專利名稱：一種水庫(kù)水位監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水庫(kù)水位檢測(cè)裝置，屬于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水庫(kù)水位監(jiān)測(cè)主要用來(lái)對(duì)水庫(kù)水位進(jìn)行預(yù)警。參照水庫(kù)管理安全指標(biāo)，檢測(cè)水位是否達(dá)到警戒線，可以預(yù)測(cè)水庫(kù)安全程度，并且采取有效的防御措施。水庫(kù)水位監(jiān)測(cè)應(yīng)當(dāng)考慮天氣特性和水庫(kù)庫(kù)容兩個(gè)方面的因素。傳統(tǒng)的水庫(kù)水位檢測(cè)，一是靠人工，工作量大， 耗時(shí)久；二為普通連線監(jiān)測(cè)，水位測(cè)試點(diǎn)到控制器的接線為點(diǎn)到點(diǎn)方式，接線復(fù)雜，布線困難，存在抗干擾能力差、工作不穩(wěn)定和系統(tǒng)測(cè)試精度低等問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決上述問(wèn)題，提供了一種水庫(kù)水位檢測(cè)裝置，由低功耗微小網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織方式構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)區(qū)域的低成本無(wú)人連續(xù)在線監(jiān)測(cè)。本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案一種水庫(kù)水位監(jiān)測(cè)裝置，包括水位信息采集模塊、復(fù)位模塊、信息處理模塊、無(wú)線收發(fā)模塊、串行口電平轉(zhuǎn)換模塊、看門(mén)狗模塊，水位信息采集模塊、復(fù)位模塊、無(wú)線模塊、串行口電平轉(zhuǎn)換模塊、看門(mén)狗模塊分別與信息處理模塊連接。所述的信息處理模塊采用ATmegal28L微處理器。所述的無(wú)線收發(fā)模塊使用無(wú)線發(fā)射/接收器，無(wú)線發(fā)射/接收器選用CC2430芯片型號(hào)。所述的水位信息采集模塊由水位監(jiān)測(cè)電路構(gòu)成。本實(shí)用新型的有益效果如下1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布置密集，具有可利用的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功耗低、成本小、工作時(shí)間長(zhǎng)。2、每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)都可以有多個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，單節(jié)點(diǎn)失效不影響測(cè)量效果，通過(guò)數(shù)據(jù)融合可以提高數(shù)據(jù)的精度。3、系統(tǒng)容錯(cuò)性強(qiáng)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率高。提高了水庫(kù)工作人員的工作效率，減小了水位對(duì)水庫(kù)安全的威脅。
圖1為水庫(kù)水位監(jiān)測(cè)裝置的模塊連接圖。圖2為水庫(kù)監(jiān)測(cè)電路的實(shí)物圖。圖3無(wú)線CC2430芯片與ATmegal28L微處理器的連接電路。圖4無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的組成結(jié)構(gòu)圖。圖5匯聚節(jié)點(diǎn)的組成結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，一種水庫(kù)水位監(jiān)測(cè)裝置，包括水位信息采集模塊、復(fù)位模塊、 ATmegal28L微處理器、無(wú)線模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、看門(mén)狗模塊，水位信息采集模塊、復(fù)位模塊、無(wú)線模塊、串行口電平轉(zhuǎn)換模塊、看門(mén)狗模塊分別與ATmegal28L微處理器連接。如圖2所示，水庫(kù)監(jiān)測(cè)電路的實(shí)物是由絕緣支架、電極、導(dǎo)管和浮球幾部分構(gòu)成。 浮子由1個(gè)直徑15 cm的不銹鋼球與1根長(zhǎng)105 cm、外徑15 mm的不銹鋼管焊接而成。導(dǎo)管是一根外徑20 mm、內(nèi)徑17 mm的PVC塑料管。支架由長(zhǎng)80 cm的電工導(dǎo)軌制作而成。其余部分安裝在1個(gè)長(zhǎng)25 cm、寬20 cm、厚5 cm的塑料盒內(nèi)。如圖3所示，無(wú)線傳感器的節(jié)點(diǎn)，由以下幾部分組成，微型處理器選用ATmegal28L 為主控CPU。ATmegal28L為基于AVR RISC結(jié)構(gòu)的8位低功耗CMOS微處理器，具有6種睡眠模式，其體積較小，非常適合組成體積不太大的傳感器節(jié)點(diǎn)。無(wú)線發(fā)射/接收器選用的芯片型號(hào)為CC2430，通過(guò)數(shù)據(jù)線PDATA和其他一些控制引腳與CPU連接。如圖4所示，無(wú)線傳感器的節(jié)點(diǎn)模塊圖，由水位監(jiān)測(cè)裝置模塊、采用ATmegal28L為主控CPU信息處理模塊、采用CC2430的無(wú)線收發(fā)模塊組成。本裝置采用兩節(jié)AA電池直接進(jìn)行供電，保證水位監(jiān)測(cè)電路、信息處理模塊，無(wú)線收發(fā)模塊正常工作，并且功耗盡量小。如圖5所示，匯聚節(jié)點(diǎn)由ATmegal28L微處理器和CC24300收發(fā)器組成，采用兩節(jié) AA電池供電，保證ATmegal28L微處理器和CC24300收發(fā)器正常工作。匯聚節(jié)點(diǎn)(即基站) 的設(shè)計(jì)是讓該節(jié)點(diǎn)沒(méi)有監(jiān)測(cè)功能僅帶有通訊接口。通過(guò)RS-232串口線與PC機(jī)相連，并與監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)，組成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)運(yùn)用無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)(Node)定時(shí)與匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink)發(fā)送或接收信息數(shù)據(jù)。 通過(guò)RS-232串口線將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink)與PC個(gè)人計(jì)算機(jī)連接，組成現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息采集系統(tǒng)。利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)水庫(kù)區(qū)域水位進(jìn)行實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，將一定數(shù)量的傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署在水庫(kù)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，能夠通過(guò)自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)沿著其他傳感器節(jié)點(diǎn)逐跳地進(jìn)行傳輸，在傳輸過(guò)程中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可能被多個(gè)節(jié)點(diǎn)處理，經(jīng)過(guò)多跳路由到達(dá)匯聚節(jié)點(diǎn)(基站)。包括無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)。無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)自行進(jìn)行監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)組建，每個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)都包含水位信息采集模塊，定時(shí)進(jìn)行水位情況采集，并將數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)。本系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)首先需要配置數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)和管理模塊均和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器建立聯(lián)系。傳感器節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)管理模塊的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行運(yùn)行，可以設(shè)置的參數(shù)包括數(shù)據(jù)采集標(biāo)志、節(jié)點(diǎn)休眠標(biāo)志、節(jié)點(diǎn)重啟等。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的參數(shù)由管理模塊預(yù)先設(shè)置好，所有節(jié)點(diǎn)初始化時(shí)均會(huì)向管理模塊索要節(jié)點(diǎn)相關(guān)參數(shù)，選擇好后將匯聚節(jié)點(diǎn)的編號(hào)寫(xiě)入配置文件中，下次登陸時(shí)直接讀取配置文件即可。傳感器小節(jié)點(diǎn)根據(jù)服務(wù)端設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行運(yùn)行，產(chǎn)生相應(yīng)的水位監(jiān)測(cè)記錄和工作人員操作日志記錄。1、管理模塊之無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)參數(shù)設(shè)置管理模塊最重要的功能有三個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)參數(shù)設(shè)置、水庫(kù)水位管理模塊、報(bào)表打印模塊。其中，小節(jié)點(diǎn)參數(shù)設(shè)置與管理端關(guān)系最為密切。小節(jié)點(diǎn)運(yùn)行的參數(shù)均是通過(guò)該子模塊進(jìn)行配置，參數(shù)主要包括小節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)形式，小節(jié)點(diǎn)運(yùn)行頻率，小節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)端口，節(jié)點(diǎn)采集水位數(shù)據(jù)的頻率等。最終使得小節(jié)點(diǎn)的通訊頻率為433MHz，傳感器節(jié)點(diǎn)間的通訊視距為300m，通訊速率最高可達(dá)76. 8kbps。無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)運(yùn)行小節(jié)點(diǎn)第一次運(yùn)行時(shí)，需要配置數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器參數(shù)、選擇匯聚節(jié)點(diǎn)。配置后將參數(shù)保存到配置文件中。在工作狀態(tài)查詢中，可以查看設(shè)備的工作狀態(tài)；先在左邊工具欄中選擇要查詢的設(shè)備，可以通過(guò)單擊數(shù)據(jù)查看/工作狀態(tài)查詢，可以通過(guò)設(shè)置起始時(shí)間和終止時(shí)間來(lái)進(jìn)行查詢，起始時(shí)間不能大于終止時(shí)間；另外也可以通過(guò)設(shè)置狀態(tài)類(lèi)別來(lái)查詢， 在下拉框中選中要查找的狀態(tài)類(lèi)型即可。然后單擊“查詢”按鈕，即可進(jìn)行工作狀態(tài)的查詢。 如果不選擇設(shè)備，則將所有符合要求的設(shè)備的狀態(tài)都顯示出來(lái)。
權(quán)利要求1.一種水庫(kù)水位監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于包括水位信息采集模塊、復(fù)位模塊、信息處理模塊、無(wú)線收發(fā)模塊、串行口電平轉(zhuǎn)換模塊、看門(mén)狗模塊，水位信息采集模塊、復(fù)位模塊、無(wú)線模塊、串行口電平轉(zhuǎn)換模塊、看門(mén)狗模塊分別與信息處理模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水庫(kù)水位監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的信息處理模塊采用ATmegal28L微處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水庫(kù)水位監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的無(wú)線收發(fā)模塊使用無(wú)線發(fā)射/接收器，無(wú)線發(fā)射/接收器選用CC2430芯片型號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水庫(kù)水位監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的水位信息采集模塊由水位監(jiān)測(cè)電路構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種水庫(kù)水位檢測(cè)裝置，屬于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括水位信息采集模塊、復(fù)位模塊、信息處理模塊、無(wú)線收發(fā)模塊、串行口電平轉(zhuǎn)換模塊、看門(mén)狗模塊，水位信息采集模塊、復(fù)位模塊、無(wú)線模塊、串行口電平轉(zhuǎn)換模塊、看門(mén)狗模塊分別與信息處理模塊連接。采用此裝置檢測(cè)水庫(kù)水位成本低廉，工作時(shí)間長(zhǎng)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率高，幫助水庫(kù)工作人員提高了工作效率，減小了水位對(duì)水庫(kù)安全的威脅。
文檔編號(hào)G08C17/02GK201993148SQ201120000508
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者周杰, 孫大松, 孫彩云, 王紅林, 秦顯赫, 董立軍, 高超 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)