[發明專利]一種多口徑流水位監測系統

無效

• 申請號: 200810044211.X
• 申請日: 2008-04-15
• 公開（公告）號: CN101271010A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 劉剛才;彭傳良
• 申請（專利權）人: 中國科學院水利部成都山地災害與環境研究所
• 主分類號: G01F23/00
• 分類號: G01F23/00;H04L12/40
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司
• 代理人: 舒啟龍

技術領域

本發明是屬於環境野外監測的一種技術，是水土流失小區徑流水位觀測的一種新技術。

背景技術

水土流失監測是生態環境監測的主要內容之一。目前野外觀測站/場大都有大大小小的水土流失觀測小區。小區徑流的觀測一般采用人工記錄水位或用日記或者周記水位計測定，而往往一個水土流失觀測場有多個小區，這樣觀測量大，工作量多。即使用自動化的水位監測儀，目前一臺儀器也只能監測一個小區/地點的水位，因而，有多少小區就需要多少這樣的記錄儀，投資較大，一般的觀測場站難以承受。目前，國內還沒有一種水位監測儀/系統能同時監測多個不同點的水位。因此，開展多口徑流小區水位的監測系統研究，具有重要的科學意義和較廣泛應用的實踐意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種投資較小、觀測工作量小、使用方便的一種多口徑流水位監測系統，以自動監測多個水土流失觀測小區的水位。

本發明的目的是這樣實現的：一種多口徑流水位監測系統，包括設置在每一水土流失觀測小區的水位存儲儀，與每一水位存儲儀連接的單片機，還具有上位機，上位機采用RS-485通信接口控制，并經總線與所述作為下位機的每一單片機組成總線拓撲通信網絡。

目前控制領域最熱的就是現場總線技術的應用，利用該技術，設計成數字化多口徑流通信的現場總線控制系統。

采用RS-485通信接口組成的監測設備網絡。這種通信接口可以十分方便地將許多設備組成一個監控網絡。從目前解決單片機之間中長距離通信的諸多方案分析來看，RS-485總線通信模式由于具有結構簡單、價格低廉、通信距離和數據傳輸速率適當等特點而被廣泛應用于儀器儀表。

本發明的有益效果是：

1、投資較小，配置一臺記錄儀，減小了設備投資。

2、使用方便

下位機自動采樣、定時存儲水位數據，上位機自動監測各觀測總水位變化數據，并以數據表格和直方圖方式顯示，替代了人工監測記錄水位、觀測量大工作量多的弊病。

附圖說明

圖1是本系統的總線網絡結構圖；

圖2是上位機數據通信程序基本流程圖；

圖3是下位機數據通信程序基本流程圖。

具體實施方式

本發明包括設置在每一水土流失觀測小區的水位存儲儀，與每一水位存儲儀連接的單片機，上位機采用RS-485通信接口控制，并經總線與所述作為下位機的每一單片機組成總線拓撲通信網絡。

系統軟件設計以Windows-xp為平臺，采用VB語言設計。通信軟件符合RS485協議標準。因此上位機與下位機嚴格實行主從廣播結構形式的通信方式，上位機為主，下位機為從。從機不主動發送命令或數據，一切都由主機控制，從機之間不能直接通信，若要通信可通過主機實現。

RS485以半雙工方式工作，數據通信波特率定為1200b/s，每個從機都有惟一的地址號(儀器編號)，此地址號是用來區別各從機的。幀格式定為8b數據位，無奇偶校驗位，1位停止位。數據以中斷形式采集，設定5字節加校驗和檢錯處理數據。

布線采用RS485總線網絡結構，以一點對多點主從廣播通信方式讀取監測下位機水位數據。RS485總線選用截面積0.50mm²以上的屏蔽雙絞線，下位機采集的信息，通過RS485總線傳遞給上位機。

現場布線要求如下：

(1)、采用φ20的PV管按總線走向固定安裝在地面或者埋設地下，總線穿過PV管連接各水位存儲儀器。PV管如果安裝在地面一定盡量貼地面安裝，不允許懸空；

(2)、PV管在連接各水位存儲儀器處都需要安裝一個三通接頭，便于支線連接和維修；

(3)、PV管材料、現場施工用戶自負。

電源采用每臺水位存儲儀單獨供電，電源有兩種方式供選擇：

(1)、太陽能電源：可直接選用“保定英利新能源有限公司”生產的帶可充電控制器太陽能電源，再配備一個小容量可充電蓄電池即可；

(2)、開關穩壓電源：該電源為AC-DC穩壓電源，并配備一個小容量可充電蓄電池備外電源停電時使用。

二、多口徑流監測系統主要技術指標

1、下位機

(1)水位變幅：3米??誤差：±2‰FS??時間誤差：3分鐘/月

(2)分辯率：1毫米??水位變化率：40厘米

(3)浮子直徑：φ70毫米

(4)存儲容量：128KB

(5)采樣時間：

①1分鐘采樣：在水位變幅超過規定值5毫米時采集存儲一次

(規定值可以按需要人為修改)

②1小時采樣：每整點定時采集存儲一次