专利名称：低功耗水文遥测终端机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种低功耗水文遥测终端机。
背景技术：
目前在水利信息化行业，采集水文参数的遥测终端机由于大部分在野外工作，需要采用太阳能供电。水文参数的采集在部分经济发达地区采用自动采集传输的方式，在部分经济不发达地区采用现场监测人工记录的方式。现存的现场监测人工记录方式，已经不适应水利行业的发展，监测站建站费用高，工作效率低，某些参数不能做到实时全天候监测，所以自动采集传输式使用的遥测终端机应用越来越广泛。现有的自动采集传输方式使用的遥测终端机存在以下缺点(1)只有自报式的工作模式，水文参数不能做到实时监测；(2)由于功耗太高，在阴雨天气下不能长时间连续工作，降低了设备及系统工作的可靠性，不能达到有效监测水文参数的目的。

实用新型内容本实用新型的目的即在于克服现在技术的不足，提供一种低功耗水文遥测终端机，不仅可以自动发送采集数据到监测中心，还能够执行来自监测中心发送的控制命令，添加电源管理模块，能够有效降低整机的功耗。本实用新型是通过以下技术方案来实现的低功耗水文遥测终端机，包括防水机箱、主机、太阳能板和蓄电池，主机和蓄电池设置在防水机箱内，太阳能板设置在防水机箱夕卜，太阳能板和蓄电池与主机电连接，其特征在于所述的主机包括CPU核心单元及与CPU 核心单元连接的采集控制单元、数据通信单元、GPRS无线数传单元、充电控制单元、电源管理单元和人机界面单元，充电控制单元分别连接太阳能板和蓄电池，数据通信单元通过 GPRS无线数传单元连接远端的监测中心，所述的人机界面单元包括一个显示器和一个控制键盘。所述的采集控制单元上连接有雨量计，雨量计设置在机箱外。所述的采集控制单元上连接有水位计，水位计设置在机箱外。所述的雨量计为单触点或双触点的翻斗式雨量计。所述的水位计为13位以下格雷码输出的浮子式水位计。所述的防水机箱上正对于显示器的位置还设置有观察窗，工作人员通过观察窗观察当前采集的数据。所述的CPU核心单元上连接有一个存储器。所述的数据通信单元还可以通过备用通信设备连接到监测中心，备用通信设备可以为卫星通信终端等通信设备。本实用新型的工作模式分为三种(1)自报模式，是根据设定的时间间隔向监测中心发送监测到的水文参数，在没有采集参数和发送数据时，则位于待机状态；(2)查询应答模式，平时处于待机状态，在接受监测中心下达的查询命令后，根据命令采集并上传相应的水文参数；(3)兼容模式，是兼有自报模式和查询应答模式，即可以在设定的时间间隔向监测中心发送监测到的水文参数，在没有采集参数和发送数据时，则位于待机状态，也可以接受并应答监测中心下达的查询命令。本实用新型的有益效果是(1)不仅可自动发送采集数据到监测中心，还能够执行来自监测中心发送的控制命令；(2)添加电源管理模块，能够有效降低整机的功耗，保证装置在无日照的情况下的工作时间大于45天，满足了水文参数监测的需要。

图1为本实用新型的结构框图；图2为主机内部电路结构图；图3为本实用新型的通信示意图；图4为本实用新型在自报模式时的工作流程图；图5为本实用新型在查询应答模式时的工作流程图；图中，1-防水机箱，2-主机，3-太阳能板，4-雨量计，5-水位计，6-CPU核心单元， 7-采集控制单元，8-数据通信单元，9- GPRS无线数传单元，10-充电控制单元，11-蓄电池， 12-电源管理单元，13-人机界面单元，14-存储器。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例如图1、图2所示，低功耗水文遥测终端机，包括防水机箱1、主机2、太阳能板3和蓄电池11，主机2和蓄电池11设置在防水机箱1内，太阳能板3设置在防水机箱1外，太阳能板3和蓄电池11与主机2电连接，其特征在于所述的主机2包括CPU核心单元6及与 CPU核心单元6连接的采集控制单元7、数据通信单元8、充电控制单元10、电源管理单元12 和人机界面单元13，充电控制单元10分别连接太阳能板3和蓄电池11，数据通信单元8可以通过GPRS无线数传单元9连接远端的监测中心，还可以通过备用通信设备连接到监测中心，备用通信设备可以为卫星通信终端等通信设备。所述的人机界面单元13包括一个显示器和一个控制键盘。本实用新型的采集控制单元7上连接有雨量计4和水位计5，雨量计4和水位计5 设置在机箱1外，所述的雨量计4为单触点或双触点的翻斗式雨量计；水位计5为13位格雷码输出的浮子式水位计。雨量计4是通过翻斗信号触发CPU核心单元6中断进行累积计数，CPU核心单元6 通过累积数据计算实时降雨量，并发送数据到存储器14和显示器；水位计5由CPU核心单元6在设定时间间隔控制进行采集，并发送数据到存储器14和显示器。[0033]所述的CPU核心单元6上还连接有一个存储器14。所述的防水机箱1上正对于显示器的位置还设置有观察窗，工作人员通过观察窗观察当前采集的数据。外部有日照时，本实用新型的太阳能板3可以工作，通过充电控制单元10对蓄电池11进行充电，同时对本装置进行供电；外部无日照时，太阳能板3则不能工作，蓄电池11 即为本装置供电。本实用新型的太阳能板3、雨量计4和水位计5都通过电缆连接到主机2上，太阳能板3、雨量计4和水位计5上的电缆接进防水机箱1时采用电缆防水头进出线，防水等级达到IP66，满足野外工作的需要。本实用新型的电源管理单元12可对采集控制单元7、数据通信单元8、GPRS无线数传单元9、充电控制单元10和人机界面单元13进行全方位的电源控制，本实用新型工作时的电源状态分为激活状态和待机状态，在采集数据和收发数据时即处于激活状态，其他情况则位于待机状态。本实用新型的GPRS无线数传单元9的工作电流较大，但是其在待机时消耗电流小于4mA/12V，收发数据时的电流小于60mA/12V ；其他部件在待机状态时，消耗电流小于 lmA/12V，而采集数据时的工作电流小于3mA/12V。总的来说，本装置的平均工作电流小于 8mA/12V，在无日照的情况下，装置的持续工作时间大于45天，满足水文参数监测的需要。如图3所示，本实用新型一般以GPRS无线数传单元9直接连接监测中心为主通道；在GPRS无线数传单元9出现故障时，则先通过数据通信单元8连通卫星通信终端，再通过卫星通信终端连接到监测中心。工作人员可以通过人机界面单元13的控制键盘进行人工置数，并通过GPRS无线数传单元9发送人工置数到监测中心，工作人员还能通过控制键盘设置本装置的当前时钟。本实用新型的工作模式分为三种(1)自报模式，是根据设定的时间间隔向监测中心发送监测到的水文参数，在没有采集参数和发送数据时，则位于待机状态；(2)查询应答模式，可接受监测中心下达的查询命令，根据命令上传相应的水文参数。( 3 )兼容模式，是兼有自报模式和查询应答模式，即可以在设定的时间间隔向监测中心发送监测到的水文参数，在没有采集参数和发送数据时，则位于待机状态，也可以接受并应答监测中心下达的查询命令。如图4所示，为本实用新型在自报模式时的工作步骤当达到设定时间时，CPU核心单元6自动形成采集命令，并将采集命令发送到采集控制单元7，采集控制单元7即控制水位计5采集数据并将采集的数据回传到CPU核心单元6，CPU核心单元6即时存储数据到存储器14，并通过GPRS无线数传单元9将采集的水位数据和存储器14中的实时雨量数据一起发送到监测中心，CPU核心单元6还采集数据在显示器上显示。如图5所示，为本实用新型在查询应答模式时的工作步骤当CPU核心单元6通过 GPRS无线数传单元9接受到监测中心发送的查询命令时，CPU核心单元解析查询命令，查询命令一般分为两种，第一种是查询历史数据，历史数据即是存储器14中存在的已经采集的数据，则从存储器14中直接提取数据并将数据发送到监测中心；第二种是采集命令，则发送采集命令到采集控制单元7，采集控制单元7即控制水位计5采集数据并将采集的数据回传到CPU核心单元6，CPU核心单元6即时存储数据到存储器14，并通过GPRS无线数传单元9将采集的水位数据和存储器14中的实时雨量数据一起发送到监测中心，CPU核心单元 6还将采集数据在显示屏上显示。
权利要求1.低功耗水文遥测终端机，包括防水机箱(1)、主机(2)、太阳能板(3)和蓄电池(11)， 主机(2)和蓄电池(11)设置在防水机箱(1)内，太阳能板(3)设置在防水机箱(1)外，太阳能板(3)和蓄电池(11)与主机(2)电连接，其特征在于所述的主机(2)包括CPU核心单元(6)及与CPU核心单元(6)连接的采集控制单元(7)、数据通信单元(8)、充电控制单元 (10)、电源管理单元(12)和人机界面单元(13)，充电控制单元(10)分别连接太阳能板(3) 和蓄电池(11)，数据通信单元(8)通过GPRS无线数传单元(9)连接远端的监测中心，所述的人机界面单元(13)包括一个显示器和一个控制键盘。
2.根据权利要求1所述的低功耗水文遥测终端机，其特征在于所述的采集控制单元 (7 )上连接有雨量计(4 )，雨量计(4 )设置在机箱(1)外。
3.根据权利要求1所述的低功耗水文遥测终端机，其特征在于所述的采集控制单元 (7 )上连接有水位计(5 )，水位计(5 )设置在机箱(1)外。
4.根据权利要求2所述的低功耗水文遥测终端机，其特征在于所述的雨量计(4)为单触点或双触点的翻斗式雨量计。
5.根据权利要求3所述的低功耗水文遥测终端机，其特征在于所述的水位计(5)为 13位以下格雷码输出的浮子式水位计。
6.根据权利要求1所述的低功耗水文遥测终端机，其特征在于所述的防水机箱(1)上正对于显示器的位置设置有一个观察窗。
7.根据权利要求1所述的低功耗水文遥测终端机，其特征在于所述的CPU核心单元 (6)上连接有一个存储器(14)。
8.根据权利要求1所述的低功耗水文遥测终端机，其特征在于所述的数据通信单元 (8)还可以通过备用通信设备连接到监测中心。
专利摘要本实用新型公开了一种低功耗水文遥测终端机，包括防水机箱(1)、主机(2)、太阳能板(3)和蓄电池(11)，主机(2)包括CPU核心单元(6)及与CPU核心单元(6)连接的采集控制单元(7)、数据通信单元(8)、充电控制单元(10)、电源管理单元(12)和人机界面单元(13)，数据通信单元(8)通过GPRS无线数传单元(9)连接远端的监测中心，人机界面单元(13)包括显示器和控制键盘。本实用新型的有益效果是不仅可自动发送采集数据到监测中心，还能够执行来自监测中心发送的控制命令；添加电源管理模块，能够有效降低整机的功耗，保证装置在无日照的情况下的工作时间大于45天，满足了水文参数监测的需要。
文档编号G01F23/30GK202255556SQ201120392540
公开日2012年5月30日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者周云明, 梁菊兰, 程勇, 范亚非 申请人:成都交大光芒科技股份有限公司