[实用新型]基于LoRa无线传输方式的多功能水文监测系统

说明书

技术领域

本实用新属于河流水文信息和水质信息监测系统技术领域，具体的涉及一种基于LoRa无线传输方式的多功能水文监测系统。

背景技术

我们国家现阶段水文监测与水质监测分开作业，水文监测装置能够实时测量河流湖泊相应信息，但对该水域水质工作监测则必须从现场取水样到化验室进行测验，因时间拖延造成水质参数测量不准确，不能真实反映所测水域水质信息。随着科学技术发展，用于测量水文信息和水质信息的高精度传感器越来越丰富，涉及到水位、流量、流速、水质、空气温湿度等方面，现代化水文水质监测装置代替了传统的人工测量方式，同时具备高精度高可靠的特点。

我国幅员辽阔，自然环境复杂，很多人迹罕至的偏远地方，并不具备利用运营商网络无线传输水文信息的条件，这就导致需要人工现场收集各采集点数据信息，加大了水文水质监测工作的作业量和难度。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术不具备利用运营商网络无线传输水文信息的条件，存在需要人工现场收集各采集点数据信息，加大了水文水质监测工作的作业量和难度等问题，提出一种基于LoRa无线传输方式的多功能水文监测系统。

本实用新型的技术方案是：一种基于LoRa无线传输方式的多功能水文监测系统，包括水文水质监测终端设备、LoRa无线传输网关和水文水质监测服务平台，水文水质监测终端设备将采集到的信息通过LoRa无线传输网关传送到水文水质监测服务平台，所述水文水质监测终端设备包括，电池电源稳压模块、空气温湿度传感器、水质多参数传感器、水位监测传感器、水流速传感器、水流量传感器、MCU主控制单元、LoRa无线传输模块、470MHz线圈天线，其中水质多参数传感器、水位监测传感器、水流速传感器和水流量传感器均与MCU主控单元连接，且放置于水中；控制湿度传感器和LoRa无线传输模块连接在MCU主控单元上位于水上部分；470MHz线圈天线连接在LoRa无线传输模块上，电池电源稳压模块为上述各个器件供电。

所述的基于LoRa无线传输方式的多功能水文监测系统，所述LoRa无线网关设置有WIFI接口和Ethernet接口。

所述的基于LoRa无线传输方式的多功能水文监测系统，所述MCU主控单元上设置有UART、SPI、I2C和GPIO接口。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的水文监测系统选取水文监测和水质监测方面的最新高精度传感器，实现了同时对水文信息和水质信息的现场监测，丰富了水文监测的内容，提高了监测信息的精度和实时性；该系统采用最先进的LoRa无线通信模块，传输距离最远能够达到15km，受周围环境影响小，功耗低，只需采用电池供电；同时，该水文监测系统能够实现自动采集、自动传输以及和后方云管理平台智能交互等功能，极大丰富了水文水质监测信息，显著提高了水文监测中心站点工作效率、有效降低了人员作业强度和安全风险。

附图说明

图1为本实用新型系统组成框图；

图2为本实用新型系统水文水质监测终端组成框图；

图中，1为水文水质监测终端，2为LoRa无线网关，3为水文水质监测服务平台，4为电池电源稳压模块，5为空气温湿度传感器，6为水质多参数传感器，7为水位监测传感器，8为水流速传感器，9为水流量传感器，10为MCU主控制单元，11为LoRa无线传输模块，12为470MHz线圈天线。

具体实施方式

实施例1：结合图1-图2，一种基于基于LoRa无线传输方式的多功能水文监测系统，包括三部分：水文水质监测终端1、LoRa无线网关2、水文水质监测服务平台3；水文水质监测终端1将采集到的数据信息通过LoRa无线传出方式传到LoRa无线网关2，每个LoRa无线网关2最多同时容纳400个水文水质监测终端1同时通信，并将数据信息通过Ethernet网口或者WiFi方式传送到水文水质监测服务平台3。

如图2所示，水文水质监测终端1包括：电池电源稳压模块4、空气温湿度传感器5、水质多参数传感器6、水位监测传感器7、水流速传感器8、水流量传感器9、MCU主控制单元10、LoRa无线传输模块11、470MHz线圈天线12；电池电源稳压模块1为整个水文水质监测终端提供电源，空气温湿度传感器5、MCU主控制单元10、LoRa无线传输模块11、470MHz线圈天线12为终端的地面组成部分，水质多参数传感器6、水位监测传感器7、水流速传感器8、水流量传感器9是水文水质监测终端1的水下部分传感器。空气温湿度传感器5、水质多参数传感器6、水位监测传感器7、水流速传感器8、水流量传感器9五个传感器装置分别与MCU主控制单元10进行连接，MCU主控制单元10将五个传感器所得到的环境空气温湿度、水位、流速、流量、PH、水温、溶解氧、电导率、浊度共十种水文水质信息重新处理生成综合数据帧，帧数据一共24字节数据，其中帧头帧尾各占2字节，十种水文水质信息每种占2字节信息共占20字节信息。MCU主控制器10是整个水文监测终端的核心控制单元，集成UART、SPI、I2C、GPIO口等多种外设接口， MCU主控制单元10与LoRa无线传输模块11相连，将综合数据帧传到LoRa无线模块11，LoRa无线传输模块11将与470MHz线圈天线12相连，将综合数据帧信息通过470MHz线圈天线传到LoRa无线网关2。LoRa无线网关2则将多个水文水质监测终端1得到的综合数据帧转换到TCP/IP格式通过Ethernet接口或者WiFi发送到水文水质监测服务平台3。水文水质监测服务平台3能够将数据解析处理，通过不同的数据帧头来确定监测点所处位置，并将各个监测点的水文水质信息按时间顺序排列；水文水质监测服务平台3还具备对不同分布点水文水质监测终端1广播唤醒和单播唤醒的功能，以应对汛期和非汛期时水文水质监测终端1采集数据频率变化的要求，同时能够合理降低功耗延长电池使用时间。