手機遙控降雨徑流組網(wǎng)采集系統(tǒng)及其采集方法與流程

本發(fā)明涉及一種降雨徑流組網(wǎng)采集系統(tǒng)，具體來講，是一種通過手機進行遙控的降雨徑流組網(wǎng)采集系統(tǒng)及其采集方法，屬于環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

降雨徑流采集在水資源利用和環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域具有重要的意義，降雨采集器作為科研人員獲得降雨樣本的必要設(shè)備，須在降雨監(jiān)測區(qū)域內(nèi)多點位、多時段采集降雨樣本，并記錄每個樣本的采樣時段和點位信息。

由于降雨的不確定性導(dǎo)致了采樣工作無法進行充分準(zhǔn)備，采樣人員無法在短時間內(nèi)趕往采樣地點，另外，大范圍多點位長期蹲點采樣勢必造成大量的人力物力耗費。目前，部分專利已經(jīng)對降雨采樣器做了嘗試，可以實現(xiàn)降雨樣本的及時采集。例如名為“一種降雨觸發(fā)式徑流自動采樣器及其方法”申請?zhí)枮?01310630924.5，公開號為CN 103698159A的專利，該采樣器通過降雨觸發(fā)裝置來控制整個采樣器啟動，在降雨量達到設(shè)定值時，控制器可按事先設(shè)定步驟和時間間隔依次啟動步進電機、水泵和蠕動泵等采集不同時段、不同點位的徑流水樣品并分配至相應(yīng)的采樣瓶中保存。

目前的專利雖然可以實現(xiàn)在降雨監(jiān)測區(qū)域內(nèi)多點位、多時段采集降雨樣本，但均不具備自動記錄每個樣本的采樣時段和點位信息這類功能，因此在實際監(jiān)測中，用此類儀器所得到的樣品須人工記錄每個樣本的采樣時段和點位信息，費時費力且低效，且隨著監(jiān)測的點位和時段的增多，易造成降雨統(tǒng)計數(shù)據(jù)錯誤。因此，本發(fā)明開發(fā)了一種適用于降雨徑流采集的多點位、多時段自動組網(wǎng)采集系統(tǒng)及其采集方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種手機遙控降雨徑流組網(wǎng)采集系統(tǒng)，包括：

手機，其用于發(fā)送和接收短信；

n級采樣單元，n為采樣單元級聯(lián)總數(shù)量，每級采樣單元的結(jié)構(gòu)與功能相同，都配有一個SIM卡，作為該采樣單元的身份識別號碼；采樣單元通過SIM卡加入到GSM網(wǎng)絡(luò)，成為GSM網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點，手機同樣通過SIM卡成為GSM網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點，各節(jié)點之間依賴GSM網(wǎng)絡(luò)以收發(fā)短信方式，構(gòu)成了一個手機遙控的降雨徑流采集系統(tǒng)；在采集系統(tǒng)內(nèi)，對采樣單元按上級對下級負(fù)責(zé)的管理方式命名為采樣單元i，i＝1,2,3…n,i表示該采樣單元在降雨徑流采集系統(tǒng)中的級別為第i級；手機的主要作用是向采樣單元1發(fā)送采樣開始短信、向n級采樣單元發(fā)送設(shè)置短信和接收n級采樣單元發(fā)送的狀態(tài)短信，除采樣單元1外其它采樣單元i的采樣開始取決于上級采樣單元(i-1)發(fā)送的采樣開始短信。

其中，所述采樣單元包括：

單片機控制模塊，其通過事先編制的程序處理來自通信模塊的信息，并控制電磁閥動作；

通信模塊，其負(fù)責(zé)手機與單片機控制模塊之間的信息通信；其與手機通過短信形式通信，與單片機控制模塊采用串口通信；

GPS模塊，通過串口與所述單片機控制模塊進行信息傳遞，提供采樣單元點位信息和時間信息；

SIM卡，其作為采樣單元的身份識別號碼，把采樣單元加入到GSM網(wǎng)絡(luò)；

水位探測頭，其采用液位浮子開關(guān)形式，控制電源模塊的開啟；

電磁閥，其控制采樣瓶是否釆水，一個電磁閥控制一個采樣瓶；

采樣瓶，用于存儲水樣；

電源模塊，用于給采樣單元供電。

其中，所述采樣單元可根據(jù)實際需要，設(shè)置多組所述電磁閥和采樣瓶。

本發(fā)明所述的采集方法主要針對手機遙控降雨徑流組網(wǎng)采集系統(tǒng)的使用，實現(xiàn)用手機遙控采集系統(tǒng)的開啟、采樣時段的設(shè)置，并實現(xiàn)每個樣本的采樣時段和點位信息的自動記錄。

手機遙控降雨徑流組網(wǎng)采集方法包括如下步驟：

1)對n級采樣單元進行事先編程；

2)手機通過設(shè)置短信設(shè)置n級采樣單元的采樣時段和級聯(lián)單元號碼；

3)將n級采樣單元安放于各采樣點位；

4)當(dāng)降雨徑流觸發(fā)采樣單元1的水位探測頭時，采樣單元1所屬的電源模塊開啟，開始給采樣單元1供電；

5)采樣單元1得電后向手機發(fā)送采樣單元1得電狀態(tài)短信，并等待采樣開始短信；

6)手機收到采樣單元1的得電狀態(tài)短信后，由用戶決定是否向采樣單元1發(fā)送采樣開始短信；

7)如果采樣單元1收到采樣開始短信，則采樣單元1向手機發(fā)送一條采樣開始狀態(tài)短信，包括采樣單元1的采樣開始時刻和點位信息；同時控制采樣單元1的各組電磁閥按事先編程順序動作采樣；

8)當(dāng)采樣單元1完成采樣后，其向手機發(fā)送一條采樣結(jié)束狀態(tài)短信，主要包括采樣單元1的采樣結(jié)束時刻的信息，同時向采樣單元1的下級采樣單元，即采樣單元2，發(fā)送采樣開始短信，至此采樣單元1采樣完成；

9)當(dāng)采樣單元2的水位探測頭被降雨徑流觸發(fā)后，采樣單元2得電，其收到采樣單元1發(fā)送的采樣開始短信后，會向手機發(fā)送一條采樣開始狀態(tài)短信，包括采樣單元2的采樣開始時刻和點位信息；同時控制采樣單元2的各組電磁閥按事先編程順序動作采樣；

10)當(dāng)采樣單元2完成采樣后，其向手機發(fā)送一條采樣結(jié)束狀態(tài)短信，包括采樣單元2的采樣結(jié)束時刻的信息，同時向采樣單元2的下級采樣單元，即采樣單元3，發(fā)送采樣開始短信；

11)依此類推，直到n級采樣單元采樣結(jié)束。根據(jù)n級采樣單元發(fā)送的采樣開始和采樣結(jié)束兩條狀態(tài)短信，實現(xiàn)了每個樣本的采樣時段和點位信息的自動記錄功能。

本發(fā)明的效果：

通過手機遙控降雨徑流組網(wǎng)采集系統(tǒng)及其采集方法，能夠及時對降雨徑流采集，降低了降雨徑流采樣人員的勞動強度，實現(xiàn)了降雨徑流多點位、多時段組網(wǎng)式采樣，同時自動記錄每個樣本的采樣時段和點位信息。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的手機遙控降雨徑流組網(wǎng)采集系統(tǒng)示意圖。

圖2是本發(fā)明的采樣單元(以采樣單元1為例)示意圖。

圖3是本發(fā)明的手機遙控降雨徑流組網(wǎng)采集方法流程圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖1、2、3，對本發(fā)明的具體實施方式做進一步的詳細描述：

1)對n級采樣單元進行事先編程；

2)手機通過設(shè)置短信設(shè)置n級采樣單元的采樣時段和級聯(lián)單元號碼；

3)將n級采樣單元安放于各采樣點位；

4)當(dāng)降雨徑流觸發(fā)采樣單元1的水位探測頭時，采樣單元1所屬的電源模塊開啟，開始給采樣單元1供電；

5)采樣單元1得電后向手機發(fā)送采樣單元1得電狀態(tài)短信，并等待采樣開始短信；

6)手機收到采樣單元1的得電狀態(tài)短信后，由用戶決定是否向采樣單元1發(fā)送采樣開始短信；

7)如果采樣單元1收到采樣開始短信，則采樣單元1向手機發(fā)送一條采樣開始狀態(tài)短信，包括采樣單元1的采樣開始時刻和點位信息；同時控制采樣單元1的各組電磁閥按事先編程順序動作采樣；

8)當(dāng)采樣單元1完成采樣后，其向手機發(fā)送一條采樣結(jié)束狀態(tài)短信，主要包括采樣單元1的采樣結(jié)束時刻的信息，同時向采樣單元1的下級采樣單元，即采樣單元2，發(fā)送采樣開始短信，至此采樣單元1采樣完成；

9)當(dāng)采樣單元2的水位探測頭被降雨徑流觸發(fā)后，采樣單元2得電，其收到采樣單元1發(fā)送的采樣開始短信后，會向手機發(fā)送一條采樣開始狀態(tài)短信，包括采樣單元2的采樣開始時刻和點位信息；同時控制采樣單元2的各組電磁閥按事先編程順序動作采樣；

10)當(dāng)采樣單元2完成采樣后，其向手機發(fā)送一條采樣結(jié)束狀態(tài)短信，包括采樣單元2的采樣結(jié)束時刻的信息，同時向采樣單元2的下級采樣單元，即采樣單元3，發(fā)送采樣開始短信；

11)依此類推，直到n級采樣單元采樣結(jié)束。根據(jù)n級采樣單元發(fā)送的采樣開始和采樣結(jié)束兩條狀態(tài)短信，實現(xiàn)了每個樣本的采樣時段和點位信息的自動記錄功能。