[发明专利]小型化低功耗水位雨量采集装置和工作方法

说明书

本发明提供一种小型化低功耗水位雨量采集装置，包括电池组件、电压转换电路、升压电路、降压电路、第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关、第四电子开关、MCU组件、雨量计控制电路、数据存储器、参数存储器、水位压力传感器的控制电路、水位压力传感器的通讯电路、蓝牙通讯模块和4G通讯模块。本发明能够在确保数据上传效率的前提下，大幅降低整个采集装置的耗电量，使小容量蓄电池或轻便型充电电池也能够适配于本采集装置，继而大幅降低了整个采集装置的体积。

技术领域

本发明涉及水位雨量采集技术领域，具体而言涉及一种小型化低功耗水位雨量采集装置。

背景技术

水雨情监测时水文行业最为基础也是最为重要的一项工作，目前有大量水雨情采集装置散落分布在野外，重点用于对水位和雨量进行实时监测，并且通过无线通讯系统发送回监测中心。

传统的监测装置分为：供电模块(铅酸电池+太阳能板辅充)+传感器+RTU+DTU。传统的监测设备采用12V供电，系统正常休眠功耗在2MA左右，系统可通过设置采用5分钟或者小时报的方式发送采集的数据。外置的DTU功耗为140MA，按照发送数据平均上电时间1分钟来计算，常规的电池只能连续30天阴雨，只能通过太阳能辅充的方式完成电量的供给。

有部分研究人员提出，可以将DTU的功能集成在RTU中，结合选用同类性质的小型化芯片，除可节省成本外，还可以缩小控制主板的体积，然而此种改进方式对于采集装置整体结构的缩小影响不大。这是因为，采集装置整体体积过大的原因，除了受限于DTU和RTU分离，以及选用的各项部件体积过大之外，最重要的是为了适配户外应用，经常需要选用大容量大体积的蓄电池或者充电电池，如大体积的蓄电池组等。即使如此，目前采用的一体化监控装置的蓄电池的容量仍然只能维持在只能支撑连续15天阴雨左右，无法支持长期阴雨天正常使用，而长期的亏电，又会导致电池寿命急剧降低，从而带来维护成本的增加。

发明内容

本发明目的在于提供一种小型化低功耗水位雨量采集装置，构建了一种具有全新工作原理的小型化控制主板，在确保数据上传效率的前提下，大幅降低整个采集装置的耗电量，使小容量蓄电池或轻便型充电电池也能够适配于本采集装置，继而大幅降低了整个采集装置的体积。

为达成上述目的，本发明提出一种小型化低功耗水位雨量采集装置，所述采集装置包括电池组件、电压转换电路、升压电路、降压电路、第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关、第四电子开关、MCU组件、雨量计控制电路、数据存储器、参数存储器、水位压力传感器的控制电路、水位压力传感器的通讯电路、蓝牙通讯模块和4G通讯模块；

所述电池组件通过电压转换电路与MCU组件、雨量计控制电路分别连接，电压转换电路用于将电池组件输出的第一工作电压转换成第二工作电压，提供给MCU组件和雨量计控制电路；

所述电池组件通过第一电子开关与蓝牙通讯模块连接，第一电子开关根据MUC组件下发的控制指令切换通断状态；

所述电池组件通过第二电子开关分别与数据存储器、参数存储器和水位压力传感器通讯电路连接，第二电子开关根据MUC组件下发的控制指令切换通断状态；所述参数存储器用于存储监控中心经蓝牙通讯模块发送的采集装置相关的各项运行参数；所述数据存储器中包括历史数据库、当前周期数据库和补发送数据库；所述历史数据库用于存储已发送数据，补发送数据库用于存储发送失败的数据；

所述电池组件依次通过第三电子开关、升压电路与水位压力传感器的控制电路连接，第三电子开关根据MUC组件下发的控制指令切换通断状态，升压电路用于将电池组件输出的第一工作电压转换成第三工作电压提供给水位压力传感器的控制电路；

所述电池组件依次通过第四电子开关、降压电路与4G通讯模块连接，第四电子开关根据MUC组件下发的控制指令切换通断状态，降压电路用于将电池组件输出的第一工作电压转换成第四工作电压提供给4G通讯模块；