一种深水区域水文监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了水文监测设备，具体是一种深水区域水文监测系统，其包括采集链、客户端和主控系统，所述采集链用作采集压力和温度水文数据；所述客户端具有云端存储器和手持设备；所述主控系统具有电源单元、控制单元和通讯单元，所述电源单元用作向采集链和主控系统供电，所述控制单元具有主控制器、本地存储器和唤醒计时器，所述主控制器用作获取采集链采集到的水文数据，将获得的水文数据分别在本地存储器和云端存储器存储，同时向手持设备推送，所述唤醒计时器以设定采集周期计时唤醒主控制器，唤醒的主控制器导通主控系统和采集链的供电回路。本实用新型专利技术具有监测结果可靠、稳定性好、有利于形成完整历史数据的特点。有利于形成完整历史数据的特点。有利于形成完整历史数据的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种深水区域水文监测系统


[0001]本技术涉及水文监测设备，具体是一种深水区域水文监测系统。

技术介绍

[0002]对深水区域（例如水库）的水文（例如水温、压力等）监测，能够有效掌握深水区域的水文情势变化。
[0003]长期以来，对深水区域、特别是坝前垂向水温的监测，多采用自记式水温记录仪进行人工投放测量，监测频次多为每月一次，以其获得的监测结果对坝前垂向水温实际分布情况很难实现准确、可靠的反馈。
[0004]检索发现，中国专利文献公开了部分能够实现水库水温自动监测的技术，例如名称为“一种大型深水库坝前垂向水温实时监测装置及方法”（公开号CN 108680282 A，公开日2018年10月19日）、“一种深水温度测量仪”（公开号CN 106768458 A，公开日2017年05月31日）等技术。这些自动监测技术虽然能够根据设定的监测周期进行自动监测，但其对获得的水文数据存储不可靠，易丢失，不利于形成完整的历史数据。此外，这些自动监测技术无论工作与否，均保持耗电状态，这容易使太阳能板获得的有限电力快速耗尽，在不利于太阳能持续发电的自然环境下容易对监测和数据传输等造成不利影响，故障率高，稳定性差。

技术实现思路

[0005]本技术的技术目的在于：针对上述深水区域水温监测的特殊性，以及上述现有技术的不足，提供一种监测结果可靠、稳定性好、有利于形成完整历史数据的深水区域水文监测系统。
[0006]本技术的技术目的通过下述技术方案实现，一种深水区域水文监测系统，所述监测系统包括：
[0007]‑
采集链，所述采集链在坝体水域侧向下延伸进水域内，用作采集压力和温度水文数据；
[0008]‑
客户端，所述客户端具有云端存储器和手持设备；
[0009]‑
主控系统，所述主控系统具有电源单元、控制单元和通讯单元；
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所述电源单元用作向所述采集链和主控系统供电；
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所述控制单元具有主控制器、本地存储器和唤醒计时器；
[0012]‑‑‑
所述主控制器通过所述通讯单元获取采集链采集到的水文数据，将获得的水文数据分别在本地存储器和云端存储器存储，同时向手持设备推送；
[0013]‑‑‑
所述唤醒计时器以设定的采集周期计时唤醒所述主控制器，唤醒的主控制器导通所述主控系统和所述采集链的供电回路。
[0014]上述技术措施，针对于水文监测、特别是深水区域的水温监测特殊性，通过采集链能够实现多个不同水深点位的水温和压力监测，从而能够可靠地反馈当前时间点的较为全面监测数据。主控系统与客户端的交互方式，一方面能够将当前监测数据及时推送给客户
端的手持设备；二方面可以形成本地和云端的分别存储，监测数据不易丢失，有利于形成完整的历史数据；三方面主控系统通过唤醒计时器的唤醒，从而在非监测时段和非数据传输时段切断采集链及主控系统除唤醒计时器之外的供电回路，进入休眠模式，避免非工作时段的耗电，节能、省电，同时唤醒计时器能够按照设定的工作时段而自动启动，有利于进行长效的精准、自动监测。综前所述，上述技术措施具有监测结果可靠、稳定性好、有利于形成完整历史数据的特点。
[0015]作为优选方案之一，所述主控系统的通讯单元具有WIFI信号通讯单元、4G/5G信号通讯单元和GPS信号通讯单元；
[0016]所述WIFI信号通讯单元用作所述主控制器与所述手持设备之间的交互通信；
[0017]所述4G/5G信号通讯单元用作所述主控制器与所述云端存储器之间的交互通信；
[0018]所述GPS信号通讯单元以设定的校准周期对唤醒计时器进行时间校准。
[0019]上述技术措施一方面数据传输稳定，二方面通过GPS信号通讯单元定期对唤醒计时器进行时间校准，从而能够有效确保唤醒计时器的计时精准性，进而确保对水文监测采集的精准性。
[0020]作为优选方案之一，所述通讯单元以RS
‑
485通信接口与所述采集链进行信号连接。该技术措施能够可靠地实现采集数据的长距离稳定传输，满足于深水区域监测的技术需求，稳定性好。
[0021]作为优选方案之一，所述电源单元具有冗余配置的太阳能板和锂电池组，所述太阳能板为主电源，所述锂电池组备用电源。该技术措施能够进一步可靠地提高监测系统的稳定性，即便是在不利于太阳能持续发电的自然环境下，亦能持续提供工作电力，确保监测稳定进行，故障率低。
[0022]作为优选方案之一，所述主控系统通过坝体顶部竖立的支架安装，处在坝体的顶部上方。该技术措施一方面有利于太阳能板采光发电，二方面有利于主控系统处在较为干燥环境中，减少受潮影响。
[0023]作为优选方案之一，所述采集链具有防水电缆和加强线；
[0024]所述防水电缆的长度方向上间距排布有多个温度传感单元，这些温度传感单元并联于所述防水电缆的电缆导线上，各温度传感单元与所述防水电缆之间的连接处分别以防水结构封装；
[0025]所述防水电缆的底端处连接有压力传感单元，所述压力传感单元与所述防水电缆之间的连接处以防水结构封装；
[0026]所述加强线为钢绳和/或金属链条，所述加强线顺着所述防水电缆的长度方向排布，并沿着所述防水电缆的长度方向与所述防水电缆间距连接，所述加强线用作在坝体的水域侧进行连接固定。
[0027]上述技术措施中，通过加强线对防水电缆形成了分力，从而有效降低了防水电缆本身所承受的垂向重力，减少了防水电缆在较大重力影响之下断裂现象（包括护套结构及温度传感单元衔接处等开裂）的发生，保障防水电缆长效服役。此外，通过加强线能够对防水电缆的垂向投放形成配重效应，有利于防水电缆快速、稳定地在所监测深水区域内实现垂向投放；加强线作为采集链上的可受力结构，能够通过紧固件（包括抱箍）等在坝体上实现稳定地固定安装，从而确保采集链在深水区域的坝前位置实现长时间的连续监测。
[0028]上述技术措施中，多个温度传感单元在防水电缆上的并联排布结构，使各个温度传感单元相对独立的进行数据采集，任一温度传感单元的故障不会影响其它温度传感单元的数据采集，故障率低、稳定性好。此外，通过防水电缆与各温度传感单元和压力传感单元的防水封装结构，使得整个采集链的防水性能稳定、可靠，从而能够在水下环境之中可靠地长效服役，以实现长时间的连续监测，监测结果对水文情势变化的指导更为可靠、准确。
[0029]进一步的，所述温度传感单元为防水数字温度计，所述防水数字温度计主要由温度传感外壳、数字温度计本体和硫化胶填充层一组成；
[0030]所述数字温度计本体电连接于所述防水电缆的当前点位电缆导线上；
[0031]所述温度传感外壳具有组合在一起、形成数字温度计本体和硫化胶填充层一容置空间的壳体一和壳体二，所述壳体一和壳体二之间所组成的容置空间，由间距排布的分腔隔板一和分腔隔板二依次分隔出相对独立的芯片排布腔、电缆排布腔和电路板排布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深水区域水文监测系统，其特征在于，所述监测系统包括：
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采集链（1），所述采集链（1）在坝体（5）水域侧向下延伸进水域内，用作采集压力和温度水文数据；
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客户端（3），所述客户端（3）具有云端存储器（32）和手持设备（31）；
‑
主控系统（2），所述主控系统（2）具有电源单元（21）、控制单元（22）和通讯单元（23）；
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所述电源单元（21）用作向所述采集链（1）和主控系统（2）供电；
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所述控制单元（22）具有主控制器（221）、本地存储器（222）和唤醒计时器（223）；
‑‑‑
所述主控制器（221）通过所述通讯单元（23）获取采集链（1）采集到的水文数据，将获得的水文数据分别在本地存储器（222）和云端存储器（32）存储，同时向手持设备（31）推送；
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所述唤醒计时器（223）以设定的采集周期计时唤醒所述主控制器（221），唤醒的主控制器（221）导通所述主控系统（2）和所述采集链（1）的供电回路。2.根据权利要求1所述深水区域水文监测系统，其特征在于，所述主控系统（2）的通讯单元（23）具有WIFI信号通讯单元（231）、4G/5G信号通讯单元（232）和GPS信号通讯单元（233）；所述WIFI信号通讯单元（231）用作所述主控制器（221）与所述手持设备（31）之间的交互通信；所述4G/5G信号通讯单元（232）用作所述主控制器（221）与所述云端存储器（32）之间的交互通信；所述GPS信号通讯单元（233）以设定的校准周期对唤醒计时器（223）进行时间校准。3.根据权利要求1所述深水区域水文监测系统，其特征在于，所述通讯单元（23）以RS
‑
485通信接口与所述采集链（1）进行信号连接。4.根据权利要求1所述深水区域水文监测系统，其特征在于，所述电源单元（21）具有冗余配置的太阳能板（211）和锂电池组（213），所述太阳能板（211）为主电源，所述锂电池组（213）备用电源。5.根据权利要求1所述深水区域水文监测系统，其特征在于，所述主控系统（2）通过坝体（5）顶部竖立的支架（4）安装，处在坝体（5）的顶部上方。6.根据权利要求1或3所述深水区域水文监测系统，其特征在于，所述采集链（1）具有防水电缆（11）和加强线（14）；所述防水电缆（11）的长度方向上间距排布有多个温度传感单元（12），这些温度传感单元（12）并联于所述防水电缆（11）的电缆导线（111）上，各温度传感单元（12）与所述防水电缆（11）之间的连接处分别以防水结构封装；所述防水电缆（11）的底端处连接有压力传感单元（13），所述压力传感单元（13）与所述防水电缆（11）之间的连接处以防水结构封装；所述加强线（14）为钢绳和/或金属链条，所述加强线（14）顺着所述防水电缆（11）的长度方向排布，并沿着所述防水电缆（11）的长度方向与所述防水电缆（11）间距连接，所述加强线（14）用作在坝体（5）的水域侧进行连接固定。7.根据权利要求6所述深水区域水文监测系统，其特征在于，所述温度传感单元（12）为防水数字温度计，所述防水数字温度计主要由温度传感外壳（121）、数字温度计本体（122）
和硫化胶填充层一（123）组成；所述数字温度计本体（122）电连接于所述防水电缆（11）的当前点位电缆导线（111）上；所述温度传感外壳（121）具有组合在一起、形成数字温度计本体（122）和硫化胶填充...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆晓阳，李杰，唐林，
申请(专利权)人：德阳瑞能电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：