一种闸前水位综合监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种闸前水位综合监测系统，包括水位传感器、模数转换器、微处理器、数据传输模块、人机交换服务器、闸门装置、太阳能电池组件、蓄电池装置；水位传感器采集闸前水位数据并通过模数转换器传输给微处理器，数据传输模块可与人机交互服务器实现双向通信，闸门装置通过接收人机交互服务器的指令，实现闸门启闭的远程控制，太阳能电池组件与蓄电池装置连接，为人机交互服务器以外的所有装置供电。本实用新型专利技术运用了水位传感器获得实时闸前水位，并与洪峰预报结合，实现了闸前水位的综合监测；空间占据小、智能化程度高，可长期对闸前水位进行监测和控制，做到了及时、准确、安全度汛，保证了人民生活及物资安全。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水利工程领域，具体地说是涉及一种闸前水位综合监测系统。
技术介绍
一直以来，小型水库的溢洪道闸门及农田水利中的小型闸门都采用比较原始的手动控制。随着国民经济的增长以及“四化同步”战略决策的提出，水利设施的自动化要求也逐步提高，促使小型水利工程及农田水利工程的自动化水平提高，基于此大背景之下的小型水利闸门的自动化问题成为未来发展的主要方向。现代科学技术的发展为跟踪闸前水位提供了可靠的观测设备，如水位传感器的精度可达±0.25％FS或者更高。但根据当前实际应用情况来看，小型水利工程闸前水位的监测主要存在以下几点问题：(1)水位的量测仍沿用水尺测量，观测人员读数时引入的数据误差难以解决；(2)自动化监测水平较低，采集的水位数据因延迟而不能同步给管理者，不仅阻碍溢洪道或闸门泄水作用得到发挥，在汛期还可能造成大坝漫顶或殃及两岸和下游；(3)延迟开闸泄洪可能使洪水对泄槽段底板及边墙或下游连接段造成较大的冲刷，从而缩短水工建筑物的寿命，增加除险加固的成本。
技术实现思路
本技术目的是为了克服现有技术中的不足，提供了一种闸前水位综合监测系统，能及时且精准地监测闸前水位，以空间占据小、智能测控的简易装置解决溢洪道泄水蓄水问题，省去了管理人员赶赴现场管理闸门的繁琐步骤，实现了闸门启闭的远程控制，做到及时准确、安全度汛，保证了人民生活及物资的安全。为了解决上述技术问题，本技术通过以下技术方案实现：一种闸前水位综合监测系统，包括水位传感器、模数转换器、微处理器、数据传输模块、人机交互服务器、闸门装置、太阳能电池组件、蓄电池装置；所述水位传感器与模数转换器连接，用于实时采集闸前水位以及将水位数据传输至模数转换器；所述模数转换器与水位传感器、微处理器连接，用于接收水位传感器传输的水位数据、将模拟信号转换成数字信号以及将数字信号传输至微处理器；所述微处理器与模数转换器、数据传输模块连接，用于接收模数转换器传输的数字信号、并将数字信号传输至数据传输模块，用于接收数据传输模块传 输的信号；所述数据传输模块与微处理器、人机交互服务器、闸门装置连接，用于接收微处理器传输的数字信号、并将数字信号传输至人机交互服务器和闸门装置，用于接收人机交互服务器发送的信号、并将信号传输至微处理器；所述人机交互服务器包括后台数据库和终端操作界面，与数据传输模块连接；所述后台数据库用于存储数据传输模块传输的数字信号并供后期调用，所述终端操作界面作为数据终端用于同步显示实时数据；所述闸门装置包括闸门和控制器，与数据传输模块连接，用于接收数据传输模块传输的来自人机交互服务器的闸门启闭指令，控制闸门的开启和关闭；所述太阳能电池组件与蓄电池装置连接，用于给水位传感器、模数转换器、微处理器、数据传输模块以及闸门装置供电。水位传感器将采集到的水位数据传输至所述模数转换器，模数转换器将模拟信号转换成数字信号再传输至微处理器；微处理器将接收到的数字信号通过数据传输模块发送至人机交互服务器中进行存储和实时显示；数据传输模块可与人机交互服务器实现双向通信，闸门装置通过接收人机交互服务器的指令，实现闸门启闭的远程控制；太阳能电池组件与蓄电池装置连接，为人机交互服务器以外的所有装置供电，太阳能组件经过蓄电池装置的稳压处理后实现充、放电；蓄电池装置可在当太阳能组件产生的电能大于整套装置运行消耗时储存电能；当太阳能组件产生的电能不足以供给整套装置运行时，自动切换至蓄电池供电；从而实现在供电不足的情况下快速将太阳能供电状态转换为蓄电池供电状态，避免因突然停电造成采集数据丢失，具有自动化程度高和智能运行的优点。进一步的，所述水位传感器选用压力式水位传感器。压力式水位传感器具有精度可靠、安装方便、耐腐蚀和数据能远程传输等特点，可满足溢洪道浑浊水质的水位量测要求，并能实时、连续监测溢洪道闸前水位的变化，为闸门启闭提供数据基础。进一步的，所述数据传输模块采用GPRS通讯模式，与人机交互服务器实现双向通信。数据传输模块采用GPRS通讯模式，数据可在较大范围内进行实时传输，同时安装完成后只需进行软件升级而无需进行硬件改动，具有通信质量好、实时传输速度快、后期易维护等优点；数据传输模块采用Socket TCP/IP协议，可与所述人机交互服务器实现双向通信，即数据传输模块可将数字信号发送至人机交互服务器，同时管理者可在人机交互服务器上将下达的闸门启闭指令通过数据传输模块反馈至微处理器，实现闸门启闭的远程控制。进一步的，所述太阳能电池组件采用非晶硅太阳能板。采用非晶硅太阳能板，在弱光条件下也可将太阳能转换成电能，满足野外条件下严苛的供电要求。进一步的，所述蓄电池装置采用UPS蓄电池。可在供电不足的情况下快速将太阳能供电状态转换为蓄电池供电状态，避免因突然停电造成采集数据丢失。与现有技术相比，本技术的有益效果是：使用了水位传感器获得实时闸前水位，结合了水位数据和洪峰预报，实现了闸前水位的综合监测及闸门启闭的远程控制，做到及时准确、安全度汛，延长了水工建筑物使用年限；本技术空间占据小、智能化程度高且无需外界电源供电，无需耗费人力即可长期对闸前水位进行实时监测和管理，为蓄泄及闸门启闭决策提供有效指导。附图说明图1是本技术的模型结构图。图中：1为水位传感器；2为模数转换器；3为微处理器；4为数据传输模块；5为人机交互服务；6为闸门装置；7为太阳能电池组件；8为蓄电池装置。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步描述：如图1所示，本技术是一种闸前水位综合监测系统，包括水位传感器1、模数转换器2、微处理器3、数据传输模块4、人机交互服务5、闸门装置6、太阳能电池组件7、蓄电池装置8。所述水位传感器1将采集到的水位数据传输至所述模数转换器2，所述模数转换器2将模拟信号转换成数字信号，为微处理器3所使用。所述微处理器3与所述模数转换器2和所述数据传输模块4连接，并将接收到的数字信号通过数据传输模块4发送至人机交互服务器5中进行存储和实时显示，同时管理者可在人机交互服务器5上将下达的闸门启闭指令通过数据传输模块4反馈至微处理器3，实现闸门启闭的远程控制。所述闸门装置6所述数据传输模块4连接，可接收所述人机交互服务器5通过的闸门启闭指令，控制闸门的开启和关闭，实现闸前水位的控制。所述太阳能电池组件7与所述蓄电池装置8连接，采用非晶硅太阳能板，在弱光条件下也可将太阳能转换成电能，满足野外条件下严苛的供电要求，经过蓄电池装置8的稳压处理后实现充、放电。上述实例中：所述水位传感器1选用压力式水位传感器，具有精度可靠、安装方便、耐腐蚀和数据能远程传输等特点，可满足溢洪道浑浊水质的水位量测要求，并能实时、连续监测溢洪道闸前水位的变化，为闸门启闭提供数据基础，压力式水位传感器固定于溢洪道控制段或水闸闸室段闸门底部。所述模数转换器2与水位传感器1连接，所述水位传感器1将采集到的水位数据传输至 所述模数转换器2，所述模数转换器2将模拟信号转换成数字信号才能被所述微处理器3使用。所述微处理器3与所述模数转换器2和所述数据传输模块4连接，所述微处理器3用于采集实时水位数据，并将接收到的数字信号通过数据传输模块4发送至人机交互服务器5中进行存储和实时显示。所述数据传输模块4采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种闸前水位综合监测系统，其特征在于：包括水位传感器(1)、模数转换器(2)、微处理器(3)、数据传输模块(4)、人机交互服务器(5)、闸门装置(6)、太阳能电池组件(7)、蓄电池装置(8)；所述水位传感器(1)与模数转换器(2)连接，用于实时采集闸前水位以及将水位数据传输至模数转换器(2)；所述模数转换器(2)与水位传感器(1)、微处理器(3)连接，用于接收水位传感器(1)传输的水位数据、将模拟信号转换成数字信号以及将数字信号传输至微处理器(3)；所述微处理器(3)与模数转换器(2)、数据传输模块(4)连接，用于接收模数转换器(2)传输的数字信号、并将数字信号传输至数据传输模块(4)，用于接收数据传输模块(4)传输的信号；所述数据传输模块(4)与微处理器(3)、人机交互服务器(5)、闸门装置(6)连接，用于接收微处理器(3)传输的数字信号、并将数字信号传输至人机交互服务器(5)和闸门装置(6)，用于接收人机交互服务器(5)发送的信号、并将信号传输至微处理器(3)；所述人机交互服务器(5)包括后台数据库和终端操作界面，与数据传输模块(4)连接；所述后台数据库用于存储数据传输模块(4)传输的数字信号并供后期调用，所述终端操作界面作为数据终端用于同步显示实时数据；所述闸门装置(6)包括闸门和控制器，与数据传输模块(4)连接，用于接收数据传输模块(4)传输的来自人机交互服务器(5)的闸门启闭指令，控制闸门的开启和关闭；所述太阳能电池组件(7)与蓄电池装置(8)连接，用于给水位传感器(1)、模数转换器(2)、微处理器(3)、数据传输模块(4)以及闸门装置(6)供电。...

【技术特征摘要】
1.一种闸前水位综合监测系统，其特征在于：包括水位传感器(1)、模数转换器(2)、微处理器(3)、数据传输模块(4)、人机交互服务器(5)、闸门装置(6)、太阳能电池组件(7)、蓄电池装置(8)；所述水位传感器(1)与模数转换器(2)连接，用于实时采集闸前水位以及将水位数据传输至模数转换器(2)；所述模数转换器(2)与水位传感器(1)、微处理器(3)连接，用于接收水位传感器(1)传输的水位数据、将模拟信号转换成数字信号以及将数字信号传输至微处理器(3)；所述微处理器(3)与模数转换器(2)、数据传输模块(4)连接，用于接收模数转换器(2)传输的数字信号、并将数字信号传输至数据传输模块(4)，用于接收数据传输模块(4)传输的信号；所述数据传输模块(4)与微处理器(3)、人机交互服务器(5)、闸门装置(6)连接，用于接收微处理器(3)传输的数字信号、并将数字信号传输至人机交互服务器(5)和闸门装置(6)，用于接收人机交互服务器(5)发送的信号、并将信号传输至微处理器(3)；所述人机交互服务器(5)包括后台...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘静娴，方朝阳，杨洋，陈浩，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42