Thiết bị đo mực nước có khả năng ghi lại biến trình của mực nước dưới dạng các số liệu với độ chính xác bảo đảm theo yêu cầu nghiệp vụ.

Cấu trúc thiết bị đo và các tính năng của thiết bị

- Sơ đồ khối của hệ thống đo bao gồm khối điều kiển có một chíp vi điều khiển cao cấp dòng ARM với tính năng có nhiều cổng giao tiếp. Do đó có thể giao tiếp với nhiều thiết bị ngoại vi cùng một lúc. Các molule ngoại vi gồm (6 module):

        + Module GPS có chức năng định vị vệ tinh và cung cấp thông tin về vị trí hiện tại của thiết bị với bán kính sai số khoảng 10 mét;
       + Module GMS với điện thoại di động nhằm gửi thông tin trạng thái của thiết bị về điện thoại di động, gửi số liệu và nhận các lệnh chỉnh sửa cài đặt hệ thống từ điện thoại;
        + Module RTC có chức năng cung cấp thời gian thực để giúp vi điều khiển làm việc theo đúng lịch trình thời gian của quy phạm nghiệm triều;
        + Module sensor cung cấp giá trị mực nước dưới dạng số hoặc tương tự;
        + Module MMC/SD giao tiếp với thẻ nhớ để lưu số liệu;
        + Cổng giao tiếp R232 để truyền số liệu lên máy tính.
Sơ đồ khối tổng quát của thiết bị thể hiện giao tiếp giữa module điều khiển với các moldule khác được thể hiện trong Hình 1 dưới:

- Sơ đồ lắp ráp vận hành thiết bị ngoài thực địa được thể hiện trong Hình 2

Trên Hình 2 là sơ đồ lắp đặt thiết bị tại vị trí của cảng quân sự. Thiết bị được lắp gọn trong một khối 20x20x15 cm, nguồn điện được đặt ở bên ngoài là nguồn điện 1 chiều 12 vol. Thiết bị được đặt trên mặt cầu cảng và cảm biến siêu âm hướng xuống mặt nước. Khoảng cách từ cảm biến siêu âm đến mặt nước nằm trong phạm vi dải đo 0 – 9 mét.

   Cảm biến siêu âm được lựa chọn có các tính năng: Có thể hoạt động ở môi trường ngoài trời; Dải đo từ 0.5 – 10 mét; Độ phân giải 1mm; Độ chính xác 1 cm; Xuất tín hiệu đo dưới dạng số qua giao tiếp R232 hoặc dạng tương tự; Tích hợp cảm biến nhiệt độ bên trong để nâng cao độ chính xác; Có thể gắn với cảm biến nhiệt độ bên ngoài để tăng thêm độ chính xác.

   - Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị từ quá trình khởi động đến khi nhận tin nhắn và cài đặt quy trình đo tin.

Trong sơ đồ nguyên lý trên, các trạng thái hoạt động của thiết bị thể hiện như sau

- Trạng thái 1, vi điều khiển xuất dữ liệu ra thẻ nhớ và máy tính với bước thời gian là 1 giờ, không có tin nhắn báo về qua SMS.

- Trạng thái 2, vi điều khiển nhận tin nhắn AT+INFO? và gửi lại trạng thái của thiết bị (Mã thiết bị trong hệ thống các thiết bị, Kết nối thẻ nhớ, bước thời gian quan trắc lưu thẻ nhớ, tin nhắn có được gửi định kỳ, bước thời gian quan trắc và gửi qua tin nhắn, tình trạng GPS) qua tin nhắn SMS.

- Trạng thái 3, vi điều khiển nhận tin nhắn AT+STIME = giây, phút, giờ, ngày, tháng, năm và chỉnh lại thời gian đồng hồ của module RTC để hệ thống hoạt động theo thời gian đã cài đặt. Dữ liệu thời gian xuất ra thẻ nhớ và máy tính đã được hiệu chỉnh đúng như là thời gian thực.

- Trạng thái 4, vi điều khiển nhận lệnh gửi tin nhắn AT+ASGSM =1 sẽ thực hiện thêm chức năng gửi tin nhắn độ cao mực nước theo chu kỳ mặc định là 1 giờ một lần nhận được số liệu.

- Trạng thái 5, vi điều khiển thực hiện thêm chức năng gửi tin nhắn độ cao mực nước theo chu kỳ nhận tin nhắn đã thay đổi theo lệnh AT+ACGSM=chu kỳ gửi (giây).

- Trạng thái 6, vi điều khiển thực hiện việc lấy dữ liệu (theo chu kỳ đã thay đổi) bằng lệnh AT+SSTIME = chu kỳ quan trắc (giây).

 Trạng thái 7, vi điều khiển thực hiện việc gửi số liệu mực nước tức thời tới điện thoại tại thời điểm nhận được tin nhắn AT+DATA?.

Quy trình khử nhiễu của thiết bị như sau: Khi đến thời điểm quan trắc trước 30 giây, thiết bị thực hiện 60 lần quan trắc liên tiếp trong 60 giây và lấy trung bình các số liệu đo.

7, vi điều khiển thực hiện việc gửi số liệu mực nước tức thời tới điện thoại tại thời điểm nhận được tin nhắn AT+DATA?.

Quy trình khử nhiễu của thiết bị như sau: Khi đến thời điểm quan trắc trước 30 giây, thiết bị thực hiện 60 lần quan trắc liên tiếp trong 60 giây và lấy trung bình các số liệu đo.