一种水文状况监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种水文状况监测系统，包括：一个或多个无线网关、上位机；一个或多个用于采集水文数据并上报给所述无线网关的无线传感器节点设备；各所述无线网关分别用于从本无线网关覆盖范围内的一或多个无线传感器节点设备接收水文数据，汇聚后发送给所述上位机，以及从所述上位机接收配置命令发送给所述无线传感器节点设备。本实用新型专利技术能够实现低成本、低复杂度的水文监测相关的传感器数据的采集、监测。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及监测领域，具体涉及一种水文状况监测系统。
技术介绍
城区主要河道既是景观河道又是城区主要排洪通道，城市雨洪管理面临着一些特殊问题。一方面，保持城市景观需要河道运行在较高水位；另一方面，局地暴雨产生较大径流入河，如不及时控制河道水位将影响排水的效率，甚至造成顶托和城区积水。为满足精细化调度的目标，迫切需要掌握内城河湖及管网的水位、流量、工程基础参数等信息，为合理、 有效、及时地进行城区河湖水流调度提供一种技术手段。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种水文状况监测系统，能够实现低成本、 低复杂度的水文监测相关的传感器数据的采集、监测。为了解决上述问题，本技术提供了一种水文状况监测系统，包括一个或多个无线网关、上位机；一个或多个用于采集水文数据并上报给所述无线网关的无线传感器节点设备；各所述无线网关分别用于从本无线网关覆盖范围内的一或多个无线传感器节点设备接收水文数据，汇聚后发送给所述上位机；从所述上位机接收配置命令发送给所述无线传感器节点设备。优选地，所述无线传感器节点设备包括采集电路，用于采集水文数据；无线射频电路，用于发送水文数据和接收配置命令；微处理器，用于将变化幅度超出预置的对应阈值范围的水文数据通过所述无线射频电路发送。优选地，所述无线传感器节点设备还包括定时时间为采集周期的定时器，用于在定时时间到达时启动所述无线射频电路发送所述水文数据。优选地，所述无线传感器节点设备还包括电压自检电路，用于进行定时电压自检，将检测到的电压发送给所述无线网关，以及当电压正常时，向所述无线网关发送心跳信号。优选地，所述无线传感器节点设备还包括用于与外界交互水文数据和/或参数的蓝牙接口。优选地，所述无线网关包括用于接收全球定位系统GPS卫星的授时信号的GPS芯片；用于根据该授时信号进行本无线网关的时间校准，以及对本无线网关覆盖区域内的各无线传感器节点设备进行时间校准的校时模块。优选地，所述无线传感器节点设备和无线网关包括直流供电和太阳能供电系统的接口。优选地，所述上位机包括数据接收模块，用于接收网络上传来的水文数据；数据发送模块，用于进行配置命令的封装；数据转换模块，用于将采集到的水文数据从物理量原始值转换成物理量真实值；数据存储模块，用于保存采集到的水文数据，以及各所述无线传感器节点设备的唯一标识信息和该无线传感器节点设备坐标之间的对应关系。本技术的技术方案能解决目前水文数据监测站分散、布线难、户外供电难、成本高、同步精度低的问题，提高了水务工作的效率，降低了人工劳动强度，实现了水文数据的实时无人监测，促进了水务监测、水流调度之间的数据共享，为防汛调度等提供了更加精细化的管理；另外，系统组网、部署灵活、提升应急处理能力。数据采集、数据上传均采用无线传输，实施时免布线，可快速搭建系统，大大降低了系统部署的难度和成本，在应急处理时可迅速搭建采集系统并为决策提供数据；而且系统扩展性强，在原有系统上扩展数据采集接点方便，适合大范围内的系统搭建，例如城市、地区的泛在网接入。本技术的优化方案能使全网全设备的时间同步精确，这对实时展现水情数据具有重要意义；且时间能够精确到ms级，这对数据的实时性和同步性具有重要的意义。本技术的另一个优化方案可采用智能数据采集发送模式，只在水情数据隐含潜在险情的情况下才发送数据，而水文数据常态期和水文险情数据持续期相比远远大于后者，可大大减少通过无线网关上传的网络流量，从而显著地降低无线带宽租用费用，同时也降低了网关的网络负载。本技术的又一个优化方案能够在采集丰富水文数据的同时监测设备自身的健康状态，提醒用户进行设备维护，提高了水务信息化的智能化水平。本技术的又一个优化方案能采用太阳能供电系统，解决水文数据监测区域供电难的问题；能量自供应，解决了监测站点无电源的问题。本技术的又一个优化方案在实现水文数据采集的同时，对水文数据采集的传感器节点设备进行了标识，有利于对设备的管理；进一步地，利用巡检系统可以现场检查参数和数据，大大提高了监管水平。附图说明图1为实施例一的水文状况监测系统的示意框图；图2为实施例一的无线传感器节点设备的上报水文数据的流程图；图3为实施例一的水文数据上行传输流程示意图；图4为实施例一的下行配置、命令数据传输流程图；图5为实施例一的报警配置模块的报警处理示意图。具体实施方式下面将结合附图及实施例对本技术的技术方案进行更详细的说明。需要说明的是，如果不冲突，本技术实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本技术的保护范围之内。本文中所说的水文数据，不仅包括环境中的水情数据，如水位、流速等，也包括水文工程或设备的工情数据，如闸门开度等。实施例一，一种水文状况监测系统，如图1所示，包括一个或多个无线网关、上位机；一个或多个用于采集水文数据并上报给所述无线网关的无线传感器节点设备；各所述无线网关分别用于从本无线网关覆盖范围内的一或多个无线传感器节点设备接收水文数据，汇聚后发送给所述上位机；从所述上位机接收配置命令发送给所述无线传感器节点设备。本实施例中，所述无线传感器节点设备可以但不限于包括闸门开度无线传感器设备、无线水位传感器设备、无线流量传感器设备等各种可获得水文数据的无线传感器设备。本实施例中，可以在一个监测站点配置一个或多个无线传感器节点设备，如果是比较大的监测站点，还可以配置一个或多个无线网关。本实施例中，所述无线网关可以但不限于为GPRS无线网关。所述无线传感器节点设备的数据上报方式可根据所述配置命令设置，可以但不限于包括以下三种(1)即时上报；所述无线传感器节点设备当收到设置为该数据上报方式的配置命令后，采集当前的水文数据并上报；(2)周期上报；所述无线传感器节点设备当收到设置为该数据上报方式的配置命令后，周期性上报采集的水文数据；水文数据可以是事先采集好的，也可以是在上报前临时采集的，还可以是一直采集并缓存水文数据，当上报的周期到达时统一上报；(3)智能上报；所述无线传感器节点设备当收到设置为该数据上报方式的配置命令后，从所采集的水文数据中，筛选出变化幅度超出对应的阈值范围的水文数据上报；各类水文数据分别对应不同的阈值范围，该阈值范围可以预置在无线传感器节点设备中，直接在无线传感器节点设备中更改，也可以通过配置命令设置或更改。以上数据上报方式可组合使用，比如同时采用周期上报和智能上报；再比如采用周期上报和/或智能上报时，如果需要当前数据，则可以通过配置命令要求一次即时上报。本实施例中，所述无线传感器节点设备可以包括采集电路，用于采集水文数据；无线射频电路，用于发送水文数据和接收配置命令；微处理器，用于将变化幅度超出预置的对应阈值范围的水文数据通过所述无线射频电路发送。本实施例中，所述无线传感器节点设备还可以包括定时时间为采集周期的定时器，用于在定时时间到达时启动所述无线射频电路发送所述水文数据。本实施例中，所述微处理器还可以当收到要求即时上报的配置命令时启动所述无线射频电路发送所述水文数据。实际应用中，所述上位机还可以发送其它用途的配置命令，以控制所述无线网关或无线传感器节点设备执行命令，或配置参数。本实施例中，各所述无线网关可以分别和与本无线网关覆盖范围内的无线传感器节点设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种水文状况监测系统，其特征在于，包括：一个或多个无线网关、上位机；一个或多个用于采集水文数据并上报给所述无线网关的无线传感器节点设备；各所述无线网关分别用于从本无线网关覆盖范围内的一或多个无线传感器节点设备接收水文数据，汇聚后发送给所述上位机；从所述上位机接收配置命令发送给所述无线传感器节点设备。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄孝斌，魏剑平，樊勇，潘光荣，
申请(专利权)人：北京时代凌宇科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11