技术领域
[0001] 本实用新型属于遥测终端装置的技术领域，具体涉及一种基于mqtt实时通讯的极低功耗水情监测遥测终端。
背景技术
[0002] 水情（含山洪灾害）监测系统的基本结构包括水情监测站、监测中心站及数据通信链路组成。水情监测的基本内容包括：实时采集雨量、水位、流量、沉降、位移、次
声波、水温、
蒸发、墒情、水质、水量、闸
门开度等数据的采集、传输、存储，并实时发送到监测中心站进行数据的处理及其预报预警应用。水情监测站由
传感器、遥测终端机、通信设备及电源系统组成，监测站的核心设备是遥测终端机。
[0003] 遥测终端机能自动完成水情监测数据的采集、存储、编码及传输、控制，并能与通信设备进行连接，自动完成数据传输的仪器。遥测终端机内一般设有
微处理器、传感器
接口、网络接口、日历时钟
电路、数据
存储器等，微处理器通过传感器接口连接水位传感器或者雨情传感器，以便遥测终端机及时采集水情、雨量等信息，所述微处理器通过网络接口连接通信设备，将水情、雨量等信息输出给监测中心，所述微处理器通过日历时钟电路定期向监测中心报送水雨情，数据存储器用于存储水雨情数据。
[0004] 水雨情遥测终端的低功耗设计尤其适合
太阳能供电的监测现场。水情监测系统前端设备由传感器、遥测终端机、通信设备及电源系统组成；由于数据量不大，水情监测系统前端设备功耗较小，全部设备总功耗一般低于200mW，采用
太阳能电池即能保障其可靠供电。
[0005] MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥感测传输）是一种轻量级基于代理的发布/订阅的消息传输协议，其设计思想是开放、简单、轻量、易于实现，适合在带宽、计算和处理能
力受限的环境下工作。MQTT是一个基于CPC/IP协议的简单、轻量型的发布/订阅消息协议，是新兴IoT（Internet of Things）领域的理想之选（姚丹,谢
雪松,杨建军.基于MQTT协议的
物联网通信系统的研究与实现[J].信息通信,2016(3):33-35.）。相比于RESTful架构的物联网系统，MQTT协议借助消息推送功能，可以更好地实现远程控制；可靠传输。MQTT可以保证消息可靠安全的传输，并可以与企业应用简易集成；消息推送。
支持消息实时通知、丰富的推送内容、灵活的Pub-Sub以及消息存储和过滤；低带宽、低耗能、低成本。占用移动应用程序带宽小，并且带宽利用率高，耗电量较少。
实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的在于提供一种基于mqtt实时通讯的极低功耗水情监测遥测终端，包括
支撑固定架和从上之下依次设置在支撑固定架上的太阳能供电装置、遥测终端；所述第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板均可以在光敏传感器的检测下随着太阳光的方向移动而转动，从而实现最大程度的接收太阳光，延长了第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板吸收阳光的时间，从而提高了太阳能储蓄的效率；本实用新型通过mqtt无线通讯单元实现遥测终端与监测中心数据的传输，具有占用移动应用程序带宽小，并且带宽利用率高，耗电量较少的优点。
[0007] 本实用新型主要通过以下技术方案实现：一种基于mqtt实时通讯的极低功耗水情监测遥测终端，包括支撑固定架和从上之下依次设置在支撑固定架上的太阳能供电装置、遥测终端；所述遥测终端包括机壳和设置在机壳内部的mqtt无线通讯单元；所述太阳能供电装置对遥测终端进行供电，所述遥测终端通过mqtt无线通讯单元对监测中心传输信息；所述太阳能供电装置包括光敏传感器、
蓄电池组、设置在支撑固定架上的安装架和设置在安装架上的第一太阳能吸收板、第二太阳能吸收板、驱动装置；所述第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板分别连接蓄
电池组，且蓄电池组与遥测终端连接，用于对遥测终端供电；所述驱动装置包括第一
气缸和第二气缸；所述第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板的一侧通过
主轴铰接，且主轴的底部通过固定柱与安装架连接；所述第一气缸通过驱动杆与第一太阳能吸收板的
背光面连接；所述第二气缸通过驱动杆与第二太阳能吸收板的背光面连接；所述光敏传感器设置在第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板的迎光面。
[0008] 所述第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板与蓄电池组的连接方式为
现有技术且不是本实用新型的改进点，故不再赘述。所述蓄电池组对遥测终端供电的方式为现有技术且不是本实用新型的改进点，故不再赘述。所述第一气缸和第二气缸均为现有技术且不是本实用新型的改进点，故不再赘述。
[0009] 本实用新型在使用过程中，当光敏传感器检测到阳光强度变化时，则第一气缸和第二气缸分别驱动第一
转轴和第二转轴转动，从而带动第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板转动；当光敏传感器检测到光强度最大时，则第一气缸和第二气缸均停止运行，从而实现第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板转动最大程度的吸收太阳光，所述第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板均可以在光敏传感器的检测下随着太阳光的方向移动而转动，从而实现最大程度的接收太阳光，延长了第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板吸收阳光的时间，从而提高了太阳能储蓄的效率。
[0010] 为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述光敏传感器呈矩形阵列设置在第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板的迎光面。所述光敏传感器是最常见的传感器之一，它的种类繁多，主要有：光电管、
光电倍增管、光敏
电阻、光敏
三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式
光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。国内主要厂商有OTRON品牌等。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一，它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。最简单的光敏传感器是光敏电阻，当
光子冲击接合处就会产生
电流。
[0011] 为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述mqtt无线通讯单元包括内存
单片机，所述内存单片机采用MKL26Z系列MCU芯片，并实现mqtt协议栈；所述mqtt无线通讯单元的通讯模
块支持以TCP/IP协议与
服务器之间进行数据收发，所述mqtt无线通讯单元的通讯模块支持GPRS、3G、4G、WiFi中的任意一种，并可支持客户定制和操作者人工切换。
[0012] 为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述机壳为长方体，所述机壳的
正面设置有产品标签框，所述机壳的下端面设有显示灯、传感器接口，所述显示灯与传感器接口并排排列；所述机壳的上端设置有
通信接口。
[0013] 为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述遥测终端还包括设置在机壳内部的微处理器和采集控制单元，所述采集控制单元外接有传感器，所述微处理器分别连接mqtt无线通讯单元、采集控制单元。
[0014] 为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述遥测终端还包括一个防破坏单元，所述的防破坏单元包括红外传感器和警报器，所述的警报器的控制端连接到微处理器上，红外传感器的输出端连接到微处理器上。
[0015] 为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述遥测终端还包括一个
温度控制单元，所述的
温度控制单元包括温度传感器、加热器和
散热器，温度传感器的输出连接到微处理器，加热器和
散热器的控制端连接到微处理器。
[0016] 本实用新型的有益效果：
[0017] （1）所述遥测终端包括机壳和设置在机壳内部的mqtt无线通讯单元；所述太阳能供电装置对遥测终端进行供电，所述遥测终端通过mqtt无线通讯单元对监测中心传输信息；所述太阳能供电装置包括光敏传感器、蓄电池组、设置在支撑固定架上的安装架和设置在安装架上的第一太阳能吸收板、第二太阳能吸收板、驱动装置；所述第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板分别连接蓄电池组，且蓄电池组与遥测终端连接，用于对遥测终端供电；所述驱动装置包括第一气缸和第二气缸；所述第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板的一侧通过主轴铰接，且主轴的底部通过固定柱与安装架连接；所述第一气缸通过驱动杆与第一太阳能吸收板的背光面连接；所述第二气缸通过驱动杆与第二太阳能吸收板的背光面连接；所述光敏传感器设置在第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板的迎光面；所述第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板均可以在光敏传感器的检测下随着太阳光的方向移动而转动，从而实现最大程度的接收太阳光，延长了第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板吸收阳光的时间，从而提高了太阳能储蓄的效率；本实用新型通过mqtt无线通讯单元实现遥测终端与监测中心数据的传输，具有占用移动应用程序带宽小，并且带宽利用率高，耗电量较少的优点。
[0018] （2）所述光敏传感器呈矩形阵列设置在第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板的迎光面；呈矩形阵列排布的光敏传感器可以多
角度的检测光的强度，从而精确调节第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板的倾斜角度，实现第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板的趋光性，延长了第一太阳能吸收板和第二太阳能吸收板吸收阳光的时间，从而提高了太阳能储蓄的效率，具有较好的实用性。
[0019] （3）所述mqtt无线通讯单元包括内存单片机，所述内存单片机采用MKL26Z系列MCU芯片，并实现mqtt协议栈；所述mqtt无线通讯单元的通讯模块支持以TCP/IP协议与服务器之间进行数据收发，所述mqtt无线通讯单元的通讯模块支持GPRS、3G、4G、WiFi中的任意一种，并可支持客户定制和操作者人工切换；本实用新型通过mqtt无线通讯单元实现遥测终端与监测中心数据的传输，具有占用移动应用程序带宽小，并且带宽利用率高，耗电量较少的优点。
[0020] （4）所述遥测终端还包括一个防破坏单元，所述的防破坏单元包括红外传感器和警报器，所述的警报器的控制端连接到微处理器上，红外传感器的输出端连接到微处理器上；所述防破坏单元的设置可以有效防止监测现场小动物对遥测终端的破坏，实现实时报警。
[0021] （5）所述遥测终端还包括一个温度控制单元，所述的温度控制单元包括温度传感器、加热器和散热器，温度传感器的输出连接到微处理器，加热器和散热器的控制端连接到微处理器；本实用新型可以通过温度传感器实时检测遥测终端的温度变化，并通过散热器进行散热；实现了遥测终端的内温度过高时即降温，温度过低时即升温，保证了遥测终端内电气设备的安全使用，而且使得遥测终端使用区域扩大。
附图说明
[0024] 图3为第一太阳能吸收板与第二太阳能吸收板的连接结构示意图；
[0025] 图4为主轴与安装架的连接结构示意图。
[0026] 其中：1-安装架、2-第一太阳能吸收板、3-第二太阳能吸收板、4-主轴、5-第一气缸、6-第二气缸。
具体实施方式
[0027] 实施例1：
[0028] 一种基于mqtt实时通讯的极低功耗水情监测遥测终端，包括支撑固定架和从上之下依次设置在支撑固定架上的太阳能供电装置、遥测终端；所述遥测终端包括机壳和设置在机壳内部的mqtt无线通讯单元；所述太阳能供电装置对遥测终端进行供电，所述遥测终端通过mqtt无线通讯单元对监测中心传输信息；所述太阳能供电装置包括光敏传感器、蓄电池组、设置在支撑固定架上的安装架1和设置在安装架1上的第一太阳能吸收板2、第二太阳能吸收板3、驱动装置；所述第一太阳能吸收板2和第二太阳能吸收板3分别连接蓄电池组，且蓄电池组与遥测终端连接，用于对遥测终端供电；所述驱动装置包括第一气缸5和第二气缸6；如图3、图4所示，所述第一太阳能吸收板2和第二太阳能吸收板3的一侧通过主轴4铰接，且主轴4的底部通过固定柱与安装架1连接；所述第一气缸5通过驱动杆与第一太阳能吸收板2的背光面连接；所述第二气缸6通过驱动杆与第二太阳能吸收板3的背光面连接；所述光敏传感器设置在第一太阳能吸收板2和第二太阳能吸收板3的迎光面。
[0029] 本实用新型在使用过程中，当光敏传感器检测到阳光强度变化时，则第一气缸5和第二气缸6分别驱动第一转轴和第二转轴转动，从而带动第一太阳能吸收板2和第二太阳能吸收板3转动；当光敏传感器检测到光强度最大时，则第一气缸5和第二气缸6均停止运行，从而实现第一太阳能吸收板2和第二太阳能吸收板3转动最大程度的吸收太阳光，所述第一太阳能吸收板2和第二太阳能吸收板3均可以在光敏传感器的检测下随着太阳光的方向移动而转动，从而实现最大程度的接收太阳光，延长了第一太阳能吸收板2和第二太阳能吸收板3吸收阳光的时间，从而提高了太阳能储蓄的效率。
[0030] 所述第一太阳能吸收板2和第二太阳能吸收板3均可以在光敏传感器的检测下随着太阳光的方向移动而转动，从而实现最大程度的接收太阳光，延长了第一太阳能吸收板2和第二太阳能吸收板3吸收阳光的时间，从而提高了太阳能储蓄的效率；本实用新型通过mqtt无线通讯单元实现遥测终端与监测中心数据的传输，具有占用移动应用程序带宽小，并且带宽利用率高，耗电量较少的优点。
[0031] 实施例2：
[0032] 本实施例是在实施例1的
基础上进一步优化，所述光敏传感器呈矩形阵列设置在第一太阳能吸收板2和第二太阳能吸收板3的迎光面；所述mqtt无线通讯单元包括内存单片机，所述内存单片机采用MKL26Z系列MCU芯片，并实现mqtt协议栈；所述mqtt无线通讯单元的通讯模块支持以TCP/IP协议与服务器之间进行数据收发，所述mqtt无线通讯单元的通讯模块支持GPRS、3G、4G、WiFi中的任意一种，并可支持客户定制和操作者人工切换。
[0033] 呈矩形阵列排布的光敏传感器可以多角度的检测光的强度，从而精确调节第一太阳能吸收板2和第二太阳能吸收板3的倾斜角度，实现第一太阳能吸收板2和第二太阳能吸收板3的趋光性，延长了第一太阳能吸收板2和第二太阳能吸收板3吸收阳光的时间，从而提高了太阳能储蓄的效率，具有较好的实用性；本实用新型通过mqtt无线通讯单元实现遥测终端与监测中心数据的传输，具有占用移动应用程序带宽小，并且带宽利用率高，耗电量较少的优点。
[0034] 本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
[0035] 实施例3：
[0036] 本实施例是在实施例1或2的基础上进一步优化，如图1所示，所述遥测终端还包括设置在机壳内部的微处理器和采集控制单元，所述采集控制单元外接有传感器，所述微处理器分别连接mqtt无线通讯单元、采集控制单元。如图2所示，所述遥测终端还包括一个防破坏单元，所述的防破坏单元包括红外传感器和警报器，所述的警报器的控制端连接到微处理器上，红外传感器的输出端连接到微处理器上。所述遥测终端还包括一个温度控制单元，所述的温度控制单元包括温度传感器、加热器和散热器，温度传感器的输出连接到微处理器，加热器和散热器的控制端连接到微处理器。
[0037] 所述防破坏单元的设置可以有效防止监测现场小动物对遥测终端的破坏，实现实时报警；本实用新型可以通过温度传感器实时检测遥测终端的温度变化，并通过散热器进行散热；实现了遥测终端的内温度过高时即降温，温度过低时即升温，保证了遥测终端内电气设备的安全使用，而且使得遥测终端使用区域扩大。
[0038] 所述第一太阳能吸收板2和第二太阳能吸收板3均可以在光敏传感器的检测下随着太阳光的方向移动而转动，从而实现最大程度的接收太阳光，延长了第一太阳能吸收板2和第二太阳能吸收板3吸收阳光的时间，从而提高了太阳能储蓄的效率；本实用新型通过mqtt无线通讯单元实现遥测终端与监测中心数据的传输，具有占用移动应用程序带宽小，并且带宽利用率高，耗电量较少的优点。
[0039] 本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。
[0040] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单
修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
