本实用新型专利技术属于物联网信息传输技术领域，具体技术方案为：一种针对明渠水流截面积的精准测量装置，包括采集装置，采集装置包括垂直布置的横轴和竖轴，横轴的两侧均布置有支脚，竖轴上装有探测杆，探测杆的底部依次连接有位移传感器、压力传感器和轻触开关传感器，在使用时，将两个支脚分置明渠的两侧，在初始位置处，在重力作用下，探测杆底端的轻触开关传感器顶在明渠的内侧面上，沿着横轴上的横向滑轨移动纵轴，轻触开关传感器一直紧贴明渠的内壁运动，传感器对明渠进行切片测量，利用切片积分方法进行面积计算，得出总截面面积，本实用新型专利技术能适应任意形状的渠道，并能识别渠道残缺破损和渠底沉积，能准确测量真实的水流面积。能准确测量真实的水流面积。能准确测量真实的水流面积。
【技术实现步骤摘要】
一种针对明渠水流截面积的精准测量装置
[0001]本技术属于物联网信息传输
，具体涉及一种用于精确测量明渠水流截面积的装置。
技术介绍
[0002]明渠流量测量是行业难题，其中，依据流量面积法是使用最广泛的，由于野外渠道不标准，直接通过U型槽半径求得的面积不准确，造成测得的渠道流量不准确，提供一种精确测量水流截面积的便携工具，是行业的迫切需求。
[0003]现有截面测量设备存在如下不足：
[0004]一、通信模式单一或无通信功能
[0005]现有测量设备大多数为测量距离和角度的机械工具，没有常用通信接口或通行模式老旧单一，不满足现代信息化操作习惯。
[0006]二、单点或少量点测量
[0007]现有测量设备大多为通过单点或少量点测量出渠道近似半径，再按照U型槽面积公式进行计算，缺点是现场渠槽建设往往不规范，不是标准的U型槽，槽壁有破损或槽底有淤泥石块，导致计算得出的面积与实际值偏差大。
[0008]三、人工读数
[0009]现有测量设备大多数为测量距离和角度的机械工具，测量结果需要人工读取并记录，耗时费力，易因人为因素导致错误，不可靠。
[0010]四、手动运算
[0011]由于现有测量设备大多为机械孤立设备，测量得到的数据需要测量人员根据渠道模型面积公式进行计算，在现场复杂环境下，工作效率低，易出错，不可靠。
[0012]五、信息化程度低
[0013]现有测量设备大多为机械孤立设备，不具有自动测量、保存、存储、分析和通信交互功能。
[0014]现有设备程序大多无操作系统，使用裸机运行的方式，内部程序依靠程序员建立的逻辑框架调度，各模块间通信主要由全局变量完成，导致各功能程序间耦合度高，每次添加/删除功能程序模块都需对全局的相关部分做修改，这种裸机程序虽然程序简单，降低硬件要求和成本，但不便于修改扩展。随着芯片生产技术的提高，电路硬件成本的差异几乎可以忽略，时间成本愈发重要，能否快速开发、快速扩展成为企业的首要目标，显然，现有程序结构不具备这一特征。
[0015]六、软件平台功能单一
[0016]现有采集设备一部分采用单机版电脑软件对设备进行配置采集，一部分采用单机版手机app，大部分采用串行通信类接口直接与电脑版串口调试类软件交互，配置过程及内容不利于保存共享，且需要专业人员才能操作，导致普通用户使用困难。
技术实现思路
[0017]为解决现有技术存在的技术问题，本技术提供了一种配置可滑动机械结构的测量装置，本装置具有4G、WIFI、蓝牙等通信模式，具有显示交互功能LCD屏幕，具有数字输入接口的轻触开关、位移传感器、0
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5V压力传感器硬件接口，能够实现明渠水流量的准确测量。
[0018]为实现上述目的，本技术所采用的技术方案为：一种针对明渠水流截面积的精准测量装置，包括采集装置，采集装置包括垂直布置的横轴和竖轴，横轴的两侧均布置有支脚，横轴的长度方向上布置有横向滑轨，竖轴可沿横向滑轨自由滑动，竖轴的长度方向上布置有竖向滑轨，探测杆可沿竖向轨道自由滑动，探测杆的底部依次连接有位移传感器和压力传感器，压力传感器的底部装有轻触开关传感器。
[0019]在使用时，将两个支脚分置明渠的两侧，在初始位置处，纵轴置于横轴的一端，在重力作用下，探测杆底端的轻触开关传感器顶在明渠的内侧面上，沿着横轴上的横向滑轨移动纵轴，随着纵轴的移动，由于重力的作用，轻触开关传感器一直紧贴明渠的内壁运动，直至纵轴移动到横轴的另一端。传感器对明渠进行切片测量，利用切片积分方法进行面积计算，将渠道界面按纵向切割为多个近似小矩形，分别测量矩形的长边，算出小矩形面积，再逐个累加所有矩形面积，得出总截面面积。
[0020]5VDC为电源模块供电，电池与电源模块相连，电源模块与MCU微控制单元电连接，MCU微控制单元设置在控制器内，MCU微控制单元通过传感器接口分别与轻触开关、位移传感器、压力传感器相连， MCU微控制单元通过通信接口与通信模块相连，通信模块设置在云服务器内，位移传感器的位移信息和压力传感器的位移信息传送至MCU为控制单元内，云服务器分别与电脑用户、手机用户进行信号传输，用户通过电脑或手机访问云服务器，获得需要的信息，也可对采集端工作参数进行配置。
[0021]通信接口上设有电源线接口和地线接口，通信接口上设有UART TX接口和UART RX接口，通信接口上设有SPIMOSI接口、SPIMISO接口、SPICLK接口和SPISSN接口，通信接口上设有GP101接口、GP102接口、GP103接口和GP104接口，通信接口上设有复位接口。UART接口、SPI接口和GP接口实现通信模块硬件接口标准化，各类通信模块配合对应转接板均可插接在此通信接口上。
[0022]通信接口为2mm双排20针贴片排母，通信模块为2mm双排20针贴片排针，方便插拔，接触可靠。
[0023]本技术与现有技术相比，具体有益效果体现在：
[0024]一、本技术根据现场通信环境与用户需求使用相应的通信模块，增加了设备的通用性，各通信模块采用相同的硬件接口，增加了切换的通用性；实现了4G、 WIFI和USB通信功能；用户根据现场情况，可使用云平台、4G方式、WIFI手机方式或USB直接调试方式；硬件2.00mm双排20针标准接口方便插接，接触可靠；各通信模块程序以独立的文件存储，有唯一的2字节长度编码，用户根据实际需要，将模块的编码配置进设备，设备每次启动后根据所配置的模块编码启动对应的通信程序，以线程的形式运行，降低了各模块的耦合度。
[0025]二、本技术使用切片积分的方法，将渠道截面切割成无数个小矩形，能适应任意形状的渠道，并能识别渠道残缺破损和渠底沉积，能准确测量真实的水流面积。
[0026]三、本技术采用压力传感器、轻触开关和位移传感器，传感器的信号经过控制
器处理，自动检测计算测量结果，精度高，速度快，数据可存储。
[0027]四、控制器将已保存的传感器采集按程序中已设定的计算公式进行运行，快速得出结果并保存，供以后查询，更快速、准确和可靠。
[0028]五、本技术利用云平台远程存储、异地访问的优势，可使用电脑或手机通过web登录，以页面的方式进行配置，简单易操作，且系统保存操作记录；软件平台部署在云端，有专业的软硬件维护工程师，故障率大大降低，同时便于维护升级；无论在何处，互联网覆盖的任何地方都可使用平台功能。
附图说明
[0029]图1为本技术的结构原理图。
[0030]图2为本技术的通信模块和传感器模块的连接图。
[0031]图3为通信模块硬件接口的引脚连接图。
[0032]图4为NBiot通信模块的引脚连接图。
[0033]图5为渠道水流截面切片积分示意图。
[0034]图6为采集装置的结构示意图。
[0035]图7为各个传感器的连接结构本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种针对明渠水流截面积的精准测量装置，其特征在于，包括采集装置，所述采集装置包括垂直布置的横轴和竖轴，所述横轴的两侧均布置有支脚，所述横轴的长度方向上布置有横向滑轨，竖轴可沿横向滑轨自由滑动，所述竖轴的长度方向上布置有竖向滑轨，探测杆可沿竖向轨道自由滑动，探测杆的底部依次连接有位移传感器和压力传感器，所述压力传感器的底部装有轻触开关传感器；5VDC为电源模块供电，电池与电源模块相连，电源模块与MCU微控制单元电连接，MCU微控制单元设置在控制器内，MCU微控制单元通过传感器接口分别与轻触开关、位移传感器、压力传感器相连，MCU微控制单元通过通信接...
【专利技术属性】
技术研发人员：李雷，
申请(专利权)人：山西三凡信息工程有限公司，
类型：新型
国别省市：
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