全文摘要
本实用新型公开了一种可视化测控一体智慧闸门，其包括闸门、测流装置、开度传感器、控制器、摄像头、无线通信单元、远程监控端以及供电单元。本实用新型提供了两种测流装置，根据不同的测流原理，实现对灌溉用水的精准测量；通过太阳能供电的方式供电，利用自然能源较好地解决了灌区田间普遍无交流电的难题；通过在闸门上设置摄像头，管理人员可通过远程监控端查看闸门及附近的实景情况；当闸门出现异常情况时，远程监控端会收到报警提示，管理人员可及时安排人员去现场检修；通过无线通信单元使控制器与远程监控端之间实现无线通信，管理人员可随时随地查看和控制闸门的状态，无需安排值守人员，很大程度上改变了管理人员的工作条件。
主设计要求
1.可视化测控一体智慧闸门，其特征在于，其包括闸门、测流装置、开度传感器、控制器、摄像头、无线通信单元、远程监控端以及供电单元；所述闸门设于渠道内，在所述闸门上设有所述摄像头，所述开度传感器设于所述闸门上；所述测流装置、所述开度传感器以及所述摄像头均与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述闸门连接，所述控制器与所述供电单元的太阳能蓄电池的输出端电连接；所述控制器与所述无线通信单元相连接，并通过所述无线通信单元与所述远程监控端进行无线通讯。
设计方案
1.可视化测控一体智慧闸门，其特征在于，其包括闸门、测流装置、开度传感器、控制器、摄像头、无线通信单元、远程监控端以及供电单元；
所述闸门设于渠道内，在所述闸门上设有所述摄像头，所述开度传感器设于所述闸门上；
所述测流装置、所述开度传感器以及所述摄像头均与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述闸门连接，所述控制器与所述供电单元的太阳能蓄电池的输出端电连接；
所述控制器与所述无线通信单元相连接，并通过所述无线通信单元与所述远程监控端进行无线通讯。
2.根据权利要求1所述的可视化测控一体智慧闸门，其特征在于，所述远程监控端包括手机、笔记本电脑、掌上电脑中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的可视化测控一体智慧闸门，其特征在于，所述供电单元包括太阳能电池板、逆变器和太阳能蓄电池，所述太阳能电池板的输出端与所述逆变器的输入端相连接，所述逆变器的输出端与所述太阳能蓄电池的输入端相连接。
4.根据权利要求1所述的可视化测控一体智慧闸门，其特征在于，其还包括报警器，所述报警器与所述控制器的输出端连接。
5.根据权利要求1-4任一所述的可视化测控一体智慧闸门，其特征在于，所述测流装置包括安装于所述闸门上的水位传感器和设于所述闸门附近的所述渠道内的流速传感器，所述水位传感器和所述流速传感器均与所述控制器的输入端连接。
6.根据权利要求5所述的可视化测控一体智慧闸门，其特征在于，所述水位传感器为超声波水位计。
7.根据权利要求5所述的可视化测控一体智慧闸门，其特征在于，所述流速传感器为多普勒雷达流速传感器。
8.根据权利要求1-4任一所述的可视化测控一体智慧闸门，其特征在于，所述测流装置包括设于所述闸门上游的闸前水位计和设于所述闸门下游的闸后水位计，所述闸前水位计和所述闸后水位计均与所述控制器的输入端连接。
9.根据权利要求8所述的可视化测控一体智慧闸门，其特征在于，所述闸前水位计和所述闸后水位计均为超声波水位计。
设计说明书
技术领域：
本实用新型涉及农田灌溉领域，尤其涉及一种可视化测控一体智慧闸门。
背景技术：
闸门作为关闭和开放泄(放)水通道的控制设施，是水工建筑物的重要组成部分，可起到拦截水流、控制水位、调节流量、排放泥沙和飘浮物等作用，被广泛应用于农田灌溉中。
随着技术的不断进步，闸门逐渐由传统的手动闸门改进为现在的电动闸门，然而，现有的电动闸门虽然实现了电动控制，减轻了人员体力的消耗，省时省力，但仍需要有人员值守，由人工控制电动闸门的开闭，而且不能根据农田的实际需水量来实现闸门流量自动调节，不能实现定时间、定流量、定水量的调节和控制，控制功能不够完备，控制手段较为单一；另外，现有的电动闸门一旦出现故障，不能被及时发现，影响灌溉的可靠性。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于提供一种方便、可靠、精准的可视化测控一体智慧闸门。
本实用新型由如下技术方案实施：
可视化测控一体智慧闸门，其包括闸门、测流装置、开度传感器、控制器、摄像头、无线通信单元、远程监控端以及供电单元；
所述闸门设于渠道内，在所述闸门上设有所述摄像头，所述开度传感器设于所述闸门上；
所述测流装置、所述开度传感器以及所述摄像头均与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述闸门连接，所述控制器与所述供电单元的太阳能蓄电池的输出端电连接；
所述控制器与无线通信单元相连接，并通过所述无线通信单元与所述远程监控端进行无线通讯。
进一步的，所述远程监控端包括手机、笔记本电脑、掌上电脑中的一种或多种。
进一步的，所述供电单元包括太阳能电池板、逆变器和太阳能蓄电池，所述太阳能电池板的输出端与逆变器的输入端相连接，逆变器的输出端与太阳能蓄电池的输入端相连接。
进一步的，其还包括报警器，所述报警器与所述控制器的输出端连接。
进一步的，所述测流装置包括安装于所述闸门上的水位传感器和设于所述闸门附近的所述渠道内的流速传感器，所述水位传感器和所述流速传感器均与所述控制器的输入端连接。
进一步的，所述水位传感器为超声波水位计。
进一步的，所述流速传感器为多普勒雷达流速传感器。
进一步的，所述测流装置包括设于所述闸门上游的闸前水位计和设于所述闸门下游的闸后水位计，所述闸前水位计和所述闸后水位计均与所述控制器的输入端连接。
进一步的，所述闸前水位计和所述闸后水位计均为超声波水位计。
本实用新型的优点：
1、本实用新型提供了两种测流装置，分别通过不同的监测设备，根据不同的测流原理，实现对灌溉用水的精准测量，并由控制器及时地控制闸门的开闭；2、通过太阳能供电的方式供电，利用自然能源较好地解决了灌区田间普遍无交流电的难题；3、通过在闸门上设置摄像头，管理人员可通过远程监控端查看闸门及附近的实景情况；4、当闸门出现异常情况时，远程监控端会收到报警提示，管理人员可及时安排人员去现场检修，保证了闸门可靠工作，也减少了渠道巡查工作量；5、通过无线通信单元使控制器与远程监控端之间实现无线通信，管理人员可随时随地查看和控制闸门的状态，无需安排值守人员，减少了人员消耗，很大程度上改变了管理人员的工作条件。
附图说明：
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1的控制原理图；
图2为实施例2的控制原理图；
图中：闸门1、测流装置2、水位传感器2-1、流速传感器2-2、闸前水位计2-3、闸后水位计2-4、开度传感器3、控制器4、摄像头5、无线通信单元6、远程监控端7、供电单元8、太阳能电池板8-1、逆变器8-2、太阳能蓄电池8-3、报警器9。
具体实施方式：
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1：
如图1所示的可视化测控一体智慧闸门，其包括闸门1、测流装置2、开度传感器3、控制器4、摄像头5、无线通信单元6、远程监控端7以及供电单元8；
闸门1设于渠道内，在闸门1上设有摄像头5，开度传感器3设于闸门1上；
测流装置2包括安装于闸门1上的水位传感器2-1和设于闸门1附近的渠道内的流速传感器2-2，水位传感器2-1和流速传感器2-2均与控制器4的输入端连接。水位传感器2-1为超声波水位计，流速传感器2-2为多普勒雷达流速传感器2-2。
测流装置2、开度传感器3以及摄像头5均与控制器4的输入端连接，控制器4的输出端与闸门1连接；控制器4与无线通信单元6相连接，并通过无线通信单元6与远程监控端7进行无线通讯。远程监控端7包括手机、笔记本电脑、掌上电脑中的一种或多种。无线通信单元6为2G模块，和\/或3G模块或4G模块。
供电单元8包括太阳能电池板8-1、逆变器8-2和太阳能蓄电池8-3，太阳能电池板8-1的输出端与逆变器8-2的输入端相连接，逆变器8-2的输出端与太阳能蓄电池8-3的输入端相连接，控制器4与供电单元8的太阳能蓄电池8-3的输出端电连接；
本实施例还包括报警器9，报警器9与控制器4的输出端连接。
本实施例中，流速传感器2-2的厂家为深圳市华儒科技有限公司，型号为XR.LDX-1；水位传感器2-1的厂家为深圳市华儒科技有限公司，型号为HRLM；开度传感器3的厂家为无锡森智普电子科技有限公司，型号为SPM60-FB31-101241。
使用过程：
本实施例可通过水位传感器2-1监测得到闸门1处渠道的实际水位高度，通过流速传感器2-2可以测得渠道表面速度，进而控制器4可根据测得的水位高度和表面流速来计算通过闸门1的瞬时流量，再通过对瞬时流量进行时间的积分即可得知通过闸门1的总流量；管理人员可通过远程监控端7向控制器4预设浇灌量，当通过闸门1的总流量达到预设的浇灌量时，则由控制器4控制闸门1的关闭。
通过开度传感器3可以实时监测闸门1闸板的开度大小，当开度传感器3监测到的闸门1实际开闭状态与要求的开闭状态不符时，或者当有人恶意破坏闸门1或闸门1出现异常情况时，控制器4控制报警器9发出相应的报警提示音，并同时向远程监控端7发送报警提示，以提示管理人员闸门1可能出现故障；
本实施例还可以通过摄像头5实时采集闸门1及附近的实景情况，当收到报警提示音时，管理人员可通过远程监控端7直接查看现场情况，并及时安排人员去现场检修。
此外，本实施例还可以由手动控制闸门1的关闭，也可以由管理人员根据实际情况通过远程监控端7随时向控制器4发送控制信号，进而控制闸门1进行动作。本实施例可提供手动、半自动及全自动三种控制模式，安全可靠，方便灵活。
实施例2：
如图2所示的可视化测控一体智慧闸门，其包括闸门1、测流装置2、开度传感器3、控制器4、摄像头5、无线通信单元6、远程监控端7以及供电单元8；
闸门1设于渠道的横截面上，在闸门1上设有摄像头5，开度传感器3设于闸门1上；
测流装置2包括设于闸门1上游的闸前水位计2-3和设于闸门1下游的闸后水位计2-4，闸前水位计2-3和闸后水位计2-4均与控制器4的输入端连接。闸前水位计2-3和闸后水位计2-4均为超声波水位计。
测流装置2、开度传感器3以及摄像头5均与控制器4的输入端连接，控制器4的输出端与闸门1连接，控制器4与无线通信单元6相连接，并通过无线通信单元6与远程监控端7进行无线通讯。远程监控端7包括手机、笔记本电脑、掌上电脑中的一种或多种。无线通信单元6为2G模块，和\/或3G模块或4G模块。
供电单元8包括太阳能电池板8-1、逆变器8-2和太阳能蓄电池8-3，太阳能电池板8-1的输出端与逆变器8-2的输入端相连接，逆变器8-2的输出端与太阳能蓄电池8-3的输入端相连接，控制器4与供电单元8的太阳能蓄电池8-3的输出端电连接；
其还包括报警器9，报警器9与控制器4的输出端连接。
本实施例中，闸前水位计2-3和闸后水位计2-4的厂家为深圳市华儒科技有限公司，型号为HRLM；开度传感器3的厂家为无锡森智普电子科技有限公司，型号为SPM60-FB31-101241。
使用过程：
本实施例可通过闸前水位计2-3和闸后水位计2-4分别测得闸门1上游和闸门1下游的渠道的实际水位信息，结合通过开度传感器3可以实时监测闸门1闸板的开度大小，进而控制器4可根据《灌溉渠道系统量水规范GB\/T21303-2017》里记载的涵闸类型为明渠矩形直立式单孔平板闸、水流形态为有闸控制淹没流或闸门全开淹没流对应的流量计算公式计算通过闸门1的总流量，具体的水流形态需根据实际情况来确定；管理人员可通过远程监控端7向控制器4预设浇灌量，当通过闸门1的总流量达到预设的浇灌量时，则由控制器4控制闸门1的关闭。
本实施例还可以通过摄像头5实时采集闸门1及附近的实景情况，当有人恶意破坏闸门1或闸门1出现异常情况时，控制器4控制报警器9发出相应的报警提示音，并同时向远程监控端7发送报警提示，以提示管理人员闸门1可能出现故障，此时，管理人员可通过远程监控端7直接查看现场情况，并及时安排人员去现场检修。
此外，本实施例还可以由手动控制闸门1的关闭，也可以由管理人员根据实际情况通过远程监控端7随时向控制器4发送控制信号，进而控制闸门1进行动作。本实施例可提供手动、半自动及全自动三种控制模式，安全可靠，方便灵活。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920079133.0
申请日:2019-01-17
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:MN(蒙古)
授权编号:CN209619972U
授权时间:20191112
主分类号:E02B 13/02
专利分类号:E02B13/02;E02B1/00
范畴分类:36B;36E;
申请人:内蒙古河套灌区管理总局;成都万江港利科技股份有限公司
第一申请人:内蒙古河套灌区管理总局
申请人地址:015000内蒙古自治区巴彦淖尔市临河区新华西街水务大楼
发明人:夏逍遥;刘永河;张晓红;侯利;罗强
第一发明人:夏逍遥
当前权利人:内蒙古河套灌区管理总局;成都万江港利科技股份有限公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计