据发送节点用于将各水量监测节点采集到的数据通过GPRS模块以无线传输方式发送至上位机监测终端；以上所述的上位机用于对泵站中个水泵工作状态及抽水量数据进行实时监测。
所述的水量监测节点包括处理器模块、数据显示模块、485通信模块、交流电流采集模块和电压转换模块。其中数据显示模块采用2.8英寸TFT触摸屏，用于相关监测数据的显示；485通信模块用于监测节点采集数据的上传；交流电流采集模块用于对水泵控制装置进行电流采集，所述电压转换模块分别为各模块进行电压供电。
如图2所示为处理器模块及其外围电路原理图，分别包括STM32F103RCT6处理器、复位电路和JTAG接口电路，其中复位电路的主要功能是完成系统上电复位以及系统运行故障时用户的按键复位；JTAG接口电路中的JTAG是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试以及对系统进行仿真、调试，这两个电路为常规技术手段，故而本实用新型未对复位电路和JTAG接口电路的具体连接关系详述，本领域技术人员可根据图2实现电路连接。
如图3所示为电压转换模块的电路原理图，其中由于交流电流采集模块和GPRS模块需要采用24V电压供电，处理器模块和485通信模块需要采用3.3V电压供电，数据显示模块需要采用5V电压供电；因此电压转换模块由220V/24V的AC/DC转化装置、24V/5V的LM2596稳压芯片、5V/3.3V的LM1117稳压芯片以及相关电容、和电感元件所构成，用于对以上所述模块分别进行电压供电，以保证整个系统的正常稳定运行，本实用新型中，电压转换模块为各模块供电属于常规技术手段，故而未加详述，本领域技术人员可根据图3实现电压转换模块的供电功能。
如图4所示，所述的交流电流采集模块主要包括电流互感器和与其输出端相连的放大电路、滤波电路和AD转换模块。电流互感器采用HCT921L型号，最大能够捕获100A的电流，通常水泵的启动电流为20~30A，互感器输出端为0~40mA电流信号，需要经过相关处理转化为0~3.3V电压才能传给处理器。R7电阻起I/V转换取样电阻的作用，电流信号在R7上产生一个对应电压，通过LM358进行放大对应的0~5V的电压信号。为了使输出电压在0~3.3V之间在处理器的工作电压范围内，在AD模块转换端口串联电阻起到分压作用。
水泵的抽水总量通过单位时间抽水量和运行时间的乘积计算得到，处理器通过AD模块获取到水泵控制装置的电流，与工作电流阈值进行比对，进行工作状态的判定和抽水量的计算，并将相关数据在LCD上实时显示，同时通过485通信模块传输至数据发送节点。
如图5所示，本实用新型的485通信模块电路原理图，485采用的是半双工通信机制，因此芯片的发送接收使能由一个GPIO的管脚控制，发送与接收管脚同处理器的串口连接，AB端口与GPRS模块的485端子连接。
所述的数据发送节点采用的“有人物联网技术有限公司”的USR-GPRS-G730款GPRS DTU，该DTU内置8位嵌入式处理器，内嵌完备的TCP/IP协议栈，抗干扰能力强，使用方便。
所述的上位机监测终端能够和GPRS模块建立连接，实时获取GPRS模块所传输各个水量监测节点的数据，并通过良好的用户界面进行实时显示，实现实时监测。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的两种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围 。