一种基于GSM模块的水情自动测报系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于GSM模块的水情自动测报系统，它包括：MCU模块、时钟模块、传感器模块、Flash数据存储模块、键盘与LCD显示模块、GSM模块、USB模块，时钟模块提供系统时间依据；传感器模块采集水情信号；Flash模块存储水情数据；键盘与LCD显示模块完成水情显示和查询、功能和参数设置等工作；MCU通过GSM模块定时发送水情信息至监控中心，在水情超过正常范围时实时上报，中心也可通过短信息方式查询水情数据；USB模块支持U盘读写，也可以由MCU控制为PC机输出模式，将数据传输到PC机。本装置以MCU主控制器模块为核心，借助传感器模块，GSM模块，USB模块等实现水情的自动测量，上报和数据备份。本发明专利技术既可减少水情监控人员的工作量又可提高水情监控的效率，满足现代水情监测的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于GSM模块的水情自动测报系统。
技术介绍
随着我国水资源优化，水利现代化事业的不断发展，搜集整合大量水情信息，以实现水利信息化，为政府部门的防汛抗旱，水资源调度，水利建设提供了有效依据，具有重要意义。水情自动测报系统，作为水利信息化的重点之一，在水情信息采集等方面可以节省大量的人力物力，还可以提高信息的存储，传输，上报的效率。目前市场上也存在一些水情测报系统，但都存在一些问题，不能满足水利信息化对实时性，远程性等方面的要求。问题主要表现在以下三个方面(一 )传感器接入、系统性能、终端可操作性上具有一定的局限性；(二)存储方式单一，存储容量较小，不能满足实际水雨情数据长时间存储的需要；(三)通信手段受限，无法充分满足水情数据，报警信息传输的实时性和远程性的需求。本专利技术的目的就是解决以上问题，提供一种基于GSM模块的水情自动测报系统。本专利技术以MCU主控制器模块为核心，配合使用时钟控制，传感器采集，键盘控制和IXD显示，USB传输，以及GSM通信，实现水情信息的自动采集，存储与上报。
技术实现思路
本专利技术提供一种可以实现水情信息自动测量和及时上报，减少工作人员工作量，同时提高水情监测效率的基于GSM模块的水情自动测报系统。本专利技术是通过以下技术方案来实现的本专利技术的硬件结构如图1所示，具体包括负责接收和处理各模块信息的MCU主控制器模块、作为水情数据的采集、处理、发送的时间基准的时钟模块、用于水情数据采集和信号转换的传感器模块(包括数字，模拟及开关量信号，以及后续的信号处理电路)、用于存储水位，雨量等水情数据的Flash数据存储模块、用于参数，功能等设置和显示的键盘与IXD显示模块、用于通过发送和接收短信息来实现上报和查询水情数据等功能的GSM模块、用于数据备份，PC机通信的USB模块。时钟模块是水情自动测报终端功能实现的时间基准，是水情数据的采集、处理、发送的依据。同时现场LCD显示也需要正确的系统时间，利于监测员现场分析数据。时钟模块的备份电源脚连接可充电电池，以保证时钟实时性。通过传感器模块采集水情信息，转换为电信号，传送给MCU主控制器模块。信号形式有(一 )开关量信号，系统将开关量信号转换为电压信号，一个开关量信号对应一个电压脉冲，然后对电压信号进行整形，防抖，送至MCU模块进行计数。3(二)模拟电流信号，工业标准的电流信号，经信号调理电路转换为电压信号，然后再由A/D转换器将转换结果传送给MCU主控制器模块。(三)数字信号，接收到的信号为格雷码等形式的数字量编码信号，MCU主控制器模块通过解码获得水情数据。Flash数据存储模块采用掉电数据不丢失的Flash存储芯片，为水情数据长时间连续采集提供可靠且大容量的存储单位。MCU主控制器模块结合键盘与IXD显示模块，通过键盘可以操作在IXD上显示的多级菜单中的各项功能，主要实现水情实时显示、历史数据存储和查询、报警控制、终端功能和参数设置功能。MCU主控制器模块通过向GSM模块发送AT命令完成短信息的发送和接收，实现向监控中心的定时水情汇报，水情非正常范围时的实时预警以及监控中心的水情查询功能。MCU主控制器模块可以通过键盘与IXD显示模块设置具有上报和查询权限的手机号。USB模块支持U盘读写，用于水情测量等数据的备份，也可以由MCU主控制器模块结合键盘与LCD显示模块设置工作模式为PC机输出模式，将监控站数据传输到PC机。采用上述技术方案后，在水情自动测报系统终端可以实现水情数据的实时采集，上报，长时间存储采集数据，而且可以选择U盘备份数据以及与PC机进行数据传输。基于GSM模块的通信方式可以实现远程水情上报和远程水情查询。与传统的水情测报系统相比，本专利技术在系统终端的可操作性、长时间水情数据存储、实时性、远程性等方面更好地满足现代水利信息化的需求。附图说明图1本专利技术硬件结构2传感器模块信号处理电路结构3系统功能参数设置树状4GSM模块与MCU模块通信帧结构图具体实施例方式以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。一种基于GSM模块的水情自动测报系统，如图1所示，该系统包括负责接收和处理各模块信息的MCU主控制器模块(1)、作为水情数据的采集、处理、发送的时间基准的时钟模块O)、用于水情数据采集和信号转换的传感器模块(3)、用于存储水位，雨量等水情数据的Flash数据存储模块G)、用于参数，功能等设置和显示的键盘与LCD显示模块(5)、用于上报和查询水情数据等功能的GSM模块(6)、用于数据备份，PC机通信的USB模块(7)。各模块功能如下1.时钟模块选取的实时时钟芯片经由一个I2C总线接口和MCU通信，为水情自动测报终端提供时钟基准。时钟的信息包提供年、月、周、日、时、分、秒信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整。时钟操作可通过AM/PM指示决定采用M或12小时格式。其备份电源脚连接可充电电池，以保证时钟的延续性和实时性。2. MCU主控制器模块通过传感器模块采集水情信息，传感器模块接收到的信号形4式及与单片机之间的信号处理电路硬件结构图如图2所示(一 )开关量信号，如翻斗型雨量计等，系统将开关量信号转换为电压信号，一个开关量信号对应一个电压脉冲，然后对电压信号进行整形，防抖，送至MCU模块进行计数。(二)模拟信号，如压力型水位计、流量计、流速计等，工业标准的电流信号，经信号调理电路转换为电压信号，然后再由A/D转换器将转换结果传送给MCU主控制器模块。(三)数字信号，如机械型水位传感器等，接收到的信号为格雷码等形式的数字量编码信号，经信号隔离电路传送至MCU，MCU主控制器模块通过解码获得水情数据。根据具体的传感器类型结合键盘与LCD显示模块设置MCU模块相应的采样参数，实现水情数据的采集。3. Flash数据存储模块采用掉电数据不丢失的大容量Flash存储芯片，为水情数据长时间连续采集提供可靠且足够的存储单位。系统采取的数据存储策略为使用实时时间映射存储地址，让两者存在相应的转换关系。将经MCU主控制器模块处理后的水位，雨量等数据，根据相应的时间存储到FLASH存储器对应地址的存储单元。4. MCU主控制器模块结合键盘与IXD显示模块，通过键盘可以操作在IXD上显示的多级菜单中的各项功能，主要实现水情实时显示、历史数据存储和查询、报警控制、终端功能和参数设置功能，如图3所示。在参数设置模块中，时间设置管理系统时间；站号设置进行系统终端编号，可以实现系统组网；定时发送时间设置负责设定通过GSM通信模块上报水情数据的时间；开关量通道设置、模拟通道设置、数字通道设置管理传感器模块，实现采集的水情类型、采样时间间隔、转换系数、报警门限值等参数的设置；USB输出模式设置选择U盘备份工作模式或PC机通信工作模式；GSM模块设置实现具有水情上报和查询等不同权限的手机号码。在水情查询模块中，可以选择在系统终端LCD上显示各种不同类型的水情数据，包括水位、雨量、流量、流速等。5. USB模块支持U盘备份工作模式和PC机通信工作模式U盘读写，可以由MCU主控制器模块结合键盘与LCD显示模块设置工作模式，实现水情数据的备份和传输。6.监控中心工作人员与水情测报系统之间通过GSM模块进行通信，MCU主控制器模块通过向GSM模块发送AT命令完成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏耀，张兴敢，柏业超，唐岚，杜仲林，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：