本發(fā)明涉及水情遙測站監(jiān)測領(lǐng)域，特別涉及一種基于FPGA技術(shù)的RS232串口轉(zhuǎn)VGA圖像顯示裝置。

背景技術(shù)：

在水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)中，水位遙測站能夠采集水位、流量、雨量、氣象等數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)通過短信/GPRS信道、PSIN信道、北斗衛(wèi)星等發(fā)給中心站，由中心站的軟件系統(tǒng)進(jìn)行分析、評(píng)估，為運(yùn)營提供決策依據(jù)，在水情自動(dòng)測報(bào)遙測系統(tǒng)中，遙測站需要采集水位、流量、雨量氣象等水雨情數(shù)據(jù)。

上述的是對中心站而講的，但是對于每個(gè)遙測站來說，只能夠了解到自己這一個(gè)遙測站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，但是在某些場合，他需要了解不同的兩個(gè)或者多個(gè)遙測站的數(shù)據(jù)，而且需要實(shí)時(shí)性，比如在測量河道流量的情況下，對于閘泵站，就需要同時(shí)知道閘門上游和閘門下游的水位，而目前的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集設(shè)備并沒有這種能夠靈活自動(dòng)將上下游兩套設(shè)備的數(shù)據(jù)同時(shí)顯示在同一個(gè)地點(diǎn)的功能；同時(shí)，在一些防汛重點(diǎn)測站里，需要了解到最重要的幾個(gè)遙測站的數(shù)據(jù)，或者說關(guān)系到防汛安危的最直接相關(guān)的幾個(gè)河道的水位；還有一些重點(diǎn)站，做一些達(dá)標(biāo)建設(shè)，需要能夠?qū)崟r(shí)顯示出遙測站的數(shù)據(jù)，而這些重點(diǎn)站的辦公室一般在遠(yuǎn)離岸邊的地方，而遙測站，一般都是臨河道而建設(shè)的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于FPGA技術(shù)的RS232串口轉(zhuǎn)VGA圖像顯示裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉效果。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種基于FPGA技術(shù)的RS232串口轉(zhuǎn)VGA圖像顯示裝置，包括

信號(hào)接收模塊，通過連接至少一個(gè)遙測站的數(shù)據(jù)采集器，用于接收遙測站輸出的水情信息；

處理模塊，耦接所述信號(hào)接收模塊，所述處理模塊包括ARM單元和FPGA單元，所述ARM單元接收到水情信息并輸送至FPGA單元并控制FPGA將水情信息轉(zhuǎn)換為VGA格式；

顯示屏，耦接于處理模塊，用于顯示水情信息。

通過采用上述技術(shù)方案，利用信號(hào)接收模塊直接連接到附近遙測站的數(shù)據(jù)采集器，采集到的水情信息，而不用從中心站中調(diào)取，經(jīng)過ARM處理，再控制FPGA輸出VGA格式的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)直接在顯示屏上顯示的效果，使整體結(jié)構(gòu)簡單，這樣的話可以使工作人員在任何地方隨時(shí)隨地辦公。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)接收模塊包括無線接入端和/或有線接入端。

通過采用上述技術(shù)方案，多種方式的通信模式，使該裝置能夠適應(yīng)各種環(huán)境。

進(jìn)一步的，所述有線接入端包括RS232接口。

通過采用上述技術(shù)方案，由于遙測站與顯示屏是本地之間通信的，所以較佳的采用RS232接口進(jìn)行通信。

進(jìn)一步的，當(dāng)距離過遠(yuǎn)時(shí)，所述RS232還連接一將所述遙測站與信號(hào)接收模塊通過RS485通信，并且所述RS485與所述RS232接口之間設(shè)置有轉(zhuǎn)換器。

通過采用上述技術(shù)方案，RS232的穩(wěn)定性較高，但是在長距離通信的話RS232便不是這么合適，為了防止數(shù)據(jù)的丟失，采用RS485總線進(jìn)行長距離數(shù)據(jù)傳輸，RS485具有傳輸效率高，抗共模干擾的能力強(qiáng)，并且經(jīng)過轉(zhuǎn)換器將RS485的通信轉(zhuǎn)化為RS232的通信信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述無線通信為電臺(tái)/DTU通信。

通過采用上述技術(shù)方案，由于地理位置原因，可能有些地區(qū)不適合走線，因此設(shè)置有電臺(tái)或DTU進(jìn)行通信。

進(jìn)一步的，該顯示屏還包括SD卡接口。

通過采用上述技術(shù)方案，通過SD卡將遙測站現(xiàn)場的效果圖導(dǎo)入到裝置中，這樣就可以在顯示屏上顯示該效果圖，并且能夠在圖片上標(biāo)注。

進(jìn)一步的，該顯示屏還包括TF卡槽。

通過采用上述技術(shù)方案，通過插入TF卡槽實(shí)現(xiàn)大容量存儲(chǔ)圖片或視頻信息。

進(jìn)一步的，所述ARM單元包括解碼器，所述解碼器按照包頭、包長度、數(shù)據(jù)域的順序來解壓所述水情信息。

通過采用上述技術(shù)方案，在遙測站采集的水情信號(hào)時(shí)要將水情信號(hào)編碼，從而傳輸至該顯示屏，當(dāng)顯示屏接收到水情信息時(shí)，ARM單元要對水情信號(hào)進(jìn)行解碼，按照該方式去解碼便于后期使用。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：利用信號(hào)接收模塊直接連接到附近遙測站的數(shù)據(jù)采集器，采集到的水情信息，而不用從中心站中調(diào)取，經(jīng)過ARM處理，在控制FPGA輸出VGA格式的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)直接在顯示屏上顯示的效果，使整體結(jié)構(gòu)簡單，這樣的話可以使工作人員在任何地方隨時(shí)隨地辦公。

附圖說明

圖1是本實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參照圖1所示，一種基于FPGA技術(shù)的RS232串口轉(zhuǎn)VGA圖像顯示裝置，該顯示裝置連接至少1個(gè)遙測站的數(shù)據(jù)采集器，用于采集雨量、水位、流量等原始數(shù)據(jù)信息，并把這些數(shù)據(jù)通過有線和/或無線的方式將這些原始數(shù)據(jù)信息傳送到顯示屏的輸入端，有線的方式可以根據(jù)實(shí)時(shí)需要采用RS232串口總線連接，如果距離較遠(yuǎn)的話，可以采用通過RS485進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，在通過轉(zhuǎn)換接頭將RS485的信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS232的信號(hào)，在傳送至顯示屏的輸入端，無線的方式可以為電臺(tái)或DTU進(jìn)行通信，該顯示裝置還包括ARM單元和FPGA單元，其中ARM單元設(shè)置為ARM處理器，負(fù)責(zé)解碼接收的原始數(shù)據(jù)，并控制FPGA進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的圖像為用戶定制，可包含區(qū)域介紹、流域圖片、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、水位過程線等，最后FPGA把轉(zhuǎn)換的圖像通過VGA輸出顯示接口接到液晶顯示器上進(jìn)行展示。

現(xiàn)有的大多數(shù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)，都是需要一臺(tái)電腦，需要聯(lián)網(wǎng)，需要一個(gè)顯示器或者液晶電視，需要一個(gè)從中心站數(shù)據(jù)庫抽取數(shù)據(jù)的軟件，將數(shù)據(jù)提取出來，然后再通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到需要顯示的地方，再通過這個(gè)需要顯示的地方的電腦上面的處理軟件，（可能還需要專門開發(fā)的一個(gè)獨(dú)立的軟件）來顯示數(shù)據(jù)，而本方案，采用ARM單元+FPGA單元以及顯示屏的架構(gòu)，在成本上只有現(xiàn)有的方式的四分之一乃至五分之一，具有節(jié)約成本的效果；再看數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，不要從中心站中抽取數(shù)據(jù)，免除了很多故障點(diǎn)，具有高效的效果。

當(dāng)然僅僅只有這些功能的話，采用ARM的話就有寫大材小用了，該ARM處理器可以長期關(guān)注水位變化趨勢和一個(gè)極值（也就是最大最小值，及對應(yīng)出現(xiàn)的時(shí)間，對于潮位站，就是海邊測潮水位的站點(diǎn)，更關(guān)注每天的兩個(gè)高潮兩個(gè)低潮的趨勢和極值），那么我們接收到的數(shù)據(jù)首先一個(gè)功能就是能夠在屏幕上繪制一條完整的過程線，通過FPGA精確的控制像素點(diǎn)繪圖，能夠很完整的顯示出一個(gè)站點(diǎn)或者多個(gè)站點(diǎn)的過程曲線。該顯示屏上還設(shè)置有SD卡接口，將現(xiàn)場的效果圖導(dǎo)入到我們的模塊里的，然后再圖片上顯示的水位，就是實(shí)時(shí)收到的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)更新，每收到一個(gè)新的數(shù)據(jù)，就會(huì)將之前的數(shù)據(jù)刷新掉。

ARM處理器控制RS232串口接收遙測站發(fā)送的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)具有一定的通信格式，該格式為自定義格式：包含包頭、包長度、數(shù)據(jù)域等。ARM處理器按照該格式解碼各個(gè)遙測站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，然后把該數(shù)據(jù)封裝成圖像信息。FPGA實(shí)現(xiàn)圖像信息的VGA接口標(biāo)準(zhǔn)輸出，該接口為使用模擬信號(hào)的電腦顯示標(biāo)準(zhǔn)，通用性強(qiáng)，可支持所有具有VGA接口的顯示器。ARM處理器與FPGA之間使用內(nèi)部并行總線進(jìn)行通信，把需要顯示的圖像信息發(fā)送給FPGA實(shí)現(xiàn)圖像顯示，ARM處理器還自帶有內(nèi)部FLASH，能夠存儲(chǔ)字庫和圖片信息，包括實(shí)時(shí)雨量、水位值、水位差值、水位過程線等。如果需要顯示大容量的圖片或視頻信息，可通過TF卡槽插入TF卡存儲(chǔ)設(shè)備。

對于遙測站上的工作人員，他也有自己的辦公場所，而辦公場所通常不在測量的這個(gè)站房里，而他需要實(shí)時(shí)了解站房里面這些測量儀器和設(shè)備測量到的數(shù)據(jù)，而需要了解這些數(shù)據(jù)在沒有我們模塊的情況下，只能跑到放設(shè)備的站房才能了解的到，或者像前面所說的，有些地方是通過在中心站軟件平臺(tái)上加一個(gè)數(shù)據(jù)抽取軟件，從數(shù)據(jù)庫把所需要的數(shù)據(jù)抽取出來，然后通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到某一個(gè)遙測站的辦公室，然后遙測站的辦公室還需要專門準(zhǔn)備一臺(tái)電腦，同時(shí)電腦上裝有一個(gè)數(shù)據(jù)圖形處理軟件，將這些數(shù)據(jù)顯示或者處理并顯示，而本發(fā)明，通過有線或者無線的集成方式，將小區(qū)域內(nèi)幾個(gè)數(shù)據(jù)采集器所采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到同一個(gè)地點(diǎn)（就是需要了解這些數(shù)據(jù)的某一個(gè)辦公室），然后把他們集中到一起，通過我們的模塊進(jìn)行處理，進(jìn)行分類，進(jìn)行計(jì)算或者緩存，然后統(tǒng)一把這些數(shù)據(jù)顯示在液晶屏或者液晶電視上，實(shí)現(xiàn)了在小區(qū)域內(nèi)幾個(gè)測站數(shù)據(jù)同時(shí)在同一個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行顯示。

本具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。