Автоматизована система гідромоніторингу

Автоматизована система гідромоніторингу, що містить датчик контролю рівня води, передавач та 3 ки, в залежності від близькості параметрів до критичних або заданих значень. Недоліком системи-прототипу є застосування контактного датчика рівня з невисокою точністю вимірювань, яка визначається лінійними розмірами електродів, обмеженими міліметровим розділенням, та використання провідної системи передачі інформації споживачеві без зворотного зв'язку, що виключає можливість зовнішнього керування алгоритмом роботи системи в цілому. Задачею, на рішення якої спрямована корисна модель, є створення системи контролю вимірювання рівня води, котра забезпечує збільшення точності вимірювань, покращення умов відбиття оптичного випромінювання від досліджуваної поверхні, використання безпровідного двостороннього зв'язку для прямої передачі вимірювальної інформації та керування роботою системи у зворотному напрямку. Поставлена задача вирішується автоматизованою системою гідромоніторингу, що містить датчик контролю рівня води, передавач та блок електроживлення, яка відрізняється тим, що як датчик рівня води використовується пристрій неконтактного вимірювання рівня на основі лазерного рівнеміра, що забезпечує високу точність вимірювань, також в ній застосовується поплавець з дзеркальним покриттям, який покращує умови відбиття оптичного випромінювання від досліджуваної поверхні, а для передачі вимірювальної інформації і автоматизації керування режимом роботи системи використовується безпровідна двостороння система стільникового зв'язку. Загальними ознаками прототипу і запропонованої системи гідромоніторингу є наступні: прототип і запропонована система містять датчик контролю рівня води, передавач і блок електроживлення. Відмітними ознаками запропонованої системи моніторингу від прототипу є те, що як датчик рівня води використовується пристрій неконтактного вимірювання рівня на основі лазерного рівнеміра, застосовується поплавець з дзеркальним покриттям, а для передачі вимірювальної інформації і автоматизації керування режимом роботи системи використовується безпровідна двостороння система стільникового зв'язку. На Фіг.1 представлена блок-схема автоматизованої системи гідромоніторингу, що пропонується. Автоматизована система гідромоніторингу містить пристрій неконтактного вимірювання рівня, що складається із послідовно з'єднаних лазерного рівнеміра 1 та GSM-пристрою 2. Лазерний рівнемір 1 використовується як неконтактний датчик рівня води, a GSM-пристрій 2 забезпечує його підключення до GSM-мережі 5 стільникового зв'язку. Вихід GSM-пристрою 2 по каналах стільникового зв'язку з'єднаний з входом GSM-модема 6 центру збору та обробки даних. Вихід GSM-модема 6 з'єднаний з USB-входом комп'ютера 7 центру збору та обробки даних. Система в автономній рівномірній частині містить також блок живлення 4, з'єднаний з GSM-пристроєм 2. Дана структура забезпечує зворотний зв'язок керуючого комп'ютера 7 центру збору та обробки 60595 4 даних через послідовно з'єднані GSM-модем 6 і стільникову GSM-мережу 5 з пристроєм неконтактного вимірювання рівня. Застосування лазерного рівнеміра 1 обумовлено його здатністю забезпечити високу точність дистанційного вимірювання текучого рівня (до ±1 мм), яка вимагається для високодинамічних гідрологічних об'єктів або в умовах екстремальних змін їх стану. Поплавець 3 розташовується на водній поверхні, рівень якої вимірюється. Застосування поплавця 3 викликано тим, що водна поверхня належить до числа слабовідбиваючих, коефіцієнт відбиття котрої змінюється від 2-8% при нормальному падінні випромінювання до 25-30% при кутах ковзання зондуючого випромінювання. З метою штучного збільшення відбивної здібності досліджуваної поверхні застосовується поплавець з дзеркальним покриттям. Автоматизована система гідромоніторингу працює наступним чином. Комп'ютер 7 центру збору та обробки даних (Фіг.1) за допомогою GSM-модема 6 з використанням GSM-мережі 5 направляє керувальне SMSповідомлення певного формату, наприклад виду *M1*t*TEKCT, на телефонний номер GSMпристрою 2, що входить до складу пристрою неконтактного вимірювання рівня. Формат керувального SMS-повідомлення є ідентифікаційним кодом доступу до GSM-пристрою 2 на контрольованому гідрометричному посту. У першому полі керувального SMSповідомлення *М1* визначається вид вимірювальної операції та номер входу пристрою, на якому здійснюватиметься ця операція. У другому полі *t* визначається часовий інтервал подачі напруги на лазерний рівнемір 1. В останньому полі *ТЕКСТ* утримується текстова частина зворотного SMSповідомлення, до якого додається значення виміряного рівня води. При одержанні керувального SMSповідомлення визначеного формату GSM-пристрій 2 здійснює подачу напруги на лазерний рівнемір 1 у перебігу часу t, вказаного у структурі SMSповідомлення. Виміряне лазерним рівнеміром 1 текуче значення рівня води, переведене у SMS-формат, відсилається у центр збору та обробки даних або на номер абонента GSM-мережі, що надіслав запит на проведення вимірювань. У склад інформаційного SMS-повідомлення входить як величина амплітуди вхідних сигналів GSM-пристрою 2 у вигляді трирозрядного числа, так і інша службова інформація. Розмір блоку передаваних даних обмежений, щоб запобігти розбиття на декілька пакетів, що неприпустимо для вимірювальних приладів. Тексти інформаційних SMS-повідомлень сортуються і обробляються в програмному середовищі комп'ютера 7 центру збору та обробки інформації про водний об'єкт. Інформаційні SMS-повідомлення про зміни стану рівня води можуть надходити не тільки в центр збору та обробки інформації, але і до абонентів GSM-мережі, що відправили запит у вірному форматі. Це дозволяє проводити оперативний 5 60595 збір інформації, а також визначати параметри налагодження обладнання гідрометричного поста. За допомогою керуючого SMS-повідомлення, надісланого на лазерний рівнемір 1 із центру збору та обробки даних, можливо, в залежності від близькості вимірювальних параметрів до критичних або заданих значень, автоматично змінювати такі параметри роботи, як частота вимірювань текучої відстані, час відсилання повідомлень у центр збору даних, спосіб обробки результатів вимірювання рівня води та інші. Допустима частота вимірювання рівня залежить від швидкості його коливань. При незначних і повільних коливаннях рівня вона складає один раз на добу, при значному добовому ході рівня - кожні 2-4 години, для обчислення витрат води та екст Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 ремальних ситуацій - кожні 10-15 хвилин. В існуючих GSM-мережах гарантується швидкість передачі інформації на елементарну операцію обміну до 10 хвилин, що підтверджує їх відповідність вимогам передачі метрологічної інформації. Таким чином, введення в систему гідромоніторингу пристрою неконтактного вимірювання рівня води на основі лазерного рівнеміра дозволяє підвищити точність вимірювань, застосування поплавця з дзеркальним покриттям - покращити умови відбиття оптичного випромінювання від досліджуваної поверхні, а використання в її структурі безпровідної двосторонньої системи передачі інформації - автоматизувати процес вимірювань та збільшити керованість системи в цілому. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601