專利名稱：大屏幕數(shù)字式無線遠傳水位計的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種獲取水位觀測資料的設備，尤其是一種大屏幕數(shù)字式無線遠傳水位計。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種可對水位觀測數(shù)據(jù)進行自動化處理和遠距離傳輸?shù)拇笃聊粩?shù)字式無線遠傳水位計。
本實用新型的技術方案是一種大屏幕數(shù)字式無線遠傳水位計，包括發(fā)射裝置和接收裝置，發(fā)射裝置包括浮子、平衡錘、機械編碼器、蓄電池、編碼發(fā)射電路及發(fā)射天線；接收裝置包括接收天線、蓄電池、解碼接收電路以及與之對接的南京產(chǎn)固態(tài)存儲器、大屏幕發(fā)光數(shù)字顯示屏；機械編碼器，通過浮子和平衡錘將水位變化轉換為BCD碼或格雷碼，并直接在機械編碼器上顯示出水位數(shù)據(jù)；由編碼發(fā)射電路組成的編碼發(fā)射裝置與機械編碼器對接，將并行BCD碼或格雷碼轉換為串行信號，送到調(diào)頻發(fā)射電路，向空中發(fā)射；當接收裝置收到信號后，先解調(diào)出低頻信號，再送入解碼電路，解碼電路先將頻率鍵控信號解調(diào)為二進制串行脈沖序列，再經(jīng)串并轉換及校驗，待數(shù)據(jù)完全無誤后送入寄存器存儲及壁掛式大屏幕顯示，并通過并口與南京產(chǎn)固態(tài)存儲器對接，對數(shù)據(jù)進行長時間記錄及統(tǒng)計。
本實用新型的技術方案是通過無線電的方式，將水位讀數(shù)進行實時采集、編碼、調(diào)制、放大、通過無線電向空中發(fā)射，經(jīng)接收機接收、解調(diào)、解碼在大屏幕上時實、直觀的顯示出來。最后與南京產(chǎn)的固態(tài)存儲器對接，實現(xiàn)水位數(shù)據(jù)的顯示以及長歷時存儲。達到觀測人員足不出戶即可在辦公室內(nèi)察看實時水位，通覽水情現(xiàn)狀。
現(xiàn)將LEG大屏幕無線電遠傳水位計有關安裝和使用要求詳述如下，以供參考如

圖1所示該水位計由室內(nèi)和室外兩大部分組成，其中室外部分主要設備為浮子、平衡錘、機械編碼器、蓄電池、編碼調(diào)制發(fā)射端機LEG-A及發(fā)射天線；室內(nèi)部分由接收天線、蓄電池、解碼解調(diào)端機LEG-B以及與之對接的南京產(chǎn)固態(tài)存儲器、大屏幕發(fā)光數(shù)字顯示屏。一、大屏幕無線電遠傳水位計簡介采用機械編碼器，通過浮子和平衡錘將水位變化轉換為BCD碼或格雷碼，并直接在編碼器上顯示出水位數(shù)據(jù)。
編碼發(fā)射裝置與機械編碼器對接，將并行BCD碼(或格雷碼)轉換為串行信號，并采用FM-FSK一寬窄脈沖編碼的程式，即數(shù)據(jù)“1”、“0”由寬窄脈沖編碼，脈沖對副載頻的調(diào)制采用頻率鍵控(FSK)形式，副載頻再對載頻調(diào)頻(FM)。
對采集到的數(shù)據(jù)信號，加入同步信號及校驗信號，先進行頻率鍵控調(diào)制，再送到調(diào)頻發(fā)射電路，向空中發(fā)射。發(fā)射頻率在150MHz頻段，兩個頻道，傳輸距離在2Km以上。若配大功率發(fā)射管，傳輸距離可以達到幾十公里。若去掉無線發(fā)射及接收部分，只用編碼及解碼電路，通過電話線可作更遠距離的有線傳輸。其原理框圖見附圖8。
無線接收及解碼裝置放在室內(nèi)，當接收機收到信號后，先解調(diào)出低頻信號，再送入解碼電路。解碼電路先將頻率鍵控信號解調(diào)為二進制串行脈沖序列，再經(jīng)串并轉換及校驗，待數(shù)據(jù)完全無誤后送入寄存器存儲及壁掛式大屏幕顯示，并通過并口與南京產(chǎn)固態(tài)存儲器對接，對數(shù)據(jù)進行長時間記錄及統(tǒng)計。通過固態(tài)存儲器可與計算機相連，其原理框圖見附圖9。
接收機解碼電路有幀脈沖檢測、脈沖總數(shù)檢測、脈沖寬度檢測及脈沖位置檢測電路，另外還有兩組特殊碼校驗電路，以保證數(shù)據(jù)傳輸準確無誤?？垢蓴_性能很強，在用沖擊電鉆作強大干擾以及在公路上大量汽車高壓點火脈沖干擾的情況下，收到的數(shù)據(jù)無一差錯。接收端總原理圖見附圖10。
二、工作原理(一)、編碼發(fā)射電路原理編碼電路由以下幾部分組成時鐘脈沖發(fā)生器、同步脈沖及數(shù)據(jù)脈沖形成電路、頻率鍵控電路、定時電路、數(shù)據(jù)并/串轉換電路、調(diào)頻發(fā)射電路、交直流供電電路。編碼電路見附圖2，發(fā)射電路見附圖3，電源電路見附圖4。1、時鐘脈沖、同步脈沖及數(shù)據(jù)脈沖的形成原理時鐘控制信號由六施密特觸發(fā)反相器N1E、N1F(型號為CD40106)、R1、R2、C1、C2、C3、32768Hz晶振組成的振蕩器產(chǎn)生。振蕩器輸出的信號送入N2的10腳，N2是十二級二分頻電路(型號為CD4040)，由N2分頻得到各種脈沖，從它的6、5、2、4、13腳分別輸出4096Hz、2048Hz、1024Hz、512Hz、256Hz、128Hz的脈沖。128Hz信號經(jīng)N3(與門電路，型號為CD4073)的第9腳輸出，其脈沖寬度為4mS，用來作幀同步脈沖，256Hz信號由N3的第6腳輸出，脈沖寬度為2mS，用它作數(shù)據(jù)“1”的脈沖，該信號另一路送往N7(7級二進制計數(shù)器)進行脈沖個數(shù)統(tǒng)計，當一幀數(shù)據(jù)傳送完畢時由N7發(fā)出信號關閉門N3A、N3B、及N3C；N3輸出的第三路信號經(jīng)N1A反相器檢測其下降沿作為移位寄存器的時鐘脈沖。512Hz信號由N3的第10腳輸出，經(jīng)N14(CD4030異或門)及N8的第10腳輸出，寬度為1mS，用它作數(shù)據(jù)“0”的脈沖。N8B及N8D為“1”、“0”脈沖控制門，當N14A的3腳輸出的數(shù)據(jù)為“1”時，N8D門打開，N8D的11腳將輸出脈沖寬度為2mS的數(shù)據(jù)“1”脈沖，當N14A的3腳輸出的數(shù)據(jù)為“0”時，N8B門打開，N8B的第4腳將輸出脈沖寬度為1mS的數(shù)據(jù)“0”脈沖，幀脈沖、“1”脈沖及“0”脈沖經(jīng)N6C(CD4075或門電路)迭加混合，從其第10腳輸出串行脈沖序列。送到N5進行頻率鍵控調(diào)制，由N5的第10腳輸出完整的脈沖序列。最后送入調(diào)頻無線電發(fā)射組件，完成調(diào)制及發(fā)射。
此外，為了提高整個系統(tǒng)的抗干擾能力，采用正反碼交替?zhèn)魉停串攷}沖發(fā)出后，先傳輸24位反碼數(shù)據(jù)，然后再傳輸24位正碼數(shù)據(jù)。也就是說前24位反碼脈沖序列中，寬度為2mS的脈沖為數(shù)據(jù)“0”，寬度為1mS的脈沖為數(shù)據(jù)“1”。而在后24位正碼數(shù)據(jù)中寬度為2mS的脈沖為數(shù)據(jù)“0”，寬度為1mS的脈沖為數(shù)據(jù)“1”。完成該功能的電路由N7(CD4024)、N17A(D觸發(fā)器CD4013)、N14A(異或門CD4030)、N14B、N8B、N8D組成。發(fā)送前24位反碼數(shù)據(jù)時N14A的1腳為高電平，N14A的2腳的數(shù)據(jù)為“1”時，N14A的三腳輸出低電平，N14B的4腳輸出高電平，門N8D關閉，而N8B打開，寬度為1mS的脈沖輸出；若N14A的2腳的數(shù)據(jù)為“0”時，N14A的三腳輸出高電平，N14B的4腳輸出低電平，門N8D打開，而N8B關閉，寬度為2mS的脈沖輸出。當前24位數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，由計數(shù)器N7發(fā)出脈沖使D觸發(fā)器N17A翻轉，使N14A的1腳為低電平，當數(shù)據(jù)為“1”時，由N14A、N14B控制門N8D打開，傳輸寬度為2mS的脈沖，而門N8B關閉；反之，若數(shù)據(jù)為“0”時，由N14A、N14B控制門N8D關閉，而門N8B打開，傳輸寬度為1mS的脈沖。這樣即完成前24位輸出反碼，后24位輸出正碼的過程。2、并串數(shù)據(jù)的形成原理其核心元件是CD4014(八位并入/串出)移位寄存器，P1——P8為并行數(shù)據(jù)輸入端(P1為低位，P8為高位)，DS為串行輸入端，P/S為并/串轉換端子，CLK為時鐘控制端，Q8為串行輸出端。用三塊CD4014(N11、N12、N13)進行級聯(lián)，從而構成具有24位并行數(shù)據(jù)輸入線的移位寄存器。低八位數(shù)據(jù)送入N13，高八位數(shù)據(jù)送入N12，八位地址碼送入N11(地址碼由跳線T4設置)。水位的變化通過機械編碼器將其轉換為由“0”、“1”組成的并行數(shù)據(jù)碼，由S1端子送入N12及N13的并行輸入端，當數(shù)據(jù)出現(xiàn)在并行數(shù)據(jù)線上時，首先由每一幀數(shù)據(jù)開始時的幀脈沖使P/S端為高電平，并由此脈沖稍加延時后產(chǎn)生的脈沖(此脈沖加在移位寄存器的CLK時鐘端)上升沿作用下，使24位數(shù)據(jù)(其中16位為水位數(shù)據(jù)，8位為地址碼)送入移位寄存器N11、N12、N13中。隨后在控制信號的作用下，幀脈沖過后P/S端變?yōu)榈碗娖?即串出狀態(tài))，同時在時鐘脈沖的作用下使移位寄存器內(nèi)部的24位數(shù)據(jù)由N11的3腳(Q8)串行輸出；N11的3腳輸出的信號另一路送到N13的DS端(串行入端)，這樣在時鐘脈沖的控制下進行正反碼連續(xù)多幀循環(huán)傳送。3、定時控制電路原理該電路的核心部件是由N9(12級二進制計數(shù)器CD4040)、N10(14級二進制計數(shù)器CD4060)、N15或非門(CD4001)、V14、V15等組成。
由時鐘電路產(chǎn)生的32768Hz信號，經(jīng)N10及N9分頻后產(chǎn)生8秒及一分鐘的定時信號，8秒/1分鐘轉換通過跳線T2來完成。當達到定時時間后，N6B(CD4071)的6腳輸出高電平，通過N6A使N2(CD4040)、N4(CD4017)、N7(CD4024)復位，門N3A打開，門N3B、N3C關閉，N3A的9腳輸出幀脈沖，此脈沖送到N4的13腳計數(shù)，使N4的3腳變?yōu)榈碗娖剑?腳為高電平，門N3A關閉，門N3B、N3C打開，開始傳輸數(shù)據(jù)信號。另一路8秒/1分鐘信號通過N18(CD4071)送往N15A、N15B組成的單穩(wěn)態(tài)電路產(chǎn)生發(fā)射脈沖，并由V14、V15輸出開關信號，通過S2的5腳輸出去控制調(diào)頻無線電發(fā)射機的電源，完成無線電發(fā)射。4、調(diào)頻發(fā)射電路調(diào)頻發(fā)射電路見附圖3。調(diào)頻發(fā)射電路采用專用發(fā)射組件F150A，發(fā)射頻率在150MHz頻端，射頻功率5瓦，傳輸距離5～10Km。5、交直流供電電路原理交直流供電電路原理圖見附圖4。
220V交流電經(jīng)變壓器變?yōu)?7V，由S1輸入，經(jīng)V1、V2、C1濾波后送入穩(wěn)壓電路N1(三端穩(wěn)壓器LM7812)，其輸出由V9(三極管3DD15D)作容量擴充。輸出的13.8V直流電，一路經(jīng)S2輸出，對發(fā)射機供電及對12V蓄電池充電。另一路再經(jīng)三端穩(wěn)壓器N2(LM7809)、三端穩(wěn)壓器N3(LM7805)穩(wěn)壓，輸出的9V、5V電壓由S3輸出對編碼板供電。當交流電網(wǎng)停電時，12V蓄電池經(jīng)插座S2、N2、N3自動向整機供電。(二)高頻發(fā)射電路工作原理發(fā)射單元電路原理框圖見附圖11。
性能指標載頻頻率頻道1 157.2MHz頻道2 157.324MHz頻偏 5KHz輸出功率 ≥2瓦副載頻 f1＝2048KHz，f2＝4096KHz每幀時間 48mS耗電 電源電壓12伏發(fā)射耗電200毫安發(fā)射電路工作過程如下由編碼單元輸出的發(fā)射指令由S2輸入，經(jīng)電子開關V13、V14、V15去控制高頻功放發(fā)射電路。數(shù)據(jù)信號由S1輸入，經(jīng)V12放大加重提升高頻成分，對本振調(diào)頻。本振由晶振、V7、變?nèi)荻躒11組成。本振信號經(jīng)V6三倍頻，再經(jīng)V5三倍頻形成超高頻信號。該信號經(jīng)V4放大、V3推動、V1高頻功放，最后經(jīng)濾波電路濾除二、三次諧波后由天線發(fā)射出去。(三)無線接收電路工作原理性能指標靈敏度 ≤1.5微伏一中頻 10.7MHz二中頻 465KHz
耗電 12伏供電電流150mA無線接收單元原理框圖見附圖9。電路圖見附圖5。
工作過程天線收到的高頻信號先經(jīng)V1、V2放大送入V3基極，一本振由V6、晶振組成。一本振信號經(jīng)V5三倍頻，再經(jīng)V4三倍頻后送入V3發(fā)射極，與高頻信號進行混頻。從V3集電極取出10.7MHz中頻信號，進入V10放大，然后由N2進行第二次變頻，二本振頻率10.235MHz，二中頻為465KHz。由N1內(nèi)部的鑒頻電路解出低頻信號，經(jīng)去加重電路后由N2進行放大輸出。(四)接收及解碼電路工作原理解碼電路由以下幾部分組成調(diào)頻接收電路、解碼電路、大屏幕顯示屏及電路、交直流供電電路。接收電路見附圖5，解碼電路見附圖6，電源電路與發(fā)射端相同見附圖4。
1、調(diào)頻接收電路原理調(diào)頻接收電路采用專用調(diào)頻接收組件F150B，頻率在150Mz頻段，靈敏度25uV。接收電路見附圖4。
2、解碼電路原理解碼單元電路原理框圖見附圖12。電路圖見附圖6。
解碼電路由一次解調(diào)電路(即將頻率鍵控信號還原為寬窄脈沖序列)、二次解調(diào)電路、脈沖計數(shù)電路、數(shù)據(jù)串/并轉換電路、數(shù)據(jù)鎖存電路及數(shù)據(jù)檢驗電路、邏輯電平轉換及驅(qū)動電路組成。
(1)一次解調(diào)電路調(diào)頻接收機輸出的低頻信號由解碼板上的S1輸入。經(jīng)R1、R2、C1、C2、C3組成的濾波電路濾除干擾后送入選頻放大電路，選頻放大電路由R3、R4、R5、C4、C7、V1及諧振回路L1、C5組成。放大后的信號先經(jīng)V2、V3雙向限幅以濾除幅度干擾信號，再經(jīng)V3進行二次限幅放大。C9、R8、V5為微分電路，微分后的信號經(jīng)過V6、V7組成的單穩(wěn)態(tài)電路變換為寬窄不同的矩形脈沖。再由V8、V9、R14、R15、C12、V10、V11、R16、R17、C13組成的二級鑒寬電路將鍵控信號還原為寬窄(即“1”、“0”)脈沖序列，由V12、V13進行整形，最后送入二次解調(diào)電路。
(2)二次解調(diào)電路該電路由三路脈沖鑒寬電路組成。信號先經(jīng)施密態(tài)觸發(fā)反相器N1F、N1E進一步整形，然后送入三路脈沖鑒寬電路。第一路鑒寬電路由N3D、V14 、R25、C19、N1D、N1C、C20、R26、N1B組成，只有寬度為4mS的幀脈沖才能通過該部分電路，“1”、“0”脈沖不能通過。當鑒別出幀脈沖后，使D觸發(fā)器N2A翻轉，從而打開門N3C，使隨后到來的“1”、“0”數(shù)據(jù)信號能順利通過門N3C。第二路脈沖鑒寬電路由施密態(tài)觸發(fā)反相器N4F、N4E、V15、R27、C21組成。該部分電路能夠鑒別出“1”、“0”脈沖，再由C22、R28、V16、R29微分及N4B、V17、R30、C23、N4C、C24、R31、N4D進行延時，延時后的信號一路送往脈沖計數(shù)電路N7(CD4024)，另一路送往移位寄存器作為移位時鐘(即“1”、“0”脈沖取樣)。第三路脈沖鑒寬電路由N6F、N6E、V34、R32、C25、N6A、V35、R33、C26、N6B組成，該電路只能通過寬度為2mS信號，1mS信號不能通過。該信號經(jīng)異或門N23A (CD4030)后作為數(shù)據(jù)信號送往移位寄存器的數(shù)據(jù)串行輸入端。
(3)脈沖計數(shù)電路脈沖計數(shù)電路由N5(7級二進制計數(shù)器CD4024)、N3A(CD4081)、N3B(CD4081)、N22A(CD4081)、N8A(CD4013)、N23B(CD4030)組成。接收1---24位反碼數(shù)據(jù)時N23A的2腳為高電平，24位反碼數(shù)據(jù)經(jīng)過門N23A后即變?yōu)檎a數(shù)據(jù)。接收24---48位正碼數(shù)據(jù)時N23A的2腳為低電平，24位正碼數(shù)據(jù)將順利通過門N23A。48位正反碼數(shù)據(jù)傳輸結束后由N3A的3腳輸出數(shù)據(jù)鎖存控制信號。
(4)數(shù)據(jù)串/并轉換電路數(shù)據(jù)串/并轉換電路是解碼電路的核心部分，它由雙四位串入并出移位寄存器(CD4015)N9、N10、N11組成。在時鐘脈沖CLK的作用下，將串行數(shù)據(jù)變換為并行輸出。最后送到數(shù)據(jù)檢驗電路及數(shù)據(jù)鎖存電路。
(5)數(shù)據(jù)鎖存電路及數(shù)據(jù)檢驗電路數(shù)據(jù)檢驗電路由數(shù)字比較器(CD4585)N12、N13、N14、N15、N16、N17進行級聯(lián)，從而形成24位數(shù)據(jù)比較電路。第1---24位反碼數(shù)據(jù)變換為正碼后，與后24位正碼數(shù)據(jù)同時送入比較器，當前后數(shù)據(jù)一致時說明數(shù)據(jù)傳輸無誤，末級數(shù)字比較器N17的3腳將輸出高電平脈沖。
數(shù)據(jù)鎖存電路由八位數(shù)據(jù)鎖存器(74HC374)N18、N19、N20、N21組成。前24位數(shù)據(jù)傳送結束后，由N5、N3B、N22A、N8A、N23B產(chǎn)生控制信號，使移位寄存器中的數(shù)據(jù)送入N18及N19鎖存起來。當后24位數(shù)據(jù)傳輸結束后，由N5、N3A產(chǎn)生高電平信號，該信號加在N22B(四與門CD4081)的6腳。如果數(shù)據(jù)傳輸無誤，儲存在N18及N19中的錢24位數(shù)據(jù)應該與移位寄存器中的后24位數(shù)據(jù)相同，這48位數(shù)據(jù)都加在數(shù)字比較器中，前后數(shù)據(jù)相同時在N17的3腳將輸出上跳變脈沖，此脈沖將通過與門N22B加在數(shù)據(jù)鎖存器N20及N21上，那么正確的數(shù)據(jù)將存入末級鎖存器N20及N21中。
(6)邏輯電平轉換及驅(qū)動電路邏輯電平轉換及驅(qū)動電路由R49---R64、V18---V33(三極管2N5551)組成。該電路將數(shù)據(jù)鎖存器輸出端的數(shù)據(jù)反相并轉換為TTL電平，從S4端子輸出。其輸出信號一路送往大屏幕顯示電路，另一路送往固態(tài)存儲器進行長時間存儲。
三、大屏幕顯示電路大屏幕顯示驅(qū)動電路見附圖7。顯示驅(qū)動電路由V1----V23(三極管2N5551)、電阻R1---R73組成。最后數(shù)據(jù)信號5位LED數(shù)字顯示管發(fā)光顯示。
四、無線遠傳水位計的安裝及調(diào)試(一)機械編碼器的安裝機械編碼器要安裝在井臺上，機械編碼器底部的四角有四個小孔，可插螺拴，用四個螺絲釘固定在井臺上。注意在安裝浮子與平衡錘的鋼絞線時應避免鋼絞線在井臺下的部分絞在一起。其安裝示意圖見圖1。機械編碼器1、固定孔2、井臺3、鋼絞線4、井壁5、平衡錘6、浮子7、水面8、十九線電纜插座9、編碼發(fā)射端機10。
安裝完畢，用手拉著浮子上的鋼絞線，轉動水位輪，使機械編碼器上的數(shù)字與當前水位數(shù)值相符(或者加上一個固定常數(shù)后相等)(二)編碼發(fā)射端機LEG-A的安裝將面板的電源開關撥至“關”位置。將十九線電纜線插頭一端擰在機械編碼器上，另一端擰在編碼發(fā)射機上。固定好天線，將天線饋線插頭插入編碼發(fā)射端機上的天線座上并擰緊。
(三)接收解碼端機LEG-B的安裝將面板的電源開關撥至“關”位置。關掉顯示屏上的電源。將十九線電纜線插頭一端擰在解碼端機上，另一端擰在固態(tài)存儲器上。將大屏幕顯示屏的信號電纜與解碼端機相連。固定好接收天線(可以放置在桌面上)，將天線饋線插頭插入編碼發(fā)射端機上的天線座上并擰緊。第二種接法是將解碼端機與大屏幕顯示屏直接用十九線電纜聯(lián)接到一起。
(四)聯(lián)合調(diào)試分別將發(fā)射端機及接收端機與12伏蓄電池相連，注意一定要將紅色的鱷雨夾與蓄電池的正級相連，黑色的鱷雨夾與蓄電池的負級相連，不能接錯，否則儀器將不能正常工作。兩個端機撥到同一頻道，插上交流電源開關即可進入工作狀態(tài)。將固態(tài)存儲器后部的開關向下扳動，設置好參數(shù)(日期、碼制、水位常數(shù)等)后再把開關向上扳，此時在固態(tài)存儲器或者大屏幕顯示屏上即可看到當前水位數(shù)值。
(五)維修及保養(yǎng)使用中要定期測量兩端的蓄電池電壓及220伏交流電壓，若發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)乃慌c人工觀讀的水位超出允許范圍，應檢查兩端機機箱上的0.5安保險絲是否燒斷，有無220伏交流電源以及蓄電池是否失效。若是保險絲管熔斷，應先關掉220伏交流電源及12伏蓄電池電源，更換說明書中給定的相應數(shù)值的保險絲管。
權利要求1.一種大屏幕數(shù)字式無線遠傳水位計，包括發(fā)射裝置和接收裝置，其特征是發(fā)射裝置包括浮子、平衡錘、機械編碼器、蓄電池、編碼發(fā)射電路及發(fā)射天線；接收裝置包括接收天線、蓄電池、解碼接收電路以及與之對接的南京產(chǎn)固態(tài)存儲器、大屏幕發(fā)光數(shù)字顯示屏；機械編碼器，通過浮子和平衡錘將水位變化轉換為BCD碼或格雷碼，并直接在機械編碼器上顯示出水位數(shù)據(jù)；由編碼發(fā)射電路組成的編碼發(fā)射裝置與機械編碼器對接，將并行BCD碼或格雷碼轉換為串行信號，送到調(diào)頻發(fā)射電路，向空中發(fā)射；當接收裝置收到信號后，先解調(diào)出低頻信號，再送入解碼電路，解碼電路先將頻率鍵控信號解調(diào)為二進制串行脈沖序列，再經(jīng)串并轉換及校驗，待數(shù)據(jù)完全無誤后送入寄存器存儲及壁掛式大屏幕顯示，并通過并口與南京產(chǎn)固態(tài)存儲器對接，對數(shù)據(jù)進行長時間記錄及統(tǒng)計。
2.根據(jù)權利要求1所述的大屏幕數(shù)字式無線遠傳水位計，其特征是上述的編碼發(fā)射電路由時鐘脈沖發(fā)生器、同步脈沖及數(shù)據(jù)脈沖形成電路、頻率鍵控電路、定時電路、數(shù)據(jù)并/串轉換電路、調(diào)頻發(fā)射電路和交直流供電電路組成；編碼發(fā)射電路先將并行BCD碼或格雷碼轉換為串行信號，并采用FM-FSK一寬窄脈沖編碼的程式，即數(shù)據(jù)“1”、“0”由寬窄脈沖編碼，脈沖對副載頻的調(diào)制采用頻率鍵控(FSK)形式，副載頻再對載頻調(diào)頻(FM)；對采集到的數(shù)據(jù)信號，加入同步信號及校驗信號，先進行頻率鍵控調(diào)制，再送到調(diào)頻發(fā)射電路，向空中發(fā)射。
3.根據(jù)權利要求1所述的大屏幕數(shù)字式無線遠傳水位計，其特征是上述的解碼接收電路由調(diào)頻接收電路、解碼電路、大屏幕顯示屏及電路、交直流供電電路組成；當接收機收到信號后，先解調(diào)出低頻信號，再送入解碼電路，解碼電路先將頻率鍵控信號解調(diào)為二進制串行脈沖序列，再經(jīng)串并轉換及校驗，待數(shù)據(jù)完全無誤后送入寄存器存儲及壁掛式大屏幕顯示，并通過并口與南京產(chǎn)固態(tài)存儲器對接，對數(shù)據(jù)進行長時間記錄及統(tǒng)計。
4.根據(jù)權利要求2所述的大屏幕數(shù)字式無線遠傳水位計，其特征是上述的時鐘脈沖發(fā)生器、同步脈沖及數(shù)據(jù)脈沖形成電路由施密特觸發(fā)反相器N1E、N1F、R1、R2、C1、C2、C3、32768Hz晶振組成的振蕩器產(chǎn)生；振蕩器輸出的信號送入N2的10腳，N2是十二級二分頻電路，由N2分頻得到各種脈沖，從它的6、5、2、4、13腳分別輸出4096Hz、2048Hz、1024Hz、512Hz、256Hz、128Hz的脈沖。128Hz信號經(jīng)N3的第9腳輸出，其脈沖寬度為4mS，用來作幀同步脈沖，256Hz信號由N3的第6腳輸出，脈沖寬度為2mS，用它作數(shù)據(jù)“1”的脈沖，該信號另一路送往N7進行脈沖個數(shù)統(tǒng)計，當一幀數(shù)據(jù)傳送完畢時由N7發(fā)出信號關閉門N3A、N3B、及N3C；N3輸出的第三路信號經(jīng)N1A反相器檢測其下降沿作為移位寄存器的時鐘脈沖；512Hz信號由N3的第10腳輸出，經(jīng)N14及N8的第10腳輸出，寬度為1mS，用它作數(shù)據(jù)“0”的脈沖；N8B及N8D為“1”、“0”脈沖控制門，當N14A的3腳輸出的數(shù)據(jù)為“1”時，N8D門打開，N8D的11腳將輸出脈沖寬度為2mS的數(shù)據(jù)“1”脈沖，當N14A的3腳輸出的數(shù)據(jù)為“0”時，N8B門打開，N8B的第4腳將輸出脈沖寬度為1mS的數(shù)據(jù)“0”脈沖，幀脈沖、“1”脈沖及“0”脈沖經(jīng)N6C迭加混合，從其第10腳輸出串行脈沖序列。送到N5進行頻率鍵控調(diào)制，由N5的第10腳輸出完整的脈沖序列。最后送入調(diào)頻無線電發(fā)射組件，完成調(diào)制及發(fā)射。
5.根據(jù)權利要求2所述的大屏幕數(shù)字式無線遠傳水位計，其特征是上述的定時電路由N9、N10、N15或非門、V14、V15等組成；由時鐘電路產(chǎn)生的32768Hz信號，經(jīng)N10及N9分頻后產(chǎn)生8秒及一分鐘的定時信號，8秒/1分鐘轉換通過跳線T2來完成，當達到定時時間后，N6B的6腳輸出高電平，通過N6A使N2、N4、N7復位，門N3A打開，門N3B、N3C關閉，N3A的9腳輸出幀脈沖，此脈沖送到N4的13腳計數(shù)，使N4的3腳變?yōu)榈碗娖剑?腳為高電平，門N3A關閉，門N3B、N3C打開，開始傳輸數(shù)據(jù)信號；另一路8秒/1分鐘信號通過N18送往N15A、N15B組成的單穩(wěn)態(tài)電路產(chǎn)生發(fā)射脈沖，并由V14、V15輸出開關信號，通過S2的5腳輸出去控制調(diào)頻無線電發(fā)射機的電源，完成無線電發(fā)射。
6.根據(jù)權利要求3所述的大屏幕數(shù)字式無線遠傳水位計，其特征是上述的解碼電路由一次解調(diào)電路、二次解調(diào)電路、脈沖計數(shù)電路、數(shù)據(jù)串/并轉換電路、數(shù)據(jù)鎖存電路及數(shù)據(jù)檢驗電路、邏輯電平轉換及驅(qū)動電路組成；一次解調(diào)電路將調(diào)頻接收機輸出的低頻信號由解碼板上的S1輸入，經(jīng)R1、R2、C1、C2、C3組成的濾波電路濾除干擾后送入選頻放大電路，選頻放大電路由R3、R4、R5、C4、C7、V1及諧振回路L1、C5組成；放大后的信號先經(jīng)V2、V3雙向限幅以濾除幅度干擾信號，再經(jīng)V3進行二次限幅放大，C9、R8、V5為微分電路，微分后的信號經(jīng)過V6、V7組成的單穩(wěn)態(tài)電路變換為寬窄不同的矩形脈沖，再由V8、V9、R14、R15、C12、V10、V11、R16、R17、C13組成的二級鑒寬電路將鍵控信號還原為寬窄脈沖序列，由V12、V13進行整形，最后送入二次解調(diào)電路；二次解調(diào)電路由三路脈沖鑒寬電路組成；信號先經(jīng)施密態(tài)觸發(fā)反相器N1F、N1E進一步整形，然后送入三路脈沖鑒寬電路，第一路鑒寬電路由N3D、V14、R25、C19、N1D、N1C、C20、R26、N1B組成，只有寬度為4mS的幀脈沖才能通過該部分電路，“1”、“0”脈沖不能通過，當鑒別出幀脈沖后，使D觸發(fā)器N2A翻轉，從而打開門N3C，使隨后到來的“1”、“0”數(shù)據(jù)信號能順利通過門N3C，第二路脈沖鑒寬電路由施密態(tài)觸發(fā)反相器N4F、N4E、V15、R27、C21組成。該部分電路能夠鑒別出“1”、“0”脈沖，再由C22、R28、V16、R29微分及N4B、V17、R30、C23、N4C、C24、R31、N4D進行延時，延時后的信號一路送往脈沖計數(shù)電路N7(CD4024)，另一路送往移位寄存器作為移位時鐘，第三路脈沖鑒寬電路由N6F、N6E、V34、R32、C25、N6A、V35、R33、C26、N6B組成，該電路只能通過寬度為2mS信號，1mS信號不能通過，該信號經(jīng)異或門N23A后作為數(shù)據(jù)信號送往移位寄存器的數(shù)據(jù)串行輸入端。
7.根據(jù)權利要求6所述的大屏幕數(shù)字式無線遠傳水位計，其特征是上述的脈沖計數(shù)電路由N5、N3A、N3B、N22A、N8A、N23B組成；接收1---24位反碼數(shù)據(jù)時N23A的2腳為高電平，24位反碼數(shù)據(jù)經(jīng)過門N23A后即變?yōu)檎a數(shù)據(jù)；接收24---48位正碼數(shù)據(jù)時N23A的2腳為低電平，24位正碼數(shù)據(jù)將順利通過門N23A；48位正反碼數(shù)據(jù)傳輸結束后由N3A的3腳輸出數(shù)據(jù)鎖存控制信號。
8.根據(jù)權利要求6所述的大屏幕數(shù)字式無線遠傳水位計，其特征是上述的數(shù)據(jù)檢驗電路由數(shù)字比較器N12、N13、N14、N15、N16、N17進行級聯(lián)，從而形成24位數(shù)據(jù)比較電路；第1---24位反碼數(shù)據(jù)變換為正碼后，與后24位正碼數(shù)據(jù)同時送入比較器，當前后數(shù)據(jù)一致時說明數(shù)據(jù)傳輸無誤，末級數(shù)字比較器N17的3腳將輸出高電平脈沖；數(shù)據(jù)鎖存電路由八位數(shù)據(jù)鎖存器N18、N19、N20、N21組成，前24位數(shù)據(jù)傳送結束后，由N5、N3B、N22A、N8A、N23B產(chǎn)生控制信號，使移位寄存器中的數(shù)據(jù)送入N18及N19鎖存起來，當后24位數(shù)據(jù)傳輸結束后，由N5、N3A產(chǎn)生高電平信號，該信號加在N22B的6腳，如果數(shù)據(jù)傳輸無誤，儲存在N18及N19中的錢24位數(shù)據(jù)應該與移位寄存器中的后24位數(shù)據(jù)相同，這48位數(shù)據(jù)都加在數(shù)字比較器中，前后數(shù)據(jù)相同時在N17的3腳將輸出上跳變脈沖，此脈沖將通過與門N22B加在數(shù)據(jù)鎖存器N20及N21上，那么正確的數(shù)據(jù)將存入末級鎖存器N20及N21中。
9.根據(jù)權利要求6所述的大屏幕數(shù)字式無線遠傳水位計，其特征是上述的邏輯電平轉換及驅(qū)動電路由R49---R64、V18---V33組成；該電路將數(shù)據(jù)鎖存器輸出端的數(shù)據(jù)反相并轉換為TTL電平，從S4端子輸出，其輸出信號一路送往大屏幕顯示電路，另一路送往固態(tài)存儲器進行長時間存儲。
10.根據(jù)權利要求6所述的大屏幕數(shù)字式無線遠傳水位計，其特征是上述的數(shù)據(jù)串/并轉換電路由雙四位串入并出移位寄存器N9、N10、N11組成；在時鐘脈沖CLK的作用下，將串行數(shù)據(jù)變換為并行輸出，最后送到數(shù)據(jù)檢驗電路及數(shù)據(jù)鎖存電路。
專利摘要本實用新型公開了一種大屏幕數(shù)字式無線遠傳水位計，包括發(fā)射裝置和接收裝置，發(fā)射裝置包括浮子、平衡錘、機械編碼器、蓄電池、編碼發(fā)射電路及發(fā)射天線；接收裝置包括接收天線、蓄電池、解碼接收電路以及與之對接的南京產(chǎn)固態(tài)存儲器、大屏幕發(fā)光數(shù)字顯示屏；機械編碼器，通過浮子和平衡錘將水位變化轉換為BCD碼或格雷碼，并直接在機械編碼器上顯示出水位數(shù)據(jù)；由編碼發(fā)射電路組成的編碼發(fā)射裝置與機械編碼器對接，將并行BCD碼或格雷碼轉換為串行信號，送到調(diào)頻發(fā)射電路，向空中發(fā)射；本實用新型的技術方案是通過無線電的方式，將水位讀數(shù)進行實時采集、編碼、調(diào)制、放大、通過無線電向空中發(fā)射，經(jīng)接收機接收、解調(diào)、解碼在大屏幕上時實、直觀的顯示出來。最后與南京產(chǎn)的固態(tài)存儲器對接，實現(xiàn)水位數(shù)據(jù)的顯示以及長歷時存儲。達到觀測人員足不出戶即可在辦公室內(nèi)察看實時水位，通覽水情現(xiàn)狀。
文檔編號G01F23/00GK2597960SQ03235308
公開日2004年1月7日 申請日期2003年1月20日 優(yōu)先權日2003年1月20日
發(fā)明者胡成年, 王靖華, 趙新智, 王林, 王立軍, 趙恩來, 范憶先 申請人:河南省水文水資源局