一种物联网多功能水管理监控仪的制作方法

1.本实用新型涉及水资源供水管理设备，尤其适用于一种具有采集多种信号，自动控制及远程管理的物联网多功能水管理监控仪。


背景技术：

2.我国不仅水资源匮乏，还存在着严重的浪费、窃水现象，水管理部门虽然已通过安装取水计量设备对水资源进行监管，掌握取水信息，但大多设备只能实现对取水量的计量管理，而对于水泵的启停、阀门的开关仍然靠人工手动操作实现；如果需要分时间段给用户供水，必须在现场通过人工手动完成启停水泵或开关阀门操作；对于温泉水管理更加缺少完善的管理方式，对水温、水位及压力的数据测量需要现场手工多次测量，这样会导致测量结果存在误差并且测量结果仅对当时有效，管理者根本无法掌握即时数据，而且所测数据需手工录入电脑生成所需报表，浪费人力且存在人为误差因素；由于用水户是先用水后缴费，存在水费收缴困难，同时也会造成无序用水。因此现阶段存在着管理手段单一，技术手段滞后的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于为解决上述存在的问题，提供一种物联网多功能水管理监控仪。能够实现水量自动计量、先买水后用水、欠费自动停水关阀、充值自动开阀供水、分时间段供水，且具有自动测量水温、水位、管道压力等功能，并将采集的数据信息通过无线网络实时上传管理中心数据库服务器生成报表，管理者通过远程监控软件可实时掌控所辖用水户信息，通过物联网实现对水资源的远程管理。
4.为了实现上述目标，本实用新型具体技术方案如下：
5.本实用新型包括壳体、中央处理器、阀门控制继电器、4g移动无线路由器、读卡器、电源、数据存储模块、触摸显示屏、实时时钟及报警器。中央处理器分别与阀门控制继电器、4g移动无线路由器、读卡器、电源、数据存储模块、触摸显示屏、实时时钟及报警器相连接，均位于壳体内。
6.所述中壳体为防水铝箱，具有显示窗口、接线孔、4g天线引线孔及固定背板和接线端子排。显示窗口位于壳体正面上方，为透明玻璃窗口，接线孔位于壳体底部，配有相应防水接头，4g天线引线孔位于壳体顶部，壳体内衬固定背板和接线端子。
7.所述中中央处理器采用32位cpu/32m内存/高精度时钟作为物联网终端主控模块。
8.所述中中央处理器通过网口连接4g移动无线路由器，实现与远程云服务器无线通讯功能。
9.所述中中央处理器通过485接口或gpio接口连接外部发讯水表，实现数据采集功能。
10.所述中中央处理器通过gpio接口连接阀门控制继电器，实现启停水泵或开关阀门功能。
11.所述中中央处理器通过iic接口连接数据存储模块，实现数据存储功能。
12.所述中中央处理器通过spi接口连接实时时钟，实现计时及时间段供水功能。
13.所述中中央处理器通过rs232接口连接读卡器和触摸显示屏，实现人机交互功能。
14.所述中中央处理器通过gpio接口连接报警器，实现报警功能。
15.所述中中央处理器通过gpio接口连接电源，作为所有用电部件供电电源。
16.所述中中央处理器通过gpio接口连接模拟量输入，实现对水温、水位、压力传感器的数据采集功能。
17.所述中和接线端子固定在背板上，外部信号线通过接线端子与各部件相连。
18.本实用新型的优越性在于
19.1、通过4g移动无线路由器，直接利用互联网平台实现与远程云服务监控中心数据对接，只要移动网络覆盖区域均可以正常通讯，保障了通讯的可靠性，真正意义上实现了远程数据传输的目的。
20.2、具有实时监测剩余水量、累计用量、实时水温、实时水位、实时压力、设备运行状态、是否报警、时间段供水信息功能。
21.3、通过监控中心远程监控系统可实现网络设置及用水户网络充值功能。
22.4、实现了“先买水、后用水”的预付费功能。
23.5、本实用新型可分时间段供水，根据设定供水时间点自动启停水泵或开关阀门。最多可分3个不同时间段供水。
24.6、通过连接的水温、水位、压力传感器上传数据实时掌握水温、水位、压力信息。
25.7、监控中心通过对上传数据的统计分析，可直观了解用户日、月、年用水情况，还可以通过用水量变化侧面体现用户管线是否有跑冒滴漏的现象，及时发现减少损失。
26.8、具有剩余水量不足、低水位及超压报警功能。
附图说明
27.图1：结构框图；
28.图2：逻辑框图；
29.图3：系统连接图。
具体实施方式
30.以下结合附图，通过具体实施例，对本实用新型进行详细描述如下，但本实用新型的保护范围不受具体实施例限制。
实施例
31.结合附图图1、图2、图3，本实用新型包括壳体（1）、中央处理器（2）、阀门控制继电器（3）、4g移动无线路由器（4）、读卡器（5）、电源（6）、数据存储模块（7）、触摸显示屏（8）、实时时钟（9）及报警器（10）。中央处理器（2）分别与阀门控制继电器（3）、4g移动无线路由器（4）、读卡器（5）、电源（6）、数据存储模块（7）、触摸显示屏（8）、实时时钟（9）及报警器（10）相连接，均位于壳体（1）内。
32.所述中壳体（1）为防水铝箱，具有显示窗口（101）、接线孔（102）、4g天线引线孔
（103）及固定背板（104）和接线端子排（105）。显示窗口（101）位于壳体（1）正面上方，为透明玻璃窗口，接线孔（102）位于壳体（1）底部，配有相应防水接头，4g天线引线孔（103）位于壳体（1）顶部，壳体（1）内衬有固定背板（104）和接线端子排（105）。
33.所述中中央处理器（2）通过网口连接4g移动无线路由器（4），通过485接口或gpio接口连接外部发讯水表，通过gpio接口连接阀门控制继电器（3），通过iic接口连接数据存储模块（7），通过spi接口连接实时时钟（9），通过rs232接口连接读卡器（5）和触摸显示屏（8），通过gpio接口连接报警器（10），通过gpio接口连接模拟量输入，连接外部水温、水位、压力传感器。
34.所述中中央处理器（2）采用32位cpu/32m内存/高精度时钟作为物联网终端主控模块。
35.所述中中央处理器（2）通过rs485接口或gpio接口连接外部光电直读水表或脉冲发讯水表读取用户取水信息。
36.所述中阀门控制继电器（3）采用songle光耦隔离继电器，常开点输出控制水泵启停或阀门开关，当中央处理器（2）检测到剩余水量信息为零时，发布关阀指令，通过gpio接口控制阀门控制继电器（3）常开点断开，切断水泵供水系统或关闭阀门，完成关阀指令。
37.所述中读卡器（5）是通过本实用新型实现用户充值的媒介，当通过ic卡对用户进行充值后，中央处理器（2）检测到充值信息，此时剩余水量不为零，发布开阀指令，通过gpio接口控制阀门控制继电器（3）常开点吸合，启动水泵供水系统或打开阀门，完成开阀指令。直到剩余水量为零前均保持开阀状态。
38.所述中中央处理器（2）通过gpio接口连接模拟量采集信号，可同时接入0—10v直流信号输出的水温传感器、水位传感器和压力传感器，读取实时水温、水位、压力信息。
39.所述中中央处理器（2）通过rs232接口与触摸显示屏（8）连接，触摸显示屏（8）可显示剩余水量、累计用量、实时水温、实时水位、实时压力、设备运行状态、是否报警、时间段供水信息功能；还可对本实用新型硬件参数进行设置，调节剩余水量报警下限值、水位下限值、压力上限值，设置不同时间段供水，最多可设置3个不同时间段供水。
40.所述中中央处理器（2）通过spi接口与实时时钟（9）连接，实现定时供水功能。
41.所述中中央处理器（2）还连接一个报警器（10），当本实用新型报警时，报警器响起，并显示报警信息。
42.所述中中央处理器（2）通过iic接口与数据存储模块（7）相连实现数据存储功能，数据存储模块（7）采用eeprom存储器，断电情况下可有效保存数据1个月。
43.所述中中央处理器（2）通过网口与4g移动无线路由器（4）相连，实现与云服务器远程无线通讯功能，采用直接物联网传输数据，实现本实用新型数据的无限制传输。
44.本实用新型与云服务器、监控中心远程监控系统及外接输入设备构成基于互联网的智能物联网用水监控系统。该系统中，本实用新型通过4g移动无线路由器（4）按照规定的通讯协议向云服务器发送数据，将信息上传到监控中心远程监控系统，远程监控系统对上传信息进行分析并下发指令，实现对用水户的远程监控功能管理。