專利名稱：一種無線rtu智能水資源管理的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種無線RTU智能水資源管理的系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)有的河堤、湖泊、灌溉等水資源監(jiān)測系統(tǒng)全采用有線方式。其缺點是可靠性差、維護也不便。由于監(jiān)測范圍大、時間長，線纜及由其引起的安裝材料、施工費占用了項目的大量費用，所以有線系統(tǒng)造價昂貴。由于傳感器網(wǎng)絡巨大的科學意義和應用價值，1998年，UCLA和Rockwell研究中心在DARPA支持下進行的WINS (wireless Integrated Sensor Network)傳感器網(wǎng)絡研究,其主要目的是為嵌入儀器、設備和環(huán)境中的傳感器、執(zhí)行機構和處理器構建一個分布式網(wǎng)絡環(huán)境，提供Internet的訪問能力。UC Berkeley的Macro Mote在形如硬幣大小的節(jié)點中配置了溫度、濕度、壓力、磁場等多種傳感器，在車輛跟蹤、動物學家關于水鳥活動的研究中都有不俗的表現(xiàn)。無線傳感器和采礦、水利水文、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)保等其它專業(yè)領域的結合現(xiàn)在正在深入的展開，但是目前都只是進行了實驗室的仿真或者初步的硬件分析、驗證階段，還沒有一個典型的成熟應用產(chǎn)品?，F(xiàn)有技術的方案基本都是處于實驗階段，主要是利用zigbee提供的WSN節(jié)點設計功能進行節(jié)點設計，通用性不強；在數(shù)據(jù)通道的設計上也沒考慮使用商用的移動通信系統(tǒng)。在使用性、通用性上具有一定的局限性。RTU(Remote Terminal Unit)是一種遠端測控單元裝置,負責對現(xiàn)場信號、工業(yè)設備的監(jiān)測和控制。現(xiàn)有的水資源管理系統(tǒng)是基于有線RTU，有線RTU的缺點是安裝復雜、維護成本高，且不易對已有的系統(tǒng)進行擴展，現(xiàn)有的基于WSN技術基本是單向通信的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)一般是只能到采集中心?；谟芯€RTU水資源管理系統(tǒng)在現(xiàn)場施工需要進行環(huán)境勘察，而且RTU是必須連續(xù)供電的，具有一定的局限性。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型實施例的目的在于提供一種無線RTU智能水資源管理的方法，旨在解決基于有線RTU水資源管理系統(tǒng)在現(xiàn)場施工需要進行環(huán)境勘察，而且RTU是必須連續(xù)供電的，具有一定的局限性的問題。本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的，一種無線RTU智能水資源管理的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)采集和處理單元，用于接收控制指令，進行數(shù)據(jù)的采集，水位計、雨量計、流量計傳感器對水文、水利數(shù)據(jù)進行采集，并將數(shù)據(jù)通過板子之間的接口反饋給數(shù)據(jù)處理模塊，形成主從結構；本地組網(wǎng)單元，將數(shù)據(jù)采集結果傳輸?shù)奖镜氐膮R聚節(jié)點，并對本地的各個節(jié)點進行協(xié)調(diào)；數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于接收控制指令，決定是否由有線、光纖、衛(wèi)星專線進行數(shù)據(jù)傳輸或?qū)⑽谋緝?nèi)容和數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊直接發(fā)送到手機或設定的數(shù)據(jù)中心，接收手機或者中心的指令，并反饋到控制模塊；控制單元，用于對其余模塊進行協(xié)調(diào)和控制。進一步，數(shù)據(jù)采集和處理單元包括:數(shù)據(jù)采集模塊，由控制模塊進行控制，定時進行相應的數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)處理模塊，通過水位計、雨量計、流量計傳感器對水文、水利數(shù)據(jù)進行采集，并將數(shù)據(jù)通過板子之間的接口反饋給數(shù)據(jù)處理模塊，形成主從結構，易于更換傳感器，使得系統(tǒng)具有更廣泛的適用性。進一步,數(shù)據(jù)發(fā)送單元包括:專線模塊，由控制單元控制，決定是否由有線、光纖、衛(wèi)星等專線進行數(shù)據(jù)傳輸；無線模塊，將文本內(nèi)容和數(shù)據(jù)采用無線方式發(fā)送到手機或設定的數(shù)據(jù)中心，接收手機或者中心的指令。進一步，無線模塊包括:無線傳輸模塊,用于在大范圍內(nèi)進行報警和數(shù)據(jù)的傳輸；無線發(fā)送模塊，用于將文本內(nèi)容和數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊直接發(fā)送到手機或設定的數(shù)據(jù)中心，接收手機或者中心的指令，并反饋到控制模塊。本實用新型提供的無線RTU智能水資源管理系統(tǒng)設計，先通過控制模塊控制數(shù)據(jù)采集和處理單元，使數(shù)據(jù)中心定時主動發(fā)指令進行數(shù)據(jù)的采集，水位計、雨量計、流量計等傳感器對水文、水利數(shù)據(jù)進行采集，并將數(shù)據(jù)通過板子之間的接口反饋給數(shù)據(jù)處理模塊；然后通過本地組網(wǎng)單元，將數(shù)據(jù)采集結果傳輸?shù)奖镜氐膮R聚節(jié)點，并對本地的各個節(jié)點進行協(xié)調(diào)；由控制單元的單片機等設備協(xié)調(diào)控制是否進行專線模塊，由有線、光纖、衛(wèi)星等專線進行數(shù)據(jù)傳輸或進行無線模塊，將文本內(nèi)容和數(shù)據(jù)采用無線傳輸模塊通過無線發(fā)送模塊發(fā)送到手機或設定的數(shù)據(jù)中心，接收手機或者中心的指令，并反饋到控制單元。本實用新型利用低功耗的無線傳輸模塊進行數(shù)據(jù)的采集和處理，使得節(jié)點的設置不受地形環(huán)境的影響，并且利用無線或者有線的方式將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)中心，及時通知相關的責任人，解決了有線RTU的維護和工程施工不易的問題，其中低功耗數(shù)據(jù)采集模塊采用數(shù)據(jù)的采集和處理分離的主從式結構，利用接口進行聯(lián)接，提高了節(jié)點的調(diào)用性和工程實用性；GSM/GPRS/3G等無線通信模塊是一個通用的無線技術傳輸設備，可以在大范圍內(nèi)無線傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸靈活，還可利用無線通信模塊進行報警；數(shù)據(jù)通道的設計上使用了商用的移動通信系統(tǒng)；可以通過手機等設備對采集系統(tǒng)進行遠程控制。本實用新型提供的無線系統(tǒng)易于更換傳感器、通用性更好、具有雙向通信功能且易于實現(xiàn)，可在遠端對數(shù)據(jù)采集的時間進行控制，而且安裝維護方便。

圖1是本實用新型實施案例提供的無線RTU智能水資源管理的方法的流程圖；圖2本實用新型實施案例提供的無線RTU智能水資源管理的方法的具體實現(xiàn)過程圖；圖3是無線RTU智能水資源管理的系統(tǒng)的結構框圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。圖1示出了本實用新型實施案例提供的無線RTU智能水資源管理的方法的實現(xiàn)流程，該方法包括:在步驟SlOl中，首先由單片機等設備進行控制，定時進行相應的數(shù)據(jù)采集。在步驟S102中，該模塊通過水位計、雨量計、流量計等傳感器對水文、水利數(shù)據(jù)進行采集，并將數(shù)據(jù)通過板子之間的接口反饋給數(shù)據(jù)處理模塊，形成主從結構，易于更換傳感器，使得系統(tǒng)具有更廣泛的適用性。在步驟S103中，相應的結果通過單片機等控制模塊和本地網(wǎng)絡傳輸?shù)奖镜氐膮R聚節(jié)點。在步驟S104中，匯聚節(jié)點的數(shù)據(jù)通過有線、光纖、衛(wèi)星等專線或GSM/GPRS/3G、CDMA(WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA)以及Wimax等無線通信傳輸設備發(fā)送到手機或設定的數(shù)據(jù)中心，接收手機或者中心的指令，并反饋到單片機等控制設備。圖2示出了本實用新型實施案例提供的無線RTU智能水資源管理系統(tǒng)的具體管理過程，該過程包括:首先由單片機等設備進行控制，查看是否已進行數(shù)據(jù)采集，否則就通過水位計、雨量計、流量計等傳感器對水文、水利數(shù)據(jù)進行采集，并將數(shù)據(jù)通過板子之間的接口反饋給數(shù)據(jù)處理模塊，形成主從結構；相應的結果通過單片機等控制設備和本地網(wǎng)絡傳輸?shù)奖镜氐膮R聚節(jié)點；匯聚節(jié)點的數(shù)據(jù)通過有線、光纖、衛(wèi)星等專線或GSM/GPRS/3G、CDMA (WCDMA、cdma2000>TD-SCDMA)以及Wimax等無線通信傳輸設備發(fā)送到手機或設定的數(shù)據(jù)中心,接收手機或者中心的指令，并反饋到單片機等控制設備。圖3示出了本實用新型實施例提供的無線RTU智能水資源管理系統(tǒng)的結構。該系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)采集和處理單元31，由控制單元34進行控制，數(shù)據(jù)中心定時主動發(fā)指令進行數(shù)據(jù)的采集，水位計、雨量計、流量計等傳感器對水文、水利數(shù)據(jù)進行采集，并將數(shù)據(jù)通過板子之間的接口反饋給數(shù)據(jù)處理模塊，形成主從結構；本地組網(wǎng)單元32，將數(shù)據(jù)采集結果傳輸?shù)奖镜氐膮R聚節(jié)點，并對本地的各個節(jié)點進行協(xié)調(diào)；數(shù)據(jù)發(fā)送單元33，由控制單元34控制，決定是否由有線、光纖、衛(wèi)星等專線進行數(shù)據(jù)傳輸或?qū)⑽谋緝?nèi)容和數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊直接發(fā)送到手機或設定的數(shù)據(jù)中心，接收手機或者中心的指令，并反饋到控制模塊；控制單元34，對其余模塊進行協(xié)調(diào)和控制；控制部分可以用arm、zigbee等結構的方式來實現(xiàn),也可以用無線傳感節(jié)點來實現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集和處理單元31包括:數(shù)據(jù)處理模塊311，由控制模塊進行控制，定時進行相應的數(shù)據(jù)采集；[0044]數(shù)據(jù)采集模塊312，通過水位計、雨量計、流量計等傳感器對水文、水利數(shù)據(jù)進行采集，并將數(shù)據(jù)通過板子之間的接口反饋給數(shù)據(jù)處理模塊，形成主從結構，易于更換傳感器，使得系統(tǒng)具有更廣泛的適用性；數(shù)據(jù)發(fā)送單元33包括:專線模塊331，由控制單元34控制，決定是否由有線、光纖、衛(wèi)星等專線進行數(shù)據(jù)傳輸；無線模塊332，將文本內(nèi)容和數(shù)據(jù)采用無線方式發(fā)送到手機或設定的數(shù)據(jù)中心，接收手機或者中心的指令；無線模塊332，包括:無線傳輸模塊3321，可以用 GSM/GPRS/3G、CDMA(WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA)以及Wimax等數(shù)據(jù)模塊進行。無線傳輸模塊是一個通用的無線技術傳輸設備，可以在大范圍內(nèi)無線傳輸數(shù)據(jù)，本方案中利用無線通信模塊可進行報警和數(shù)據(jù)的傳輸；無線發(fā)送模塊3322，將文本內(nèi)容和數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊直接發(fā)送到手機或設定的數(shù)據(jù)中心，接收手機或者中心的指令，并反饋到控制模塊。先通過控制模塊控制數(shù)據(jù)采集和處理單元31，使數(shù)據(jù)中心定時主動發(fā)指令進行數(shù)據(jù)的采集，水位計、雨量計、流量計等傳感器對水文、水利數(shù)據(jù)進行采集，并將數(shù)據(jù)通過板子之間的接口反饋給數(shù)據(jù)處理模塊；然后通過本地組網(wǎng)單元32，將數(shù)據(jù)采集結果傳輸?shù)奖镜氐膮R聚節(jié)點，并對本地的各個節(jié)點進行協(xié)調(diào)；由控制單元34的單片機等設備協(xié)調(diào)控制是否進行專線模塊331，由有線、光纖、衛(wèi)星等專線進行數(shù)據(jù)傳輸或進行無線模塊332，將文本內(nèi)容和數(shù)據(jù)采用無線傳輸模塊3321通過無線發(fā)送模塊3322發(fā)送到手機或設定的數(shù)據(jù)中心，接收手機或者中心的指令，并反饋到控制單元。本實用新型提供的無線RTU智能水資源管理系統(tǒng)設計，先通過控制模塊控制數(shù)據(jù)采集和處理單元，使數(shù)據(jù)中心定時主動發(fā)指令進行數(shù)據(jù)的采集，水位計、雨量計、流量計等傳感器對水文、水利數(shù)據(jù)進行采集，并將數(shù)據(jù)通過板子之間的接口反饋給數(shù)據(jù)處理模塊；然后通過本地組網(wǎng)單元，將數(shù)據(jù)采集結果傳輸?shù)奖镜氐膮R聚節(jié)點，并對本地的各個節(jié)點進行協(xié)調(diào)；由控制單元的單片機等設備協(xié)調(diào)控制是否進行專線模塊，由有線、光纖、衛(wèi)星等專線進行數(shù)據(jù)傳輸或進行無線模塊，將文本內(nèi)容和數(shù)據(jù)采用無線傳輸模塊通過無線發(fā)送模塊發(fā)送到手機或設定的數(shù)據(jù)中心，接收手機或者中心的指令，并反饋到控制單元。利用低功耗的無線傳輸模塊進行數(shù)據(jù)的采集和處理，使得節(jié)點的設置不受地形環(huán)境的影響，并且利用無線或者有線的方式將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)中心，及時通知相關的責任人，解決了有線RTU的維護和工程施工不易的問題，其中低功耗數(shù)據(jù)采集模塊采用數(shù)據(jù)的采集和處理分離的主從式結構，利用接口進行聯(lián)接，提高了節(jié)點的調(diào)用性和工程實用性；GSM/GPRS/3G等無線通信模塊是一個通用的無線技術傳輸設備，可以在大范圍內(nèi)無線傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸靈活，還可利用無線通信模塊進行報警；數(shù)據(jù)通道的設計上使用了商用的移動通信系統(tǒng)；可以通過手機等設備對采集系統(tǒng)進行遠程控制。本實用新型實施例提供的無線系統(tǒng)易于更換傳感器、通用性更好、具有雙向通信功能且易于實現(xiàn)，可在遠端對數(shù)據(jù)采集的時間進行控制，而且安裝維護方便。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種無線RTU智能水資源管理的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 數(shù)據(jù)采集和處理單元，用于接收控制指令，進行數(shù)據(jù)的采集，水位計、雨量計、流量計傳感器對水文、水利數(shù)據(jù)進行采集，并將數(shù)據(jù)通過板子之間的接口反饋給數(shù)據(jù)處理模塊，形成主從結構； 本地組網(wǎng)單元，將數(shù)據(jù)采集結果傳輸?shù)奖镜氐膮R聚節(jié)點，并對本地的各個節(jié)點進行協(xié)調(diào)； 數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于接收控制指令，決定是否由有線、光纖、衛(wèi)星專線進行數(shù)據(jù)傳輸或?qū)⑽谋緝?nèi)容和數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊直接發(fā)送到手機或設定的數(shù)據(jù)中心，接收手機或者中心的指令，并反饋到控制模塊； 控制單元，用于對數(shù)據(jù)采集和處理單元、本地組網(wǎng)單元及數(shù)據(jù)發(fā)送單元進行協(xié)調(diào)和控制。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)采集和處理單元包括: 數(shù)據(jù)采集模塊，由控制模塊進行控制，定時進行相應的數(shù)據(jù)采集； 數(shù)據(jù)處理模塊，用于在水位計、雨量計、流量計傳感器對水文、水利數(shù)據(jù)進行采集之后，通過板子之間的接口接收采集的數(shù)據(jù)，形成主從結構，易于更換傳感器。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)發(fā)送單元包括: 專線模塊，由控制單元控制，決定是否由有線、光纖、衛(wèi)星專線進行數(shù)據(jù)傳輸； 無線模塊，將文本內(nèi)容和數(shù)據(jù)采用無線方式發(fā)送到手機或設定的數(shù)據(jù)中心，接收手機或者中心的指令。
4.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，無線模塊包括: 無線傳輸模塊，用于在大范圍內(nèi)進行報警和數(shù)據(jù)的傳輸； 無線發(fā)送模塊，用于將文本內(nèi)容和數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊直接發(fā)送到手機或設定的數(shù)據(jù)中心，接收手機或者中心的指令，并反饋到控制模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種無線RTU智能水資源管理的系統(tǒng)，該系統(tǒng)定時進行相應的數(shù)據(jù)采集；通過傳感器對水文、水利數(shù)據(jù)進行采集，并將數(shù)據(jù)通過板子之間的接口反饋給數(shù)據(jù)處理模塊，形成主從結構；將處理結果傳輸?shù)奖镜氐膮R聚節(jié)點；匯聚節(jié)點的數(shù)據(jù)通無線通信傳輸設備發(fā)送到手機或設定的數(shù)據(jù)中心，接收手機或者中心的指令，并反饋到控制設備。本實用新型實施例提供的無線系統(tǒng)易于更換傳感器、通用性更好、具有雙向通信功能且易于實現(xiàn)，可在遠端對數(shù)據(jù)采集的時間進行控制，而且安裝維護方便。
文檔編號G08C17/02GK202939787SQ201220285029
公開日2013年5月15日 申請日期2012年6月18日 優(yōu)先權日2012年6月18日
發(fā)明者王軍選, 張燕燕, 范憲寧 申請人:西安秦龍資源生態(tài)科技有限公司