[發(fā)明專利]一種新墾造水田水位變化監(jiān)測(cè)設(shè)備及其監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211543391.2
• 申請(qǐng)日: 2022-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115855195A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邊輝輝;邱滋璐;陳新明;任春;王海玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江省國(guó)土整治中心
• 主分類號(hào): G01F23/04
• 分類號(hào): G01F23/04;G01F23/14;G01F23/263;G01N15/08;H04Q9/00
• 代理公司: 浙江修源律師事務(wù)所 33445
• 代理人: 陳紅珊

1.一種新墾造水田水位變化監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，包括智能水尺、移動(dòng)端軟件以及云平臺(tái)，所述智能水尺安裝在新墾造水田內(nèi)，用于對(duì)新墾造水田的水位數(shù)據(jù)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)；所述移動(dòng)端軟件安裝在移動(dòng)端，移動(dòng)端軟件與智能水尺綁定，用于進(jìn)行測(cè)試參數(shù)設(shè)置以及現(xiàn)場(chǎng)新建檢測(cè)項(xiàng)目，所述智能水尺通過(guò)設(shè)置在其內(nèi)部的無(wú)線通信模塊與云平臺(tái)交互，按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔將水位數(shù)據(jù)自動(dòng)上報(bào)至云平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和交互，所述云平臺(tái)用于進(jìn)行項(xiàng)目管理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查詢的功能；所述智能水尺包括檢測(cè)主控系統(tǒng)、設(shè)備機(jī)架和水位監(jiān)測(cè)模塊；所述檢測(cè)主控系統(tǒng)采用微處理器芯片為主控制器，無(wú)線通信模塊設(shè)置在主控制器內(nèi)，所述主控制器還控制水位監(jiān)測(cè)模塊，所述水位監(jiān)測(cè)模塊連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)水位數(shù)據(jù)，并將水位數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑z測(cè)主控系統(tǒng)，檢測(cè)主控系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線通信模塊將水位數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸給云平臺(tái)；所述設(shè)備機(jī)架內(nèi)部安裝有升降導(dǎo)桿，所述水位監(jiān)測(cè)模塊安裝在升降導(dǎo)桿上并沿升降導(dǎo)桿上下移動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新墾造水田水位變化監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，所述檢測(cè)主控系統(tǒng)還包括溫濕度監(jiān)測(cè)模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、電源管理模塊以及現(xiàn)場(chǎng)LCD顯示模塊，所述主控制器控制分別控制溫濕度監(jiān)測(cè)模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、電源管理模塊以及現(xiàn)場(chǎng)LCD顯示模塊，所述FLASH存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)水位監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)的水位數(shù)據(jù)以及溫濕度監(jiān)測(cè)模塊測(cè)量的溫濕度數(shù)據(jù)，所述電源管理模塊為其他模塊提供電源，所述無(wú)線通信模塊為4G通信模塊，4G通信模塊將實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_(tái)，所述主控制器內(nèi)還設(shè)置有RS-485通信模塊和通訊電路。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新墾造水田水位變化監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，所述水位監(jiān)測(cè)模塊包括電容監(jiān)測(cè)裝置以及壓力傳感器，所述電容監(jiān)測(cè)裝置和壓力傳感器固定在一起且所述壓力傳感器位于最底端，所述電容監(jiān)測(cè)裝置與壓力傳感器相結(jié)合進(jìn)行水位監(jiān)測(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新墾造水田水位變化監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，所述電容監(jiān)測(cè)裝置包括多個(gè)電容監(jiān)測(cè)從模塊，每個(gè)電容監(jiān)測(cè)從模塊分別包括從控制器、從電源模塊和RS-485通信接口，每個(gè)從電源模塊分別與設(shè)置在檢測(cè)主控系統(tǒng)的電源管理模塊并聯(lián)連接，每個(gè)RS-485通信接口分別與設(shè)置在檢測(cè)主控系統(tǒng)的RS-485通信模塊的RS-485通信接口并聯(lián)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新墾造水田水位變化監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，每個(gè)電容監(jiān)測(cè)從模塊還包括多個(gè)電容電極，電容電極的數(shù)量和間距根據(jù)新墾造水田的水位深度進(jìn)行調(diào)整，每個(gè)電容監(jiān)測(cè)從模塊分別與設(shè)置在檢測(cè)主控系統(tǒng)的多路轉(zhuǎn)換模塊并聯(lián)連接后，再與主控制器連接，所述多路轉(zhuǎn)換模塊與主控制器交互，所述水位監(jiān)測(cè)模塊還包括水壓檢測(cè)模塊，水壓檢測(cè)模塊控制壓力傳感器，水壓檢測(cè)模塊與主控制器連接，所述水壓檢測(cè)模塊還設(shè)置水壓引入裝置。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新墾造水田水位變化監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，基于所述電容監(jiān)測(cè)裝置與壓力傳感器相結(jié)合進(jìn)行水位監(jiān)測(cè)時(shí)，水位的計(jì)算公式為：

水壓誤差計(jì)算如下：

其中，壓力傳感器誤差相同，則：

其中，H₁為水位下方最近的某一電容電極的高度，H₂為其上超過(guò)水面或持平的相鄰電容電極的高度，H_d為相鄰兩電容電極的間隔，P₁為水位在H₁時(shí)測(cè)得底部壓力傳感器的水壓，P₂為水位在H₂時(shí)測(cè)得底部壓力傳感器的水壓，P為水位在H時(shí)測(cè)得的水壓。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新墾造水田水位變化監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，所述水位監(jiān)測(cè)模塊還設(shè)有電纜線，所述電纜線通過(guò)電纜線防護(hù)拖鏈與所述檢測(cè)主控系統(tǒng)電連接，所述電纜線防護(hù)拖鏈用于保護(hù)電纜線。

8.一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水位智能檢測(cè)方法，其特征在于，使用如權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的新墾造水田水位變化監(jiān)測(cè)設(shè)備執(zhí)行水位智能檢測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟一，通過(guò)移動(dòng)端綁定已安裝在新墾造水田的智能水尺，新建項(xiàng)目及錄入信息，并啟動(dòng)監(jiān)測(cè)；

步驟二，智能水尺連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)獲取新墾造水田的實(shí)時(shí)水位數(shù)據(jù)，其中，所述水位數(shù)據(jù)包括測(cè)量水壓參數(shù)和水位高度參數(shù)；

步驟三，通過(guò)檢測(cè)主控系統(tǒng)進(jìn)行邊緣計(jì)算，得到新墾造水田的準(zhǔn)確水位高度的修正數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線通信模塊將實(shí)時(shí)水位高度的修正數(shù)據(jù)以及水壓參數(shù)數(shù)據(jù)分別傳輸至云平臺(tái)的后端數(shù)據(jù)中心，直至本次監(jiān)測(cè)作業(yè)結(jié)束。