專利名稱：一種城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其是涉及一種城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
城市排水系統(tǒng)是城市建設(shè)、環(huán)境保護(hù)、防洪排澇的重要基礎(chǔ)設(shè)施，建立城市排水管 網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為城市排水管理者提供實(shí)時(shí)觀察排水管網(wǎng)水位變化、分析排水管網(wǎng) 動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀況的管理平臺(tái)，已經(jīng)成為現(xiàn)代城市排水管理的緊迫需求。隱蔽于地下的排水管每隔幾十米就有一個(gè)連接地面的窨井，如果能夠在窨井內(nèi)連 續(xù)自動(dòng)地測(cè)量窨井的水位高度，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到管理中心，管理中心也就掌握了排水管內(nèi) 水位的實(shí)時(shí)變化情況。由于排水窨井內(nèi)的環(huán)境十分惡劣且不能提供電源，傳統(tǒng)的液位檢測(cè)設(shè)備如接觸式 的磁浮式液位計(jì)、伺服式液位計(jì)、靜壓投入式液位計(jì)等，均因難以解決排水窨井內(nèi)的污水腐 蝕、污泥粘附、易在管道養(yǎng)護(hù)作業(yè)時(shí)受損等苛刻條件的影響而無法使用；非接觸式的普通超 聲波液位儀則因固有的超聲波發(fā)散角、存在一定的測(cè)量盲區(qū)、功率消耗較大等因素，也無法 在空間狹窄、水位變化很大甚至?xí)蜎]測(cè)量裝置、沒有電源的排水窨井內(nèi)應(yīng)用。由于缺乏合適的水位測(cè)量裝置，至今仍不得不由專職人員定期或根據(jù)需要采用手 工方式測(cè)量和記錄排水窨井的水位，排水管網(wǎng)的運(yùn)行管理因?qū)崟r(shí)信息的缺失不得不停留在 傳統(tǒng)的管理模式上。技術(shù)手段的落后，制約了排水行業(yè)的信息化建設(shè)，也阻礙了排水行業(yè)管 理現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種能實(shí)時(shí)掌握排 水管網(wǎng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀況，提高排水管網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)、管理、考核水平，加強(qiáng)區(qū)域排水能力分析，提升 應(yīng)急防汛能力的城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括窨井水位監(jiān)測(cè)終 端和排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)，所述的窨井水位監(jiān)測(cè)終端采用GPRS無線通訊方式并通過 Internet公網(wǎng)與排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)建立遠(yuǎn)程通信連接。所述的窨井水位監(jiān)測(cè)終端設(shè)置在排水窨井內(nèi)，所述的排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)設(shè)置
在管理中心。所述的窨井水位監(jiān)測(cè)終端包括水位測(cè)量單元、主控單元。所述的水位測(cè)量單元包括運(yùn)算控制電路、超聲波發(fā)送信號(hào)處理電路、超聲波回波 信號(hào)處理電路、超聲波換能器、溫度傳感器、數(shù)字式壓力傳感器，所述的數(shù)字壓力傳感器設(shè) 置在接近超聲波測(cè)量盲區(qū)的位置；所述的水位測(cè)量單元的各組件工作流程如下1)在超聲波正常測(cè)量范圍內(nèi)，運(yùn)算控制電路通過超聲波發(fā)送信號(hào)處理電路發(fā)送激
3勵(lì)脈沖能量到超聲波換能器；2)由超聲波換能器轉(zhuǎn)換成超聲波向水面定向發(fā)射；3)超聲波到達(dá)水面后反射回超聲波換能器；4)由超聲波換能器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并通過超聲波回波信號(hào)處理電路送至運(yùn)算控制 電路；5)由運(yùn)算控制電路將超聲波從發(fā)出到收到的傳輸時(shí)間差換算成超聲波換能器發(fā) 送面到水面的距離；6)由運(yùn)算控制電路通過軟件的智能處理來濾除波束發(fā)散引起井壁干擾回波產(chǎn)生 的噪聲數(shù)據(jù)，并剔除不合理的二次回波產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，得出真實(shí)的窨井水位數(shù)值；7)當(dāng)水位上升至超聲波測(cè)量盲區(qū)，運(yùn)算控制電路接收數(shù)字壓力傳感器的壓力值輸 出，把壓力值換算成水位的高度。所述的主控單元包括主處理模塊、時(shí)鐘/計(jì)數(shù)模塊、看門狗模塊、GPRS通信模塊、 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、第一電源控制電路、第二電源控制電路、無線通信接口，所述的主處理模塊 以通/斷電源的方式控制水位測(cè)量單元和GPRS通信模塊的開/關(guān)，所述的主控單元工作流 程如下1)主處理模塊依據(jù)水位采樣周期定時(shí)開啟水位測(cè)量單元，在收到水位測(cè)量單元的 正確水位數(shù)據(jù)后關(guān)閉水位測(cè)量單元；2)主處理模塊依據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送周期定時(shí)開啟GPRS通信模塊，在完成與排水管網(wǎng)信 息處理平臺(tái)的數(shù)據(jù)通信后關(guān)閉GPRS通信模塊。3)在確保系統(tǒng)記錄合理密度的水位數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，主控單元可根據(jù)窨井的水位值和 水位的變化率自動(dòng)修改水位采樣周期和數(shù)據(jù)發(fā)送周期，并采用“逢變則報(bào)”方式運(yùn)行。所述的排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)采用以數(shù)據(jù)服務(wù)器為核心的集成構(gòu)架。所述的排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)依據(jù)各排水窨井的水位數(shù)據(jù)和各排水窨井的空間 關(guān)系，獲得派生的管段水位差信息和管道的水位坡度，并從管道的水位坡度變化，還原出排 水管網(wǎng)真實(shí)的運(yùn)行狀況。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明不僅填補(bǔ)了在排水窨井內(nèi)自動(dòng)測(cè)量排水管網(wǎng)水位的空白，并可依據(jù)各排水 窨井的水位數(shù)據(jù)和各排水窨井的空間關(guān)系，獲得排水管網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，為提高排水管 網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)、管理、考核水平；加強(qiáng)區(qū)域排水能力分析；提升應(yīng)急防汛能力等提供了非常有效 的技術(shù)手段。1)窨井水位監(jiān)測(cè)終端可全量程監(jiān)測(cè)排水窨井的水位，在水位高出井面情況下仍能 正常工作。2)窨井水位監(jiān)測(cè)終端采用內(nèi)置電池供電，一組電池可供終端正常工作二年。3)窨井水位監(jiān)測(cè)終端對(duì)水位的測(cè)量不受溫度和大氣壓變化的影響。4)窨井水位監(jiān)測(cè)終端可在窨井內(nèi)貼壁安裝，并能很好適應(yīng)窨井中空間狹窄、污泥 淤積、易遭管道養(yǎng)護(hù)作業(yè)碰撞等惡劣的工作條件。5)窨井水位監(jiān)測(cè)終端通過GPRS無線公網(wǎng)與排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)建立遠(yuǎn)程通信 鏈路，無線公網(wǎng)的地域全覆蓋特性保證了系統(tǒng)應(yīng)用區(qū)域的全覆蓋。6)城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用提高了排水管網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)、管理、考核水
4平(1)可從全局實(shí)時(shí)掌握整個(gè)排水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，有效識(shí)別淤積管段，分析管道清 淤效果，客觀評(píng)估管道養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，為制定管道養(yǎng)護(hù)方案提供數(shù)據(jù)支持。(2)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雨污混流排水的情況，為改善雨污混流的現(xiàn)狀提供依據(jù)。(3)實(shí)現(xiàn)排水管網(wǎng)管理的專業(yè)化、自動(dòng)化和信息化，輔助科學(xué)管理決策。7)城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為區(qū)域排水能力分析提供了數(shù)據(jù)支持(1)評(píng)估排水泵站的運(yùn)行效果，發(fā)現(xiàn)和診斷排水泵站設(shè)計(jì)與運(yùn)行存在的不足和問 題。(2)診斷管網(wǎng)中的瓶頸管段，為管網(wǎng)改造提供依據(jù)。(3)為挖潛現(xiàn)有排水系統(tǒng)的區(qū)域排水能力提供分析手段。(4)為新建區(qū)域排水系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)提供有效數(shù)據(jù)。8)城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息提升了排水系統(tǒng)的應(yīng)急防汛能 力(1)通過水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)暴雨防汛預(yù)警提供及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。(2)為防汛采取應(yīng)急措施提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)支持，以此研究排水系統(tǒng)之間的互通與利用。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的水位測(cè)量單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的窨井水位監(jiān)測(cè)終端結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為窨井水位監(jiān)測(cè)終端的控制流程圖；圖5為窨井水位監(jiān)測(cè)終端的串口 0 (GPRS通信)中斷處理流程圖；圖6為窨井水位監(jiān)測(cè)終端的串口 1 (水位測(cè)量單元)中斷處理流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例如圖1所示一種城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該裝置包括窨井 水位監(jiān)測(cè)終端A和排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)C，所述的窨井水位監(jiān)測(cè)終端A采用GPRS無線通 訊方式并通過Internet公網(wǎng)B與排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)C建立遠(yuǎn)程通信連接。所述的窨井水位監(jiān)測(cè)終端A設(shè)置在排水窨井內(nèi)，所述的排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)C
設(shè)置在管理中心。所述的窨井水位監(jiān)測(cè)終端A包括水位測(cè)量單元、主控單元。如圖2所示，所述的水位測(cè)量單元包括運(yùn)算控制電路11、超聲波發(fā)送信號(hào)處理電 路、超聲波回波信號(hào)處理電路、超聲波換能器12、溫度傳感器13、數(shù)字式壓力傳感器14，所 述的數(shù)字壓力傳感器14設(shè)置在接近超聲波測(cè)量盲區(qū)的位置；所述的水位測(cè)量單元的各組 件工作流程如下1)在超聲波正常測(cè)量范圍內(nèi)，運(yùn)算控制電路11通過超聲波發(fā)送信號(hào)處理電路發(fā)
5送激勵(lì)脈沖能量到超聲波換能器12 ；2)由超聲波換能器12轉(zhuǎn)換成超聲波向水面定向發(fā)射；3)超聲波到達(dá)水面后反射回超聲波換能器12 ；4)由超聲波換能器12轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并通過超聲波回波信號(hào)處理電路送至運(yùn)算控 制電路11 ；5)由運(yùn)算控制電路11將超聲波從發(fā)出到收到的傳輸時(shí)間差換算成超聲波換能器 發(fā)送面到水面的距離；6)由運(yùn)算控制電路11通過軟件的智能處理來濾除波束發(fā)散引起井壁干擾回波產(chǎn) 生的噪聲數(shù)據(jù)，并剔除不合理的二次回波產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，得出真實(shí)的窨井水位數(shù)值；7)當(dāng)水位上升至超聲波測(cè)量盲區(qū)，運(yùn)算控制電路11接收數(shù)字壓力傳感器14的壓 力值輸出，把壓力值換算成水位的高度。如圖3所示，所述的主控單元包括主處理模塊21、時(shí)鐘/計(jì)數(shù)模塊22、看門狗模塊 23、GPRS通信模塊24、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊25、第一電源控制電路27、第二電源控制電路28、無線 通信接口 26，所述的主處理模塊21以通/斷電源的方式控制水位測(cè)量單元1和GPRS通信 模塊24的開/關(guān)，所述的主控單元工作流程如下1)主處理模塊21依據(jù)水位采樣周期定時(shí)開啟水位測(cè)量單元1，在收到水位測(cè)量單 元1的正確水位數(shù)據(jù)后關(guān)閉水位測(cè)量單元1 ；2)主處理模塊21依據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送周期定時(shí)開啟GPRS通信模塊24，在完成與排水管 網(wǎng)信息處理平臺(tái)C的數(shù)據(jù)通信后關(guān)閉GPRS通信模塊24。3)在確保系統(tǒng)記錄合理密度的水位數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，主控單元可根據(jù)窨井的水位值和 水位的變化率自動(dòng)修改水位采樣周期和數(shù)據(jù)發(fā)送周期，并采用“逢變則報(bào)”方式運(yùn)行，保證 系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，以最大限度降低窨井水位監(jiān)測(cè)終端的運(yùn)行功耗。排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)C采用以數(shù)據(jù)服務(wù)器為核心的集成構(gòu)架。排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)在應(yīng)用上除動(dòng)態(tài)展現(xiàn)排水管網(wǎng)實(shí)時(shí)信息外，還能滿足日常 作業(yè)監(jiān)管、排水能力分析、應(yīng)急防汛應(yīng)用等排水管網(wǎng)管理上的專業(yè)需求，包括(1)能夠了解排水管網(wǎng)的真實(shí)運(yùn)行狀況；(2)能夠以此為依據(jù)制定針對(duì)性管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)計(jì)劃；(3)能夠以此為依據(jù)評(píng)估管網(wǎng)的日常養(yǎng)護(hù)效果；(4)能夠高效協(xié)調(diào)排水運(yùn)行單位和排水養(yǎng)護(hù)單位協(xié)同工作；(5)能夠以此為依據(jù)制定出不同雨情下科學(xué)的應(yīng)急預(yù)案；(6)能夠以此為依據(jù)合理指揮局部漫水區(qū)域的排水搶險(xiǎn)。(7)能夠以此為依據(jù)研究排水系統(tǒng)之間的互通與利用水位測(cè)量單元采用單片機(jī)做為水位測(cè)量單元的微處理器。在超聲波正常測(cè)量范圍，單片機(jī)發(fā)出頻率為超聲波換能器諧振頻率的方波信號(hào)， 該方波通過過電平變換電路，并經(jīng)脈沖升壓電路升至一定高壓后送超聲波換能器，由換能 器轉(zhuǎn)換成超聲波向水面定向發(fā)射。換能器將接收到的經(jīng)水面發(fā)射回來的超聲波轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，單片機(jī)采樣經(jīng)放 大、濾波、整形后的回波信號(hào)，計(jì)算出超聲波從發(fā)出到收到的傳輸時(shí)間。單片機(jī)根據(jù)接收的溫度值，計(jì)算出在該溫度環(huán)境下的超聲波傳輸波速，依據(jù)超聲
6波的傳輸時(shí)間和傳輸波速換算出超聲波換能器發(fā)送面到水面的距離，并由數(shù)據(jù)處理軟件判 斷距離合理性并將正確結(jié)果存于存儲(chǔ)器中。由于波束發(fā)散角是超聲波換能器固有的物理特性，為了達(dá)到超聲波測(cè)量在排水窨 井中的使用，水位測(cè)量單元通過單片機(jī)軟件的智能處理來消除因窨井空間狹窄、波束發(fā)散 造成回波干擾的影響。單片機(jī)軟件在對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)，根據(jù)回波信號(hào)的幅值自動(dòng)控制激勵(lì)脈沖的 強(qiáng)度，在回波信號(hào)最佳幅值范圍內(nèi)進(jìn)行多次采樣。單片機(jī)軟件根據(jù)采樣數(shù)據(jù)的分布和強(qiáng)度進(jìn)行數(shù)字濾波，以濾除波束發(fā)散引起井壁 干擾回波產(chǎn)生的噪聲數(shù)據(jù)。單片機(jī)軟件將經(jīng)數(shù)字濾波后的多個(gè)數(shù)值與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，剔除不合理的二次 回波產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，得出真實(shí)的窨井水位數(shù)值。當(dāng)水位上升至超聲波測(cè)量盲區(qū)單片機(jī)接收數(shù)字壓力傳感器的壓力值輸出，把壓力值換算成水位的高度，并將正 確結(jié)果存于存儲(chǔ)器中。壓力傳感器采用絕對(duì)壓力測(cè)量形式，在超聲波正常測(cè)量范圍，單片機(jī)在通過超聲 波測(cè)量窨井水位同時(shí)，還不斷對(duì)壓力傳感器輸出的壓力值進(jìn)行歸零校正，以消除大氣壓力 變化對(duì)水位測(cè)量值的影響。如圖4所示，主程序讀取初始化信息以后。進(jìn)入一個(gè)循環(huán)體。根據(jù)程序中變量的 狀態(tài)執(zhí)行相應(yīng)處理內(nèi)容。包括水位數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)發(fā)送、電壓采樣、溫度采樣和參 數(shù)設(shè)置和讀取。處理完成一次后。程序會(huì)使電路會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)。等待時(shí)間中斷、定時(shí)器 中斷和串口的接收數(shù)據(jù)滿退出休眠狀態(tài)。喚醒后繼續(xù)執(zhí)行這個(gè)循環(huán)體。如圖5所示，為串口 0 (GPRS通信)中斷處理過程，如圖6所示，為串口 1 (水位測(cè) 量單元)中斷處理。排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)采用以數(shù)據(jù)服務(wù)器為核心的集成構(gòu)架，在該集成構(gòu)架中， 三種服務(wù)器各司其職，分別承擔(dān)通信控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理以及WEB服務(wù)等功能，構(gòu)成完整 的排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)樞紐。排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)的軟件功能包括基本功能和分析功能(1)基本功能圖形表格界面類似于AutoCAD的視圖顯示功能，可以方便直觀地進(jìn)行對(duì)管網(wǎng)進(jìn) 行放大、縮小、點(diǎn)選、框選、鷹眼導(dǎo)航、標(biāo)注顯示、圖塊打印，還配有圖層管理、區(qū)塊管理和管 網(wǎng)數(shù)據(jù)的表格顯示等。資料查詢提供強(qiáng)大的管網(wǎng)查詢功能，對(duì)管網(wǎng)組件、空間信息、管理資料等進(jìn)行圖 選查詢、條件查詢、地名查詢、分級(jí)查詢、量距查詢，并且查詢結(jié)果能實(shí)現(xiàn)圖表互查。GIS擴(kuò)展選取圖塊轉(zhuǎn)換成CAD圖形文件，在接口程序的支持下，可顯示各種管網(wǎng) 監(jiān)測(cè)設(shè)備的狀態(tài)及數(shù)據(jù)曲線。信息統(tǒng)計(jì)對(duì)管網(wǎng)屬性、空間位置的全部信息或滿足某種特定條件的信息進(jìn)行統(tǒng) 計(jì)、分類。系統(tǒng)配置對(duì)系統(tǒng)可進(jìn)行個(gè)性化配置，包括用戶管理、標(biāo)注配置等。
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(2)分析功能多視角實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)展現(xiàn)①以表格方式展現(xiàn)各測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)水位數(shù)據(jù)；②以平面地圖或管網(wǎng)拓?fù)鋱D為背景，展現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分布，并以不同顏色表示管 段的不同充滿狀況；③以相關(guān)窨井的縱斷圖為底圖，展現(xiàn)同一系統(tǒng)內(nèi)各窨井的水位和相互間的水位差。多形式歷史數(shù)據(jù)追憶①水位趨勢(shì)，選擇日期范圍進(jìn)行多點(diǎn)水位曲線展現(xiàn)，測(cè)點(diǎn)的選擇可根據(jù)顯示方案 或使用者自由組合；②同比分析，同一測(cè)點(diǎn)在不同時(shí)期的水位位變化圖表；③以平面地圖或管網(wǎng)拓?fù)鋱D為背景的數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)，選擇日期范圍和動(dòng)畫的步長(zhǎng)，動(dòng) 態(tài)再現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和管段充滿狀態(tài)的變化；④以相關(guān)窨井的縱斷圖為底圖的數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)，選擇日期范圍和動(dòng)畫的步長(zhǎng)，動(dòng)態(tài)再 現(xiàn)同一系統(tǒng)內(nèi)各窨井水位高程和相互間水頭的變化；多內(nèi)容報(bào)警管理①建立基于數(shù)據(jù)庫的排水窨井水位監(jiān)測(cè)管理進(jìn)程，對(duì)每個(gè)排水窨井水位、同一排 水系統(tǒng)各窨井間的水位坡降均設(shè)有一定的正常范圍，如果超出其設(shè)定的正常范圍，則認(rèn)定 發(fā)生了排水報(bào)警事件；②通信超時(shí)報(bào)警；③超聲波測(cè)量出錯(cuò)報(bào)警；④超聲波換能器故障報(bào)警；⑤壓力傳感器故障報(bào)警；⑥電池低電壓報(bào)警。多層次數(shù)據(jù)查詢①選擇任意時(shí)間段，對(duì)單一測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)查詢和事件查詢；②選擇任意時(shí)間段，對(duì)獨(dú)立排水系統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢和事件查詢；③選擇任意時(shí)間段并任意關(guān)聯(lián)多個(gè)測(cè)點(diǎn)，對(duì)關(guān)聯(lián)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)查詢；④可按照天、月、年任意時(shí)間段，查詢水位峰谷值詳細(xì)數(shù)據(jù)。
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權(quán)利要求
一種城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括窨井水位監(jiān)測(cè)終端和排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)，所述的窨井水位監(jiān)測(cè)終端采用GPRS無線通訊方式并通過Internet公網(wǎng)與排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)建立遠(yuǎn)程通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的 窨井水位監(jiān)測(cè)終端設(shè)置在排水窨井內(nèi)，所述的排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)設(shè)置在管理中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的 窨井水位監(jiān)測(cè)終端包括水位測(cè)量單元、主控單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的 水位測(cè)量單元包括運(yùn)算控制電路、超聲波發(fā)送信號(hào)處理電路、超聲波回波信號(hào)處理電路、超 聲波換能器、溫度傳感器、數(shù)字式壓力傳感器，所述的數(shù)字壓力傳感器設(shè)置在接近超聲波測(cè) 量盲區(qū)的位置；所述的水位測(cè)量單元的各組件工作流程如下41)在超聲波正常測(cè)量范圍內(nèi)，運(yùn)算控制電路通過超聲波發(fā)送信號(hào)處理電路發(fā)送激勵(lì) 脈沖能量到超聲波換能器；42)由超聲波換能器轉(zhuǎn)換成超聲波向水面定向發(fā)射；43)超聲波到達(dá)水面后反射回超聲波換能器；44)由超聲波換能器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并通過超聲波回波信號(hào)處理電路送至運(yùn)算控制電路；45)由運(yùn)算控制電路將超聲波從發(fā)出到收到的傳輸時(shí)間差換算成超聲波換能器發(fā)送面 到水面的距離；46)由運(yùn)算控制電路通過軟件的智能處理來濾除波束發(fā)散引起井壁干擾回波產(chǎn)生的噪 聲數(shù)據(jù)，并剔除不合理的二次回波產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，得出真實(shí)的窨井水位數(shù)值；47)當(dāng)水位上升至超聲波測(cè)量盲區(qū)，運(yùn)算控制電路接收數(shù)字壓力傳感器的壓力值輸出， 把壓力值換算成水位的高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的 主控單元包括主處理模塊、時(shí)鐘/計(jì)數(shù)模塊、看門狗模塊、GPRS通信模塊、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、第 一電源控制電路、第二電源控制電路、無線通信接口，所述的主處理模塊以通/斷電源的方 式控制水位測(cè)量單元和GPRS通信模塊的開/關(guān)，所述的主控單元工作流程如下51)主處理模塊依據(jù)水位采樣周期定時(shí)開啟水位測(cè)量單元，在收到水位測(cè)量單元的正 確水位數(shù)據(jù)后關(guān)閉水位測(cè)量單元；52)主處理模塊依據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送周期定時(shí)開啟GPRS通信模塊，在完成與排水管網(wǎng)信息處 理平臺(tái)的數(shù)據(jù)通信后關(guān)閉GPRS通信模塊。53)在確保系統(tǒng)記錄合理密度的水位數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，主控單元可根據(jù)窨井的水位值和水 位的變化率自動(dòng)修改水位采樣周期和數(shù)據(jù)發(fā)送周期，并采用“逢變則報(bào)”方式運(yùn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的 排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)采用以數(shù)據(jù)服務(wù)器為核心的集成構(gòu)架。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的 排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)依據(jù)各排水窨井的水位數(shù)據(jù)和各排水窨井的空間關(guān)系，獲得派生的 管段水位差信息和管道的水位坡度，并從管道的水位坡度變化，還原出排水管網(wǎng)真實(shí)的運(yùn) 行狀況。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括窨井水位監(jiān)測(cè)終端和排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)，所述的窨井水位監(jiān)測(cè)終端采用GPRS無線通訊方式并通過Internet公網(wǎng)與排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)建立遠(yuǎn)程通信連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有實(shí)時(shí)掌握排水管網(wǎng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀況，提高排水管網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)、管理、考核水平，加強(qiáng)區(qū)域排水能力分析，提升應(yīng)急防汛能力等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F23/296GK101865716SQ201010197320
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者陳宗樑, 黃明 申請(qǐng)人:上海三高計(jì)算機(jī)中心股份有限公司