CN203455942U

CN203455942U - 地下水动态远程数据发射装置

Info

Publication number: CN203455942U
Application number: CN201320584342.3U
Authority: CN
Inventors: 史云; 冯建华; 张磊; 袁爱军
Original assignee: Center for Hydrogeology and Environmental Geology CGS
Current assignee: Center for Hydrogeology and Environmental Geology CGS
Priority date: 2013-09-22
Filing date: 2013-09-22
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2023-09-22

Abstract

一种地下水动态远程数据发射装置，包括一组水位监测仪、一组用于监测地下水环境大气压的气压传感器、一微处理器，用于接收前端水位监测仪及气压传感器所采集的数据，实时进行处理并输出计算结果；一GSM传输模块，用于以短信的方式将微处理器输出的计算结果数据发送至中心站的网络***中；一时钟模块；一电源单元，包括有一电池组、一个稳压可断电源模块和一个稳压常通电源模块；一用于控制稳压可断电源模块工作状态的上电控制模块，所述电池组通过稳压常通电源模块为其提供工作电压；所述电池组通过稳压可断电源模块为气压传感器和微处理器提供工作电压。利用该装置可以长期远距离的数据通信，实现地下水动态信息的自动监测、传输、远程管理。

Description

地下水动态远程数据发射装置

技术领域

本实用新型涉及一种对地质环境监测用的地下水动态监测仪进行配套使用的远程无线数据发射装置。

背景技术

地下水是水资源的重要组成部分，其在保障人民群众饮水安全、促进经济社会发展和维系生态平衡等方面发挥着极其重要的作用。由于地下水时空分布与经济社会发展需求不匹配，加之地表水和浅层地下水污染，一些地区大量不合理开采地下水，甚至出现地下水超采现象，引发了地下水水位持续下降、地面沉降、岩溶塌陷、海水入侵、土地退化等地质灾害与生态环境问题，成为经济社会全面、协调、可持续发展的重要制约因素。地下水环境的严峻形势已经成为制约社会经济发展的瓶颈问题。加强地下水环境监测，一方面是为制定开发利用和保护方案提供基础资料，另一方面，也是检验水资源开发利用是否合理，地质环境保护措施是否得当的直接手段。

现有监测点绝大部分仍以人工测量为主，自动化程度低，监测精度差低，远远不能满足监控地下水开发利用程度以及进行地下水动态评价的要求。少数地区虽然安装了自动监测仪，但一般采用的是定期现场提取方式工作，对监测仪器的运行状况（工作状态、电池状态、数据存储情况等）无法进行实时监控，如果监测过程中监测仪器发生了故障，只有在专业监测人员取数据时才能发现并排除，这将造成监测数据的丢失，严重影响地下水监测的完整和质量。

目前采用此类地下水监测仪器进行工作，主要存在的问题和缺点：

（1）需要野外工作人员定期去仪器现场对仪器进行操作、数据的采集，野外工作受环境因素影响干扰，工作人员工作量很大。

（2）国内的地下水监测仪存在精度差、长期稳定性差、功耗大等缺点，不能有效地保证野外监测数据的有效性和完整性。

（3）国外的有些监测仪器也配备了无线传输装置，但是价格昂贵，不适合国内推广使用。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种地下水动态远程数据发射装置，利用该装置可以长期远距离的数据通信，实现地下水动态信息的自动监测、传输、远程管理。

为实现上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

包括有一组水位监测仪，其还包括：

一组用于监测地下水环境大气压的气压传感器；

一用于接收水位监测仪及气压传感器所采集的数据的微处理器；

所述的各水位监测仪及各气压传感器的输出端接所述微处理器，该微处理器对接收的水位监测仪及气压传感器所采集数据实时进行处理并输出计算结果；

一GSM传输模块，用于以短信的方式将微处理器输出的计算结果数据发送至中心站的网络***中；

一用于提供时钟基准的时钟模块；

一为上述各工作单元提供电源的电源单元，包括有一电池组、一个稳压可断电源模块和一个稳压常通电源模块；

一用于控制稳压可断电源模块工作状态的上电控制模块，其控制输出端接稳压可断电源模块的输入端，所述电池组通过稳压常通电源模块为其提供工作电压；

所述电源单元中的电池组通过稳压可断电源模块为各气压传感器和微处理器提供工作电压。

所述地下水动态远程数据发射装置中，所述的电池组采用四节串联的一号碱性电池。

本实用新型的优点是：

1）有利于突破瓶颈制约，提高监测质量，节约监测地下水的成本；

2）提高了监测设备的使用性能，提高了市场竞争力；

3）有利于解决重大公益性科技问题，提高公共服务能力，同时，该产品的应用广泛，可提高工作效率、节约劳动成本；

4）具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型地下水动态远程数据发射装置***构成原理示意框图。

图2为本实用新型的时钟模块电路原理图。

图3为本实用新型的稳压常通电源模块电路原理图。

图4为本实用新型的稳压可断电源模块电路原理图。

图5为本实用新型的上电控制模块电路原理图。

图中：

1—电池组；2—稳压可断电源模块；3—稳压常通电源模块；4—上电控制模块；5—时钟模块；6—气压传感器；7—微处理器；8—存储模块；9—通讯接口模块；10—水位监测仪；11—GSM传输模块；12—中心站。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

具体实施方式

参阅图1所示，本实用新型地下水动态远程数据发射装置主要分为电源部分、气压传感器部分、数据处理部分和GSM传输模块等主要部分。其中，包括有一组水位监测仪10，还包括：一组用于监测地下水环境大气压的气压传感器6（直接选用数字气压传感器为佳），一微处理器7，一GSM传输模块11，一组电源单元（包括一电池组1、一个稳压可断电源模块2和一个稳压常通电源模块3）、一上电控制模块4和一个时钟模块5。

所述的水位监测仪10可以直接采用现有国产和国外产的地下水动态监测仪；利用它们对地下水的水位进行数据的采集和存储。

所述气压传感器6主要用于监测地下水环境大气压，为方便无线数据的传输，应直接选用数字气压传感器为佳。

上述的一组水位监测仪10和一组气压传感器6可以分别是一个（针对单个监测点），也可以分别是若干个（对应若干个监测点）。

所述微处理器7，接收来自水位监测仪及气压传感器所采集来的数据，并实时进行处理和输出计算结果。本实施例中，微处理器选用了嵌入式处理器STC12C5A60S2。

所述的时钟模块5的电路原理图如图2所示，可采用实时时钟芯片U11（ISL12026），其具有低功耗的优点，在电池后备模式下具有很低的功耗，该时钟模块5为整个地下水动态远程数据发射装置提供一个标准稳定的时钟基准，协调监测***各部分的统一运作。该时钟芯片U11同时也可以用作***的上电唤醒源，其控制微处理器7按照事先设定好的时间以及间隔定期地唤醒本***装置采样。为了是在本装置在不工作时下保持断电状态，尽可能的降低***的功耗。

所述电源单元包括一电池组1、一个稳压可断电源模块2和一个稳压常通电源模块3。其中：

电池组1采用了相互串联的四节一号碱性电池。

稳压常通电源模块3输出为3.3V,它的输入电压是6V，需要经过降压处理，参见图3，本实施例中，采用了低压差线性稳压器U1MAX1726，它的特点是超低电源电流，可以尽可能延长电池的应用。该稳压常通电源模块3是需要为微处理器7、时钟模块5、通讯接口和上电控制模块4一直工作的电路保持上电状态。

稳压可断电源模块2输出电压为3.3V，输入电压为6V，需要通过降压处理到3.3V，选用的同稳压常通电源模块3一样的低压差线性稳压器U2 MAX1726，参见图4，该稳压可断电源模块2为微处理器7的存储器、气压传感器6以及上电控制模块4等提供电源。气压传感器6和微处理器7的存储器等根据需要可断供电。

参见图5，所述的上电控制模块4中采用了DS2438智能电池监测芯片，微处理器控制该DS2438智能电池监测芯片对流入、流出电池块电流自动进行测量，让用户对设备的电量有清晰地了解。

本实用新型地下水动态远程数据发射装置工作时候把前端水位监测仪所采集的数据通过通讯接口把数据存储到微处理器7的存储器内，同时把气压传感器的数据与之进行匹配计算得到监测的实际水位值后（此为现有技术，此处不赘述），通过GSM传输模块11采用短信的方式将数据发送至中心站12的网络***中。数据发送完毕后稳压可断电源模块2掉电。工作人员只需坐在中心站的电脑旁就可以进行数据的采集和查询，极大地提高了工作效率，具有非常广泛的应用价值，实现了地下水动态信息的自动监测、传输和远程管理。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种地下水动态远程数据发射装置，包括有一组水位监测仪，其特征在于还包括：

一组用于监测地下水环境大气压的气压传感器；

一用于提供时钟基准的时钟模块；

一用于控制稳压可断电源模块工作状态的上电控制模块，其控制输出端接稳压可断电源模块的输入端，所述电池组通过稳压常通电源模块为其提供工作电压。

2.根据权利要求1所述的地下水动态远程数据发射装置，其特征在于：所述电池组通过稳压可断电源模块为各气压传感器和微处理器提供工作电压。

3.根据权利要求1所述的地下水动态远程数据发射装置，其特征在于：所述的电池组采用四节串联的一号碱性电池。