本實用新型屬于氣象水文監(jiān)測技術領域，尤其是一種無線雨量報警系統(tǒng)。

背景技術：

近年來，受特殊的自然地理環(huán)境、極端災害性天氣以及經(jīng)濟社會活動等多種因素的共同影響，各大山丘區(qū)洪水、泥石流、滑坡災害頻發(fā)，造成的人員傷亡、財產(chǎn)損失和基礎設施損毀、生態(tài)環(huán)境破壞十分嚴重。山洪災害已經(jīng)成為我國防洪減災工作中亟待解決的突出問題，加快山洪災害防治是關系經(jīng)濟社會發(fā)展全局的一項重大而緊迫的任務。山洪災害頻繁發(fā)生，提前預知并盡快轉移，減少人員傷亡及財產(chǎn)損失成為重中之重。

雨量報警器是一種可以提前預知災害性降水天氣的監(jiān)測儀器。其通過對降水的實時監(jiān)測，并根據(jù)當?shù)亟邓觇b的相關數(shù)據(jù)，可自動判斷出是否提示預警并給出相應預警類型及等級。因此通過使用雨量報警器可以有效地幫助我們盡可能減少災害性降水帶來人員、財產(chǎn)損失，是廣大基層縣、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、村、水庫防洪應急的有效預警裝備。

目前市場上大多數(shù)雨量報警系統(tǒng)產(chǎn)品都是采用有線傳輸方式。如圖2所示，該系統(tǒng)通常由雨量報警器和翻斗式雨量傳感器通過信號電纜構成。正常工作時，翻斗式雨量傳感器通過信號線纜把導通脈沖直接傳輸至雨量報警器，雨量報警器以一定規(guī)則對脈沖信號個數(shù)進行統(tǒng)計和存儲,并在達到預設定的報警條件時發(fā)出報警。雖然采用上述有線傳輸在產(chǎn)品設計過程中更加容易，但是，有線傳輸方式在安裝布線的過程中會比較復雜，在遠距離傳輸時會因為需要布置較長的信號線纜而導致安裝成本的增加，同時也增加了系統(tǒng)發(fā)生故障的概率。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種設計合理、可靠性高且安裝使用方便的無線雨量報警系統(tǒng)。

本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的：

一種無線雨量報警系統(tǒng)，包括室內雨量報警裝置和室外雨量檢測裝置，所述室內雨量報警裝置與室外雨量檢測裝置通過433MHz頻段信號連接在一起，所述室外雨量檢測裝置與雨量傳感器連接在一起。

所述室內雨量報警裝置包括充電電池、電池充電管理芯片、穩(wěn)壓芯片、語音功率放大器芯片及揚聲器、FLASH數(shù)據(jù)存儲器、微控制器、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、時鐘模塊、液晶顯示屏和按鍵；所述微控制器分別與充電電池、穩(wěn)壓芯片、語音功率放大器芯片、FLASH數(shù)據(jù)存儲器、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、時鐘模塊、液晶顯示屏和按鍵相連接，所述穩(wěn)壓芯片和充電電池均與電池充電管理模塊相連接，該電池充電管理模塊通過AC-DC充電器連接220V交流電源，所述語音功率放大器芯片連接揚聲器并通過揚聲器進行播放。

所述微控制器還連接一GSM短信模塊，該GSM短信模塊采用SIM900A GSM/GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。

所述微控制器采用STM8L152C6T6單片機，所述充電電池采用4000mAH大容量鋰電池，所述充電管理芯片采用TP4056充電管理芯片，所述穩(wěn)壓芯片采用HT7533線性電源穩(wěn)壓芯片；所述語音功率放大器芯片采用NV020語音播放專用芯片；所述揚聲器采用3W 8Ω紙盆揚聲器；所述FLASH數(shù)據(jù)存儲器采用AT45DB161D芯片，所述時鐘模塊采用DS1302時鐘專用芯片；所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊采用具有高發(fā)射功率和高接收靈敏度的433MHz無線數(shù)傳模塊；所述液晶顯示屏采用128×64點陣式單色液晶顯示屏。

所述室外雨量檢測裝置包括太陽能電池板、太陽能充電管理芯片、穩(wěn)壓芯片、蓄電池、微控制器、翻斗式雨量傳感器、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述太陽能電池板分別與太陽能充電管理芯片、穩(wěn)壓芯片相連接，所述太陽能充電管理芯片通過蓄電池與穩(wěn)壓芯片相連接，該穩(wěn)壓芯片連接微控制器為其供電，該微控制器分別與翻斗式雨量傳感器、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊相連接。

所述微控制器采用STM8L051F3P6單片機，所述太陽能電池板采用18V 5W多晶硅電池板；所述太陽能充電管理芯片采用CN3722降壓模式充電管理集成電路；所述穩(wěn)壓芯片采用HT7533穩(wěn)壓芯片；所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊采用433MHz無線數(shù)傳模塊；所述蓄電池采用12V 1Ah鉛酸蓄電池。

所述雨量傳感器為翻斗式雨量傳感器。

本實用新型的優(yōu)點和積極效果是：

1、本實用新型的室外雨量檢測裝置與室內雨量報警裝置之間采用ISM頻段的無線射頻信號進行雨量監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸，室內雨量報警裝置安裝位置可靈活選擇，具有安裝簡單、安裝成本低的特點。

2、本實用新型供電便利：室內雨量報警裝置內置可充電電池，并可同時使用外部DC 5V電源適配器供電和對內置電池充電；室外雨量檢測裝置使用“太陽能+蓄電池”的雙電源的供電方案，可以有效保證設備得到長期、穩(wěn)定的電源供應。

3、本實用新型直觀性強：可隨時從室內雨量報警裝置液晶顯示屏上獲取實時降雨量、報警類型、報警級別、歷史雨量值查詢等信息。

4、本實用新型可進行4個時段下的、每個時段三個等級的報警雨量值設置，其應用方式靈活。

5、本實用新型可實現(xiàn)24小時自動化觀測、發(fā)生情況自動報警功能，從而在很大程度上提高了工作效率也減少了人工觀測上的失誤，方便有關人員即時了解情況提前做好應急準備。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體系統(tǒng)連接示意圖；

圖2是傳統(tǒng)的有線雨量報警器系統(tǒng)構成示意圖；

圖3是本實用新型的室內雨量報警裝置電路方框圖；

圖4是本實用新型的室外雨量檢測裝置電路方框圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述：

一種無線雨量報警系統(tǒng)，如圖1所示，包括室內雨量報警裝置和室外雨量檢測裝置，室內雨量報警裝置和室外雨量檢測裝置通過433MHz頻段無線方式連接在一起，室外雨量檢測裝置與雨量傳感器連接在一起。本系統(tǒng)在進行433MHz頻段(ISM頻段)進行雨量監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸時，采用了信道頻分復用技術并使用“應答/重發(fā)機制”通信協(xié)議以保證通信的可靠性。在本實施例中，雨量傳感器采用翻斗式雨量傳感器，在實際使用過程中，隨著降雨過程的持續(xù)累積，當翻斗式雨量傳感器的計量翻斗內的雨水盛積到一定數(shù)量值時，會帶動計量翻斗產(chǎn)生翻轉。而安裝在計數(shù)翻斗中部的磁鋼會觸發(fā)磁鋼上端的干簧管，導致干簧接點因磁化而瞬間閉合一次，同時在電路中產(chǎn)生一個導通脈沖。因此在一定的時間段內，根據(jù)產(chǎn)生導通脈沖的數(shù)量就可以換算出這段時間內發(fā)生的降雨量。當室外雨量檢測裝置收到上述脈沖信號后按規(guī)則進行統(tǒng)計，達到發(fā)報條件時就將雨量增量通過無線通信的方式傳輸給室內雨量報警裝置。室內雨量報警裝置將接收到雨量增量數(shù)據(jù)進行處理、存儲，并在顯示屏上實時顯示。當達到預設定的報警條件時，室內雨量報警裝置就會發(fā)出報警聲，提示相關人員引起注意。

如圖3所示，室內雨量報警裝置包括充電電池、電池充電管理芯片、穩(wěn)壓芯片、語音功率放大器芯片及揚聲器、大容量FLASH數(shù)據(jù)存儲器、微控制器、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、時鐘模塊、液晶顯示屏、按鍵和GSM短信模塊。所述微控制器分別與充電電池、穩(wěn)壓芯片、語音功率放大器芯片、大容量FLASH數(shù)據(jù)存儲器、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、時鐘模塊、液晶顯示屏、按鍵和GSM短信模塊相連接，所述穩(wěn)壓芯片和充電電池均與電池充電管理模塊相連接，該電池充電管理模塊通過AC-DC充電器(DC 5V電源適配器)連接220V交流電源，220V交流電源經(jīng)AC-DC充電器得到直流5V并連接到電池管理芯片。所述語音功率放大器芯片連接揚聲器并通過揚聲器進行播放。在本實施例中，微控制器采用ST公司STM8L152C6T6單片機，其片內不僅集成有豐富的存儲資源，而且還集成有各種實用的通信接口；充電電池選用4000mAH大容量鋰電池；充電管理芯片采用TP4056充電管理芯片，由于內部采用了PMOSFET架構，加上防倒充電路，所以充電電路不需要外部添加隔離二極管；穩(wěn)壓芯片采用HT7533線性電源穩(wěn)壓芯片；語音功率放大器芯片采用NV020語音播放專用芯片；揚聲器采用3W 8Ω紙盆揚聲器；FLASH數(shù)據(jù)存儲器采用AT45DB161D芯片，其擁有2MB容量，每頁512B，適合微控制器配合使用；時鐘模塊采用DS1302時鐘專用芯片；無線數(shù)據(jù)傳輸模塊采用具有高發(fā)射功率和高接收靈敏度的433MHz無線數(shù)傳模塊；液晶顯示屏采用128×64點陣式單色液晶顯示屏；GSM短信模塊采用SIM900A GSM/GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。

如圖4所示，室外雨量檢測裝置包括太陽能電池板、太陽能充電管理芯片、穩(wěn)壓芯片、蓄電池、微控制器、翻斗式雨量傳感器、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。所述太陽能電池板分別與太陽能充電管理芯片、穩(wěn)壓芯片相連接，所述太陽能充電管理芯片通過蓄電池與穩(wěn)壓芯片相連接，該穩(wěn)壓芯片連接微控制器為其供電，該微控制器分別與翻斗式雨量傳感器、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊相連接。在本實施例中，微控制器采用ST公司低功耗單片機STM8L051F3P6，具有8KB FLASH和1KB RAM存儲器；太陽能電池板采用18V 5W多晶硅電池板；太陽能充電管理芯片采用CN3722降壓模式充電管理集成電路；穩(wěn)壓芯片采用和室內雨量報警裝置相同的HT7533穩(wěn)壓芯片；無線數(shù)據(jù)傳輸模塊采用和室內雨量報警裝置相同的433MHz無線數(shù)傳模塊；蓄電池采用12V 1Ah鉛酸蓄電池。由于室外雨量檢測裝置，最大大的能耗源是無線通信模塊，因此我們令該模塊盡可能多的處于休眠狀態(tài)，只在需要通信時進行喚醒，從而最大程度地節(jié)省能耗。

本系統(tǒng)的工作過程為：室內雨量報警裝置平時處于休眠狀態(tài)，每分鐘從休眠中喚醒一次，喚醒時通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊向室外雨量檢測裝置發(fā)出數(shù)據(jù)請求信號，然后接收室外雨量檢測裝置發(fā)送的雨量數(shù)據(jù)并進行存儲。室內雨量報警裝置配備的液晶顯示屏可以顯示實時雨量數(shù)據(jù)，也可供顯示用戶查詢的歷史數(shù)據(jù)；用戶可以自主設置雨量報警線數(shù)量值，系統(tǒng)會根據(jù)具體設定的報警線數(shù)量值，在滿足報警條件時進行報警，并有聲光報警提示。室外雨量檢測裝置平時也處于休眠狀態(tài)，休眠的同時會對翻斗式雨量傳感器發(fā)出的、代表一定雨量值的脈沖信號進行實時監(jiān)測并以一定規(guī)則進行統(tǒng)計；當收到室內雨量報警裝置發(fā)出的數(shù)據(jù)請求信號時，室外雨量檢測裝置被喚醒，喚醒后再向室內雨量報警裝置發(fā)出其需要的雨量數(shù)據(jù)。

需要強調的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型包括并不限于具體實施方式中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據(jù)本實用新型的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型保護的范圍。