一种水流量远程监测装置 【技术领域】
本发明涉及一种水流量远程监测装置，属水资源水量监测与管理的技术领域。
背景技术
水是人类赖以生存的最重要的资源，中国是一个缺水的国家，中国的人均水资源量只有世界平均水平的四分之一，如何对水资源进行合理有效的规划、开发、利用、管理和保护，是十分重要的研究课题。
在我国陆地上有许多河流、湖泊、水库、蓄水池，这些地域的水提供工业用水、生活用水、农业灌溉用水、生态用水，在各个地域设立着许多供水工程、水资源监测站、水库分流泵站、灌溉泵站，由于这些站点分布地域较广，管理难度大，各分站有的相距较远，管理起来费时费力，准确率低，自动化程度低，给较大地域管理水、监测水、掌握水资源量、监测水流量带来很大困难。
对水资源的检测，传统的测流方式以流速仪法、浮标法、比降法等人工手段为主，但这些技术均不能实现在线实时测量、传输。
【发明内容】
发明目的
本发明的目地就是针对背景技术的不足，在各个水源分站设立监控终端，利用GPRS移动通讯，把水流量监测信息即时传输给水管理总站，采用水流量传感器、超声流量计、监测管理电路、主控计算机、计算机程序等技术，实现各分站与总站的即时远程水流量数据传输、分析，以大幅度提高水资源流量监测的速度和准确性。
技术方案
本发明主要结构由：主控计算机、键盘、打印机、GPRS接收天线、GPRS发射天线、水流量测量终端机箱、水流量传感器组成整体结构；
水流量测量终端机箱主要结构由：控制面板、液晶显示屏、指示灯、调控开关、操纵键盘、计算卡插口、报警器、GPRS发射天线、电源座、电缆接插口、水流量传感器接口、水流量传感器、超声波流量计、交直流变压器、温度传感器、湿度传感器、屏蔽箱、电路板、接线座组成；在终端机箱1的底部为底座14、前部为控制面板2、并由螺栓23固定；在控制面板2的上部为液晶显示屏13，在液晶显示屏13下部为指示灯3、调控开关4、操纵键盘5，在操纵键盘5的左下部为计算卡插口8，右下部为报警器6，在控制面板2的下部设有六个电缆接插口7；在终端机箱1的左侧上部设有水流量传感器接口9、10，通过屏蔽电缆21分别与水流量传感器11、12联接；在终端机箱1的右侧上部设有电源座22；在终端机箱1的左上部设有避雷针32、中间上部设有GPRS发射天线15；水流量传感器11、12安装于过水管道上；
在终端机箱1的内上部设有超声波流量计26、交直流变压器27，在中下部设有屏蔽箱24，左侧部设有温度传感器29、湿度传感器30、右侧部设有接线座28，之间由导线31联接；在屏蔽箱24内设有电路板25，在电路板25上设有控制传输电路；超声波流量计26接收水流量传感器9、10的水流量信息，经计算处理，把水流量信息传输给电路板25上的控制传输电路；交直流变压器27经电源座22与外接交流电源联接，变压后传输给电路板25上的控制电路及超声波流量计26；
终端机箱1上部的GPRS发射天线15发射无线通讯信号，远程传输至GPRS接收天线16，并把信号信息传输给主控计算机17，进行程序计算处理，并由键盘18、打印机19打印水流量数据。
所述的水流量远程监测装置，由1部主控计算机17、256个终端机箱1组成，各终端机箱1结构相同、设置相同、功能相同。
所述的终端机箱1的电路线板25，为双重屏蔽保护，外部为金属机箱壳体，内部由铜铝合金屏蔽箱24保护。
所述的电路板25，由微计算机控制操作电路IC1、振荡电路IC2、总线接口电路IC3、超声水流信息输入输出电路IC4、水流接插卡电路IC5、GPRS接插发射电路IC6、信息信号转换电路IC7、晶振和复位电路IC8、单片机保护排阻电路IC9、液晶显示电路IC10、报警喇叭控制电路IC11组成整体电路，各电路间由导线联接，Vcc端为电源端，GND端为接地端。
所述的水流量远程监测装置的主控计算机，用计算机程序进行计算及信息处理，其计算处理程序如下：
I、应用程序启动时：
ShowPicture(″后台日报处理″)；
hidePicture(″后台日报处理″)；
ShowPicture(″实时数据报表″)；
hidePicture(″实时数据报表″)；
string FileName1＝InfoAppDir()+″日报\″+StrFromReal(\\本站点\$年，0，″f″)+″y″+StrFromReal(\\本站点\$月，0，″f″)+″m″+StrFromReal(\\本站点\$日，0，″f″)+″.rtl″；
ReportLoad(″后台日报处理″，FileName1)；
SQLConnect(\\本站点\数据ID，″dsn＝古交地下水数据库；uid＝；pwd＝″)；
\\本站点\月报表专用＝\\本站点\$月；
//程序运行初始泵的状态
\\本站点\BXZ01＝0；
......
\\本站点\BXZ125＝0；
\\本站点\BGZ01＝1；
......
\\本站点\BGZ125＝1；
II、应用程序运行时：
//瞬时流量合成
function1(\\本站点\FR001，\\本站点\FR001G，\\本站点\FR001D)；
......
function1(\\本站点\FR125，\\本站点\FR125G，\\本站点\FR125D)；
//累计流量合成
data2(\\本站点\FLJ001，\\本站点\FLG001G，\\本站点\FLJ001D)；
......
data2(\\本站点\FLJ125，\\本站点\FLJ125G，\\本站点\FLJ125D)；
//1号泵运行状态判别
if(\\本站点\FR001！＝0&&\\本站点\FR001！＝0.5&&\\本站点\VS1＝＝1)通
讯正常，泵正常运行
{\\本站点\BXZ01＝1；
\\本站点\BGZ01＝0；}
if((\\本站点\FR001＝＝0||\\本站点\FR001＝＝0.5)&&\\本站点\VS1＝＝1)通
讯正常，泵停止运行
{\\本站点\BXZ01＝0；
\\本站点\BGZ01＝0；}
if((\\本站点\FR001＜0||\\本站点\FR001＞1200)&&\\本站点\VS1＝＝1)通讯
正常，泵故障
{\\本站点\BXZ01＝1；
\\本站点\BGZ01＝1；}
if(\\本站点\VS1＝＝0)//通讯中断，泵停止运行
{\\本站点\BXZ01＝0；
\\本站点\BGZ01＝1；}
......
//125号泵运行状态判别
if(\\本站点\FR125！＝0&&\\本站点\FR125！＝0.5&&\\本站点\VS125＝＝1)
通讯正常，泵正常运行
{\\本站点\BXZ125＝1；
\\本站点\BGZ125＝0；}
if((\\本站点\FR125＝＝0||\\本站点\FR125＝＝0.5)&&\\本站点\VS 125＝＝1)
通讯正常，泵停止运行
{\\本站点\BXZ125＝0；
\\本站点\BGZ125＝0；}
if((\\本站点\FR125＜0||\\本站点\FR125＞1200)&&\\本站点\VS125＝＝1)通
讯正常，泵故障
{\\本站点\BXZ125＝1；
\\本站点\BGZ125＝1；}
if(\\本站点\VS125＝＝0)//通讯中断，泵停止运行
{\\本站点\BXZ125＝0；
\\本站点\BGZ125＝1；}
III、应用程序停止时：
closepicture(″后台日报处理″)；
closepicture(″实时数据报表″)；
SQLdisConnect(\\本站点\数据ID)；
IV、自定义函数命令语言-瞬时流量合成函数：
function1(float DataFloat，long read1gaosjz，long read1disjz)
{
string add＝″″；
string read1＝″″；
string read1gao＝″″；
string read1di＝″″；
string read1he＝″″；
long gao1chang＝0；
long di1chang＝0；
long i1＝0；
long i2＝0；
long Num；
String DataStr；
long DataVal；
long SignFlag；
long SignVal；
long Exponent；
long ExpVal；
float Mantissa；
string read1fhw＝″″；
string read1zsw＝″″；
string read1ws＝″″；
string gao1bu＝″″；
string gao1rjz＝″″；
string di1bu＝″″；
string di1rjz＝″″；
long i3＝0；
string i03＝″″；
//long read1gao1sjz；
//long read1disjz；
long read1zswsjz＝0；
long read1wssjz＝0；
read1gao＝StrFromInt(read1gaosjz，2)；
read1di＝StrFromInt(read1disjz，2)；
gao1chang＝StrLen(read1gao)；
di1chang＝StrLen(read1di)；
if(gao1chang！＝16)
{i1＝16-gao1chang；
gao1bu＝StrRight(″0000000000000000″，i1)；
gao1rjz＝gao1bu+read1gao；}
else
{gao1rjz＝read1gao；}
if(di1chang！＝16)
{i2＝16-di1chang；
di1bu＝StrRight(″0000000000000000″，i2)；
di1rjz＝di1bu+read1di；}
else
{di1rjz＝read1di；}
read1he＝gao1rjz+di1rjz；
read1fhw＝StrMid(read1he，1，1)；
read1zsw＝StrMid(read1he，2，8)；
read1ws＝StrMid(read1he，10，23)；
Num＝1；
SignFlag＝StrToreal(read1fhw)；
if(SignFlag＝＝0)
{ Exponent＝0；
while(Num＜＝8)
{ DataStr＝Strmid(read1zsw，Num，1)；
DataVal＝StrToreal(DataStr)；
ExpVal＝8-Num；
Exponent＝Exponent+DataVal*pow(2，ExpVal)；
Num＝Num+1；}
if(read1zsw＝＝″00000000″)
{ Exponent＝-126；}
if(read1zsw＝＝″11111111″)
{ Exponent＝0；}}
else
{while(Num＜＝8)
{ DataStr＝Strmid(read1zsw，Num，1)；
DataVal＝StrToreal(DataStr)；
ExpVal＝8-Num；
Exponent＝Exponent+DataVal*pow(2，ExpVal)；
Num＝Num+1；}
if(read1zsw＝＝″11111111″)
{ Exponent＝0；}
}
Mantissa＝0；
Num＝1；
while(Num＜＝23)
{ DataStr＝Strmid(read1ws，Num，1)；
DataVal＝StrToreal(DataStr)；
ExpVal＝Num；
Mantissa＝Mantissa+DataVal*(1.0/pow(2，ExpVal))；
Num＝Num+1；
}
if(read1zsw＝＝″00000000″)
{Exponent＝126；
DataFloat＝pow(-1，SignVal)*(1.0/pow(2，Exponent))*Mantissa；}
if(read1zsw＝＝″11111111″)
{DataFloat＝0；}
if(Exponent＞＝127)
{Exponent＝Exponent-127；
DataFloat＝pow(-1，SignVal)*pow(2，Exponent)*(Mantissa+1)；}
else{Exponent＝127-Exponent；
DataFloat＝pow(-1，SignVal)*(1.0/pow(2，Exponent))*(Mantissa+1)；}
if(DataFloat＝＝0.5)
DataFloat＝0；
return；
}
V、自定义函数命令语言-累计流量合成函数：
data2(long data，long rd2gaosjz，long rd2disjz)
{
string rd2gaorjz＝″″；
string rd2dirjz＝″″；
long rd2gaochang＝0；
long rd2dichang＝0；
string rd2gaobu＝″″；
string rd2dibu＝″″；
string gao2rjz＝″″；
string di2rjz＝″″；
string rd2he＝″″；
string datastr＝″″；
rd2gaorjz＝StrFromInt(rd2gaosjz，2)；
rd2dirjz＝StrFromInt(rd2disjz，2)；
rd2gaochang＝StrLen(rd2gaorjz)；
rd2dichang＝StrLen(rd2dirjz)；
long i1＝0；
long i2＝0；
long i3＝0；
long num＝1；
long dataval＝0；
long expval＝0；
data＝0；
if(rd2gaochang！＝16)
{i1＝16-rd2gaochang；
rd2gaobu＝StrRight(″0000000000000000″，i1)；
gao2rjz＝rd2gaobu+rd2gaorjz；}
else
{gao2rj z＝rd2gaorjz；}
if(rd2dichang！＝16)
{i2＝16-rd2dichang；
rd2dibu＝StrRight(″0000000000000000″，i2)；
di2rjz＝rd2dibu+rd2dirjz；}
else
{di2rjz＝rd2dirjz；}
rd2he＝gao2rjz+di2rjz；
i3＝StrLen(rd2he)；
if(i3＝＝32)
{while(num＜＝32)
{datastr＝StrMid(rd2he，num，1)；
dataval＝StrToReal(datastr)；
expval＝32-num；
data＝data+dataval*Pow(2，expval)；
num＝num+1；
}}
return；
}
VI、事件命令语言-\\本站点\$时＝＝23消失时(每天结束时由后台日报向后台月报中插入日数据)：
string reportname2＝StrFromReal(\\本站点\$年，0，″f″)+StrFromReal(\\本站点\$月，0，″f″)+″.xls″；
string ReportMonth＝StrFromReal(\\本站点\$年，0，″f″)+″年
″+StrFromReal(\\本站点\$月，0，″f″)+″月″；
string FileName；
FileName＝InfoAppDir()+″月报\″+reportname2；
long return02＝InfoFile(Filename，1，\\本站点\$分)；
ShowPicture(″后台月报处理″)；
HidePicture(″后台月报处理″)；
//判断月报目录下是否已经有当月的报表文件了，如果没有则从报表目录下加载模板
if(return02＝＝0)
{ FileName＝InfoAppDir()+″报表\月报.xls″；
ReportLoad(″后台月报处理″，FileName)；
FileName＝InfoAppDir()+″月报\″+reportname2；
ReportSetCellString(″后台月报处理″，3，7，ReportMonth)；
Reportsaveas(″后台月报处理″，FileName)；}
//如果当月的月报文件还没有产生则调入月报.rtl文件并按规定格式保存报表文件
FileName＝InfoAppDir()+″月报\″+StrFromReal(\\本站点\$年，0，″f″)+StrFromReal(\\本站点\$月，0，″f″)+″.xls″；
ReportLoad(″后台月报处理″，FileName)；
long hang；
hang＝$日+4；
string strday＝StrFromReal(\\本站点\$年，0，″f″)+″-″+StrFromReal(\\本站点\$月，0，″f″)+″-″+StrFromReal(\\本站点\$日，0，″f″)；
long Value；
//str＝ReportGetCellString(″后台日报处理″，3，7)；
ReportSetCellString(″后台月报处理″，hang，1，strday)；
......
Value＝ReportGetCellValue(″后台日报处理″，32，11)；
ReportSetCellValue(″后台月报处理″，hang，11，Value)；
//将日报表中的统计数据(累计值)输入到月报表中
Reportsaveas(″后台月报处理″，FileName)；
ClosePicture(″后台月报处理″)；
VII、事件命令语言-\\本站点\$时＝＝23&&\\本站点\$分＝＝59发生时(将一整天的日报表数据进行保存)：
string FileName1＝InfoAppDir()+″日报\″+StrFromReal(\\本站点\$年，0，″f″)+″y″+StrFromReal(\\本站点\$月，0，″f″)+″m″+StrFromReal(\\本站点\$日，0，″f″)+″.xls″；
string timestr＝″24:00:00″；
ReportSetCellString(″后台日报处理″，29，1，timestr)；
ReportSetCellValue(″后台日报处理″，29，2，\\本站点\FLJ101)；
......
ReportSetCellValue(″后台日报处理″，29，11，\\本站点\FLJ110)；
ReportSaveAs(″后台日报处理″，FileName1)；
VIII、事件命令语言-\\本站点\$时＝＝0&&\\本站点\$秒＝＝20发生时(新一天日报的生成，并插入0点是的累计量)：
string FileName＝InfoAppDir()+″报表\日报.xls″；
ReportLoad(″后台日报处理″，FileName)；
string FileName1＝InfoAppDir()+″日报\″+StrFromReal(\\本站点\$年，0，″f″)+″y″+StrFromReal(\\本站点\$月，0，″f″)+″m″+StrFromReal(\\本站点\$日，0，″f″)+″.xls″；
string timestr＝time(0，0，0)；
ReportSetCellString(″后台日报处理″，5，1，timestr)；
ReportSetCellValue(″后台日报处理″，5，2，\\本站点\FLJ101)；
......
ReportSetCellValue(″后台日报处理″，5，11，\\本站点\FLJ110)；
ReportSaveAs(″后台日报处理″，FileName 1)；
有益效果
本发明与背景技术相比具有明显的先进性，它是根据水源站点多、较分散、距离远的实际情况，而设计的一种由主控计算机总控制、设立256个终端机箱分控制、由GPRS无线通讯发射传输水流量信息，实现水流多终端、远距离监测、在终端机箱上设置双屏蔽控制电路、超声波流量计、水流量传感器、计算卡插口、声控报警、液晶显示、操纵键盘、交直流变压等，主控计算机采用计算机程序控制、计算处理，本装置设计先进合理，结构紧凑，安全稳定可靠，数据准确翔实，对分散的水源流量实现了远程监测控制，填补了此类技术的空白，是十分理想的水流量远程监测装置，此装置也可用于石油、化工、供暖、食品等站点的远程监测控制。
【附图说明】
图1为水流量测量装置整体结构及布置图
图2为终端机箱内部结构图
图3为控制电路方框图
图4为控制电路原理图
图中所示，附图标记清单如下：
1、终端机箱，2、控制面板，3、指示灯，4、控制开关，5、操纵键盘，6、报警器，7、电缆接插口，8、计量卡插口，9、水流量传感器接口，10、水流量传感器接口，11、水流量传感器，12、水流量传感器，13、液晶显示屏，14、底座，15、GPRS发射天线，16、GPRS接收天线，17、主控计算机，18、键盘，19、打印机，20、导线，21、屏蔽电缆，22、电源座，23、螺栓，24、屏蔽箱，25、电路板，26、超声波流量计，27、交直流变压器，28、接线座，29、温度传感器，30、湿度传感器，31、导线，32、避雷针。
IC1、微计算机控制操作电路，IC2、振荡电路，IC3、总线接口电路，IC4、超声水流信息输入输出电路，IC5、水流接插卡电路，IC6、GPRS接插发射电路，IC7、信息信号转换电路，IC8、晶振和复位电路，IC9、单片机保护排阻电路，IC10、液晶显示电路，IC11、报警喇叭控制电路。
【具体实施方式】
以下结合附图对本发明做进一步说明：
图1、2所示，为整体结构图，各部位置、联接关系要正确，安装牢固。
主控计算机为一部、可控制256个终端机箱，也可视需要加减终端机箱数个，终端机箱可设在平地、房间，也可设在高坡、野外等。
主控计算机与终端机箱的距离不限，以GPRS通讯天线覆盖范围为准。
水流量传感器把得到的水流量信息传输给超声波流量计，经处理后传输给控制电路进行信息处理，然后通过GPRS天线发射至主控计算机。
水流量信息可由液晶显示屏显示。
操纵键盘可操作终端机箱并发射信息。
计算卡插口可插入水流量卡，可自行开启控制水流量。
声控报警可对水流量及终端箱故障发出警示。
终端机箱、屏蔽箱形成对控制电路板的双重屏蔽保护，防止雷电及野外环境对机箱的干扰，使运行正常。
图3、4所示，为终端机箱控制电路原理图，由分电路组成整体电路，各分电路联接关系要正确，布置要合理，联接安装要牢固。