[實用新型]基于GPRS與單片機的森林防火水井遠程監測傳輸裝置

有效

• 申請號: 201720976381.6
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN207197567U
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 錢曉軍;沈湛
• 申請（專利權）人: 南京師范大學;江蘇省寶應中學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司11590
• 代理人: 林輝輪

技術領域

本實用新型涉及一種基于GPRS與單片機的森林防火水井遠程監測傳輸裝置，屬于監測技術領域。

背景技術

監測數據傳輸是電力、環保、水情測報、大壩安全監測、橋梁監測等監測系統重要組成部分，隨著物聯網技術的發展，對監測系統數據傳輸也提出了更高的要求，原有的數據傳輸已不能滿足分布式、數據處理分析和網絡共享及移動性要求。

目前，常用的無線數據傳輸方式主要分為兩類：超短波無線電臺和公用移動網絡?，F存的超短波無線電臺監測系統應用非常廣泛，但存在如下不足：1、通信距離有限；2、通信速率不高，抗干擾能力不足；3、測點和監控中心都要配置電臺，成本較高。

而利用公用移動網絡進行數據傳輸是監測系統發展的一個重要方向，以中國移動的網絡為例，利用公用移動網絡進行數據傳輸的方式有三種：短消息SMS、電路交換數據業務CSD模式、GPRS模式。

其中，短消息SMS 應用非常廣泛，但存在如下不足：1、通信延遲較長，無線信道容易發生擁塞；2、一次傳輸的信息量有限，小于160個字節，當數據包大于160個字節時，要進行分組傳輸；3、按短信息條數進行收費，花費較多；4、測點和監控中心都要配置短消息數據傳輸模塊，成本較高。

電路交換數據業務CSD模式傳輸數據與電話通訊類似，現存的監測系統中應用的不多，存在如下不足：1、費率是以使用時間的長短來計算，當測點和監控中心不在同一城市時，按長途收費，花費較多；2、通信速率不高，一般為9600 bps；3、測點和監控中心都要配置手機模塊，成本較高。

GPRS模式(General Packet Radio Service，通用分組無線業務)是一種采用分組交換的高效率數據傳輸方式。每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又由多個用戶共享，資源被有效地利用，數據傳輸速率高達170 kbps，使用GPRS技術實現數據分組發送和接收，用戶永遠在線且按流量計費，迅速降低了服務成本。其特點突出表現為：1、實時性強，由于GPRS具有實時在線特性，系統無時延，可很好地滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求；2、測點布置靈活，GPRS網絡已經覆蓋絕大部分地區，基本不存在盲區，可實現大范圍的監測；3、監控中心可以靈活移動，只要能接人Internet，就可以對測點進行監控；4、一次傳輸的信息量可達1024個字節；5、通信速率高，可達40 kbps；6、采用GPRS公網平臺，無需建設網絡，只需在測點安裝GPRS數據傳輸模塊，建設成本低。

森林防火水井監測系統地處森林山區、各防火水井測點分布比較分散，各個測點的地理位置相距較遠，數據的采集傳輸無需太頻繁（每天2次即可），而且無法外部供電，急需一種能夠滿足森林監測需求的監測系統。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提供一種基于GPRS與單片機的森林防火水井遠程監測傳輸裝置，利用移動公網進行數據傳輸，可滿足森林防火水井監測的需求，降低運行運行成本。

為了實現上述目的，本實用新型采用的一種基于GPRS與單片機的森林防火水井遠程監測傳輸裝置，包括傳感器組，電池組及電源管理電路，數據采集單元MCU，GPRS數據傳輸系統，以及監控中心服務器；所述傳感器組用于檢測森林防火水井的實時狀態，并將檢測到的數據傳送至數據采集單元MCU；數據采集單元MCU對接收到的數據進行處理分析后發送至GPRS數據傳輸系統，并經GPRS數據傳輸系統傳送至監控中心服務器；所述電池組及電源管理電路用于整個監測裝置中各個模塊的供電；整個監測裝置采用定時器電路進行定時喚醒控制，定時上傳檢測數據至監控中心服務器以實現遠程監測數據的讀取。

所述數據采集單元MCU采用STC15F2K60S2系列單片機，GPRS數據傳輸系統采用SIM900A通信模塊。

所述傳感器組、數據采集單元MCU、GPRS數據傳輸系統分別由電池組內的傳感器電源、單片機電源、通信模塊電源供電，通過電源管理電路按系統控制要求，分時按序控制個電源的接通和關斷。

優選地，單片機電源、傳感器電源、通信模塊電源的供電平時采取斷電方式，只有定時器定時時間到，需要采集處理和發送數據時，由定時器電路產生觸發喚醒脈沖，通過電源管理電路控制向單片機供電，單片機得電后，先進行系統初始化工作，控制向傳感器及通信模塊供電，數據采集處理和數據發送完成后，自動關閉傳感器電源、通信模塊電源、單片機電源的供電，以取得最小的功耗。

優選地，所述傳感器組包括溫度傳感器和液位傳感器。