物联网感知终端制造技术

本发明专利技术公开了一种物联网感知终端，包括初始化模块、数据库读取模块、数据库存储模块、GPRS重连模块、闸位测量模块、水位测量模块、流量测量模块、雨量测量模块、GPRS发送模块、GSM发送模块、无线数传/zigbee组网模块、linux系统shell脚本模块、4‑20MA信号测量模块、供电电压测量模块；各模块分别与控制器连接，由控制器控制和协调各模块的动作。本发明专利技术终端能实现自动组网和多种远程通信，可用于监测各种水位、闸位、流量、雨量、水质传感器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及物联网
，具体是一种物联网感知终端。
技术介绍
物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的新一轮信息技术革命和产业革命。1998年，美国麻省理工学院创造性地提出了当时被称作EPC系统的“物联网”构想。物联网的概念最早为，把RFID技术与传感器技术应用于日常物品中形成物联网，着重的是物品的标记。目前国际上对于物联网尚没有一个公认的定义，比较广泛的解释是，把感应器嵌入和装配到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中并构成物联网，然后将物联网与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。在2010年我国的政府工作报告所附的注释中，对物联网有如下的说明：物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。水是生命之源、生产之要、生态之基。水利是现代农业建设不可或缺的首要条件，是经济社会发展不可替代的基础支撑，是生态环境改善不可分割的保障系统。兴水利、除水害，事关人类生存、经济发展、社会进步，历来是治国安邦的大事。十二五期间我国在防汛抗旱、民生水利发展、重大水利建设、水生态文明建设等方面成效显著，随着水利改革事业的发展，水利管理部门对河道、湖泊、水网的重点参数，如水位、雨量、流量、闸位等的数据获取的实时性要求越来越迫切。为此我们设计一种物联网感知终端，通过对水位、流量、雨量和闸位等的测量，动态掌握区域水资源变化及利用情况，最大限度的调控使用效率，为防汛、水资源调度等工作提供技术支撑，是符合社会可持续发展要求的。专利技术内容本专利技术的目的在于提供一种能自动组网和多种远程通信的物联网感知终端，用于监测各种水位、闸位、流量、雨量、水质传感器，存储、上传监测信息。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：物联网感知终端，包括初始化模块、数据库读取模块、数据库存储模块、GPRS重连模块、闸位测量模块、水位测量模块、流量测量模块、雨量测量模块、GPRS发送模块、GSM发送模块、无线数传/zigbee组网模块、linux系统shell脚本模块、4-20MA信号测量模块、供电电压测量模块；所述的初始化模块、数据库读取模块、数据库存储模块、GPRS重连模块、闸位测量模块、水位测量模块、流量测量模块、雨量测量模块、GPRS发送模块、GSM发送模块、无线数传/zigbee组网模块、linux系统shell脚本模块、4-20MA信号测量模块、供电电压测量模块分别与控制器连接，由控制器控制和协调各模块的动作。作为本专利技术进一步的方案：根据应用场合电源条件，所述的控制器为LPC1700系列Cortex-M3微控制器和ATMEL公司的AT91SAM9G20ARM926EJ-S微控制器中的一种或两种。作为本专利技术进一步的方案：所述的LPC1700系列Cortex-M3微控制器为LPC1768FBD100Cortex-M3微控制器。作为本专利技术进一步的方案：所述的闸位测量模块集成了轴连接式光电闸位计、拉线式光电闸位计、激光闸位计、超声波闸位计、电磁测距闸位计；所述的水位测量模块集成了电子水尺、浮子水位计、雷达水位计、压力水位计；所述的流量测量模块集成了电磁流量计、超声波流量计、V-ADCP流量计、雷达流量计、远传水表；所述的雨量测量模块集成了翻斗式雨量计。作为本专利技术进一步的方案：所述的无线数传/zigbee组网模块的组网流程分为节点组网流程、网关组网流程；其中，节点组网流程为：(1)开始，进入下一步；(2)初始化，进入下一步；(3)检测变量，进入下一步；(4)判断是否变量改变：是，则进入下一步；否，则回到步骤(3)；(5)判断是否满足发送条件：是，则进入下一步；否，则回到步骤(3)；(6)监测网络b秒，进入下一步；(7)监测计时，进入下一步；(8)判断是否存在通讯：是，则进入步骤(10)；否，则进入下一步；(9)判断是否计时超时：是，则回到步骤(3)；否，则回到步骤(6)；(10)N＝0，进入下一步；(11)N＝N+1，进入下一步；(12)发送第N包，进入下一步；(13)监测回令a秒，进入下一步；(14)监测计时，进入下一步；(15)判断是否收到回令：是，则进入步骤(17)；否，则进入下一步；(16)判断是否超时：是，则回到步骤(3)；否，则回到步骤(12)；(17)判断是否回令正确：是，则进入下一步；否，则进入步骤(16)；(18)判断是否发完：是，则进入下一步；否，则回到步骤(11)；(19)存储数据，完成一个循环；接着重复进行步骤(3)；网关组网流程为：1)开始，进入下一步；2)初始化，进入下一步；3)监听网络bS，进入下一步；4)判断是否有信息：是，则进入下一步；否，则回到步骤3)；5)判断是否解析过关：是，则进入下一步；否，则回到步骤3)；6)回令过关，进入下一步；7)监听计时，进入下一步；8)监听网络bS，进入下一步；9)判断是否有报文：是，则进入步骤11)；否，则进入下一步；10)判断是否计时超时：是，则回到步骤3)；否，则回到步骤6)；11)判断是否解析成功：是，则进入下一步；否，则进入步骤10)；12)回令过关，进入下一步；13)监听计时，进入下一步；14)监听网络bS，进入下一步；15)判断是否有报文：是，则进入步骤17)；否，则进入下一步；16)判断是否计时超时：是，则回到步骤3)；否，则回到步骤12)；17)判断是否解析成功：是，则进入下一步；否，则进入步骤16)；18)判断是否最终包：是，则进入下一步；否，则回到步骤12)；19)存储数据，进入下一步；20)发送程序，完成一个循环；接着重复进行步骤3)。作为本专利技术进一步的方案：所述的组网流程中，满足以下条件：a)监测周期b，信号发送周期a，需满足a＞＝2b，即采样频率大于信号频率2倍；b)设信号传播延时c，应满足b＞＝2c，此时即最快采样频率；c)设程序周期T，n为报文分包数，应满足T＞n*a，即限定最慢的信号发送频率；d)已知故障自处理时间W，应满足T＞W，即限定最小程序周期。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术终端可以连接各种提供透明传输信道的无线模块、zigbee模块等，自动完成多台终端的短距离(根据连接模块不同，距离50至2000米)组网监测，使用一个终端将这个测站的各种监测参量集中处理，通过一个SIM卡、或北斗通讯终端、或一个网口(一个IP)、发送出去，与传统终端相比，可以实现相同功能的前提下，成倍节约通讯资源，降低运行成本。同时无线组网可以简化现场综合布线，减少实施工程量，缩短工期。本专利技术终端能实现自动组网和多种远程通信，监测各种水位、闸位、流量、雨量、水质传感器，存储、上传监测信息。附图说明图1是节点组网流程图；图2是网关组网流程图；图3是定时发送流程图；图4是节点组网校时流程图；图5是网关组网校时流程图；图6是终端运行状态自诊断流程图；图7是单水位测站流程图；图8是本终端的实际应用流程图一；图9是本终端的实际应用流程图二。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
物联网感知终端，其特征在于，包括初始化模块、数据库读取模块、数据库存储模块、GPRS重连模块、闸位测量模块、水位测量模块、流量测量模块、雨量测量模块、GPRS发送模块、GSM发送模块、无线数传/zigbee组网模块、linux系统shell脚本模块、4‑20MA信号测量模块、供电电压测量模块；所述的初始化模块、数据库读取模块、数据库存储模块、GPRS重连模块、闸位测量模块、水位测量模块、流量测量模块、雨量测量模块、GPRS发送模块、GSM发送模块、无线数传/zigbee组网模块、linux系统shell脚本模块、4‑20MA信号测量模块、供电电压测量模块分别与控制器连接，由控制器控制和协调各模块的动作。

【技术特征摘要】
1.物联网感知终端，其特征在于，包括初始化模块、数据库读取模块、数据库存储模块、GPRS重连模块、闸位测量模块、水位测量模块、流量测量模块、雨量测量模块、GPRS发送模块、GSM发送模块、无线数传/zigbee组网模块、linux系统shell脚本模块、4-20MA信号测量模块、供电电压测量模块；所述的初始化模块、数据库读取模块、数据库存储模块、GPRS重连模块、闸位测量模块、水位测量模块、流量测量模块、雨量测量模块、GPRS发送模块、GSM发送模块、无线数传/zigbee组网模块、linux系统shell脚本模块、4-20MA信号测量模块、供电电压测量模块分别与控制器连接，由控制器控制和协调各模块的动作。2.根据权利要求1所述的物联网感知终端，其特征在于，根据应用场合电源条件，所述的控制器为LPC1700系列Cortex-M3微控制器和ATMEL公司的AT91SAM9G20ARM926EJ-S微控制器中的一种或两种。3.根据权利要求2所述的物联网感知终端，其特征在于，所述的LPC1700系列Cortex-M3微控制器为LPC1768FBD100Cortex-M3微控制器。4.根据权利要求1所述的物联网感知终端，其特征在于，所述的闸位测量模块集成了轴连接式光电闸位计、拉线式光电闸位计、激光闸位计、超声波闸位计、电磁测距闸位计；所述的水位测量模块集成了电子水尺、浮子水位计、雷达水位计、压力水位计；所述的流量测量模块集成了电磁流量计、超声波流量计、V-ADCP流量计、雷达流量计、远传水表；所述的雨量测量模块集成了翻斗式雨量计。5.根据权利要求1所述的物联网感知终端，其特征在于，所述的无线数传/zigbee组网模块的组网流程分为节点组网流程、网关组网流程；其中，节点组网流程为：(1)开始，进入下一步；(2)初始化，进入下一步；(3)检测变量，进入下一步；(4)判断是否变量改变：是，则进入下一步；否，则回到步骤(3)；(5)判断是否满足发送条件：是，则进入下一步；否，则回到步骤(3)；(6)监测网络b秒，进入下一步；(7)监测计时，进入下一步；(8)判断是否存在通讯：是，则进入步骤(10)；否，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新，丁晓嵘，雷健，李晓梅，贾陆璐，苑学明，聂明杰，赵晓然，王永，
申请(专利权)人：北京市水利自动化研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11