一种用于山洪预警的雨量监测组网系统
技术领域
本实用新型涉及地质灾害预测预报技术，特别涉及一种用于山洪预警的雨量监测组网系统。
背景技术
山洪一般是指发生在小面积山丘区、由强降雨诱发的急涨急落(几十分钟至几小时) 的洪水。山洪的危害性主要表现为突发性、水量集中且流速大、冲刷力强，常常裹挟大量泥沙、石块等形成泥石流和滑坡，具有强大的破坏性，常造成局部性洪灾，给人们生命财产安全造成重大损失。近年来，由于全球气候变化的原因造成极端天气不断出现，降雨量的变化呈现极端化趋势，因此造成全球山洪灾害的频繁发生，影响范围逐年增加。因此，对山洪进行有效预警，提高山洪灾害监测预警能力，加强应对灾害的快速反应能力，建立山洪灾害预警系统，已成为防治山洪灾害的一项重要的非工程性措施。
我国山洪灾害防治区面积大，由于地形、地貌等因素的差异，山区气候区域性差距较大，故在一片流域中可能存在多种不同的降雨条件，不能一概而论，需要检测各片区的数据信息才能准确地反映流域降雨情况。然而，目前现有的山洪灾害防治区监测网点布设不够，覆盖率不高，雨量站网布设很难满足山洪预警的要求，不能真实地描述降雨状态；自动化程度低，特别是山区小流域水雨情数据采集主要靠人工观测、人工报汛；山洪易发地往往水文资料短缺，根据历史灾害数据建模困难。
由此可见，现有的各种山洪预警方法还存在着很大的不足。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于山洪预警的雨量监测组网系统。
为了解决技术问题，本实用新型的解决方案是：
提供一种用于山洪预警的雨量监测组网系统，包括雨量计；该系统还包括服务器，以及至少三个前端设备，每个前端设备的结构均相同：包括通过信号线依次连接的雨量计、数据采集装置和数据传输装置，电源通过线缆分别连接雨量计、数据采集装置和数据传输装置，太阳能板通过线缆连接电源；所述数据传输装置以无线通讯的方式连接至服务器，用于实时传送数据。
作为一种改进，每个前端设备包括一根竖向安装的支撑杆，支撑杆中部固定安装太阳能板和不锈钢配电箱，所述数据采集装置和电源安装在不锈钢配电箱中；所述雨量计和数据传输装置固定安装在支撑杆的顶部。
作为一种改进，每三个前端设备以三角排列的方式构成一个前端设备组网，多个前端设备组网共同构成全流域的前端设备组网。
作为一种改进，所述数据采集装置是基于AD7606数据采集模块的单片机，或dataTaker DT500数据采集器。
作为一种改进，所述数据传输装置是内置SIM卡的GPRS无线通信模块，或NB-IoT无线通讯模块。作为一种改进，所述电源是铅蓄电池组或锂电池。
作为一种改进，所述服务器与上位工控计算机相连。
实用新型原理描述：
本实用新型的用于山洪预警的雨量监测组网系统，包括前端设备和服务器。前端设备包括雨量计、数据采集装置、数据传输装置、电源、太阳能板、不锈钢配电箱以及支撑杆。在同一个小流域中，一套山洪预警装置包括至少三个前端设备，以三角排列的方式形成前端设备组网，每个可独立检测其周围区域的降雨数据信息，从而得到整片小流域的详细数据信息。在全流域中安装多个前端设备组网，共同构成全流域的前端设备组网，用于采集全流域的多处降雨信息。
其中，每个前端设备以支撑杆实现本地安装，雨量计和数据传输装置固定在支撑杆顶部；数据采集装置与雨量计连接，用于采集雨量数据；数据传输装置与数据采集装置相连接，用于传输数据；电源与雨量计、数据采集装置和数据传输装置相连接，用于实现供电；电源和数据采集装置置于不锈钢配电箱内，后者固定在支撑杆上；太阳能板与电源相连接，阳光充足时能通过太阳能板给电源充电，保证装置能够正常工作。数据传输装置通过GPRS传输将数据上传至服务器，连接服务器的上位工控计算机能够从服务器下载数据并利用其内置的模型数据处理，达到山洪预警的目的。
与现有技术相比，本实用新型的技术效果是：
1、本实用新型建立了流域内的雨量监测前端设备组网，能够增加流域覆盖度，使数据更全面、更具代表性，结果更为准确；
2、本实用新型能够实时将监测数据传送至服务器，提高了数据传输效率、时效性及精确性；
3、本实用新型的供电方式采用蓄电池或锂电池与太阳能相结合，能保证装置长时间运行。
附图说明
图1为本实用新型的架构图；
图2为本实用新型前端设备的结构示意图。
图中附图标记：1雨量计，2数据采集装置，3数据传输装置，4电源，5太阳能板， 6服务器，7不锈钢配电箱，8支撑杆。
具体实施方式
首先需要说明的是，本实用新型提供的是一种用于山洪预警的雨量监测组网系统。其主要目的是用于获取目标流域内的雨量数据，以用于后续的山洪预警分析工作。因此，该系统主要功能是提供雨量数据，但不包括后续利用数学模型处理雨量数据的过程。
所述用于山洪预警的雨量监测组网系统，包括与上位工控计算机相连的服务器，以及至少三个安装在目标流域地面的前端设备，每个前端设备的结构均相同：包括通过信号线依次连接的雨量计、数据采集装置和数据传输装置，电源通过线缆分别连接雨量计、数据采集装置和数据传输装置，太阳能板通过线缆连接电源；所述数据传输装置以无线通讯的方式连接至服务器，用于实时传送数据。每个前端设备一根竖向安装的支撑杆，支撑杆中部固定安装太阳能板和不锈钢配电箱，所述数据采集装置和电源安装在不锈钢配电箱中；所述雨量计和数据传输装置固定安装在支撑杆的顶部。每三个前端设备以三角排列的方式构成一个前端设备组网，可独立检测其周围区域的降雨数据信息，从而得到整片小流域的详细数据信息。多个前端设备组网共同构成全流域的前端设备组网，前端设备组网的总数量可根据流域面积大小进行调整，但需确保每3km2内至少有一个前端设备。
本实用新型中，雨量计、数据采集装置、数据传输装置、电源、太阳能板均可选用技术成熟的市售产品。例如，雨量计可选SL3-1型翻斗式雨量计，或XYL-2型翻斗式雨量计；数据采集装置可选基于AD7606数据采集模块的单片机，或dataTaker DT500数据采集器；数据传输装置可选内置SIM卡的GPRS无线通信模块，或NB-IoT无线通讯模块；电源可选铅蓄电池组或锂电池。
下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行更清楚、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。
如图2所示，每个前端设备包括一根竖向安装的支撑杆8，雨量计1和数据传输装置3固定在支撑杆8顶部；电源4和数据采集装置2置于不锈钢配电箱7内，后者固定在支撑杆8上；太阳能板5与电源4相连接。数据采集装置2与雨量计1连接，用于采集雨量数据；数据传输装置3与数据采集装置2相连接，用于传输数据；电源4与雨量计1、数据采集装置2和数据传输装置3相连接，用于给雨量计1、数据采集装置2和数据传输装置3供电；设置支撑杆8的目的是为了能够更好的固定和整合前端设备；不锈钢配电箱7能阻挡雨水且不易生锈，能够较长时间的对内部装置起到保护作用；采用太阳能和锂电池结合的方式作为电源进行工作供电，阳光充足时能通过太阳能板5给锂电池4充电，保证装置能够正常工作。
在一个小流域中安装的多处前端设备构成前端设备组网，采集多处降雨信息，数据传输装置3通过GPRS传输将数据上传至服务器6进行数据交互，根据预先调研的流域内通讯环境特征，选择信号最强的移动运营SIM卡作为传输载体。服务器6中存储的数据可直接对接上位工控计算机中的数据处理模块，供接下来模型数据处理、分析时下载使用，通过水文模型的计算结果判断山洪发生风险，由此达到山洪预警的目的。
