河流水況監(jiān)測器的制造方法
【專利摘要】一種河流水況監(jiān)測器,它具有:對整機進行控制的單片機系統(tǒng);用于采集雨量、水位信號的信號采集電路;時鐘電路,該電路的輸出端接單片機系統(tǒng);存儲電路,該電路與單片機系統(tǒng)相連;通信電路,該電路與單片機系統(tǒng)相連。采集電路將采集到的雨量、水位信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出到單片機系統(tǒng),單片機系統(tǒng)按照事先設(shè)定的程序?qū)斎氲男盘栠M行運算,當(dāng)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)值大于、等于設(shè)定值,系統(tǒng)會將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過整流濾波后由通信電路輸出。與傳統(tǒng)的河流水況監(jiān)測器相比操作簡單、價格低、誤差小、精度高,既能實現(xiàn)河流渠道水況的實時監(jiān)測,又能實現(xiàn)遠程通信且安全可靠等優(yōu)點。
【專利說明】河流水況監(jiān)測器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于自動控制【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及到自動控制的河流水況監(jiān)測裝置?!颈尘凹夹g(shù)】
[0002]河流水況監(jiān)測包含于水文監(jiān)測,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們生活水平的提高,對我國的水文測報建設(shè)水文監(jiān)測系統(tǒng)的要求也提高,需要其除了提供常規(guī)的雨、水位信息外,還需要其提供更多的其他信息,比如大壩滲壓滲流、地下水位、灌區(qū)水位流量、閘門開度、風(fēng)向風(fēng)速、土壤墑情、溫度濕度甚至是在線水質(zhì)監(jiān)測等參數(shù),這樣測報系統(tǒng)不僅可以為防汛、水利調(diào)度、水環(huán)境管理提供便利,而且還可以為其他應(yīng)用服務(wù)或部門提供更多、更全面、更及時的數(shù)據(jù),給人民的生活、生產(chǎn)帶來更多的便利和效益。
[0003]目前我國的水文自動測報系統(tǒng)因其相關(guān)技術(shù)和資金方面的原因,不僅自動化程度低,精準度差,而且覆蓋面小,普及程度低,難以滿足人們生活的需求。
[0004]MSP430單片機以其功耗低、抗干擾強且精準性高,同時價格又低廉在社會的諸多領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用,若利用MSP430單片機系統(tǒng)設(shè)計,既能實現(xiàn)河流渠道水況的高精度實時監(jiān)測,又能實現(xiàn)遠程通信且安全可靠價格低廉的下位機系統(tǒng)。則使以上問題均以解決,第一時間將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送至上級水文站,為季節(jié)變化及河流防洪預(yù)測做出貢獻。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服上述河流監(jiān)測器的缺點,提供一種成本低、精度高、誤差小、節(jié)約時間并能實現(xiàn)無人實時監(jiān)測的河流監(jiān)測器。
[0006]解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它具有:對整機進行控制的單片機系統(tǒng);用于采集雨量、水位信號的信號采集電路;時鐘電路,該電路的輸出端接單片機系統(tǒng);存儲電路,該電路與單片機系 統(tǒng)相連;通信電路,該電路與單片機系統(tǒng)相連。
[0007]本實用新型的存儲電路為:集成電路U9的5端接集成電路UlO的5端和集成電路Ull的5端并通過電阻R28接集成電路U5的57腳、6端接集成電路UlO的6端和集成電路Ull的6端并通過電阻R29接集成電路U5的57腳、7端接集成電路U5的52腳和集成電路Ull的4腳、8端接集成電路U300的4端并通過線圈L300接集成電路U300的2端、I端和2端以及3端接電容C25的一端和集成電路U300的4端以及通過線圈L300接集成電路U300的2端、4端接電容C25的另一端并通過線圈L301接集成電路U300的3端和5端;集成電路UlO的I端和2端接8端以及集成電路U300的4端和通過線圈L300接集成電路U300的2端、3端和4端通過線圈L301接集成電路U300的3端和5端、7端接二極管D6的負極并通過線圈L301接集成電路U300的3端和5端;集成電路U300的型號為LM2596ADJ,集成電路U5的型號為MSP430F149,集成電路U9和集成電路UlO的型號為24CL64,集成電路Ull的型號為PCF8563。
[0008]本實用新型的通信電路為:集成電路U4的I端口接集成電路U5的35腳和10腳以及插座J8的I端、2端和3端接集成電路U5的34腳和插座J8的2端、4端接集成電路U5的33腳和插座J8的3端、5端接地和集成電路U5的63腳、6端通過電阻Rl2接集成電路U5的17腳并通過電阻R14接電容C18的一端和電阻R24的一端、7端通過電阻R13接集成電路U5的11腳并通過電阻Rll接電容C18的另一端和電阻R25的一端、8端接集成電路U5的58腳和通過整流濾波電路接3.3V電源;電阻R24的另一端接插座J7的I端,電阻R25的另一端接插座J7的2端,線圈L5、線圈L6、電容C16、電容C17、電容C304?電容C307、電容C310?電容C312連接成整流濾波電路,該電路的輸入端接電源電路,為集成電路U4提供穩(wěn)定的電源,插座J7、插座J8輸出監(jiān)測信號;集成電路U4的型號為MAX3485EN,集成電路U5的型號為MSP430F149。
[0009]本實用新型由采集電路將采集到的雨量、水位信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出到單片機系統(tǒng),單片機系統(tǒng)按照事先設(shè)定的程序?qū)斎氲男盘栠M行運算,當(dāng)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)值大于、等于設(shè)定值,系統(tǒng)會將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過整流濾波后由通信電路輸出,最后由存儲電路對整個過程參數(shù)及處理結(jié)果進行儲存。本實用新型與傳統(tǒng)的河流水況監(jiān)測器相比操作簡單、價格低、誤差小、精度高,既能實現(xiàn)河流渠道水況的實時監(jiān)測,又能實現(xiàn)遠程通信且安全可靠等優(yōu)點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型下位機系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)方框圖。
[0011]圖2是本實用新型的電子線路原理圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明,但本實用新型不限于這些實施例。
[0013]實施例1
[0014]在圖1中,本實用新型由采集電路、時鐘電路、存儲電路、通信電路、單片機系統(tǒng)、電源電路連接構(gòu)成。采集電路的輸出端接單片機系統(tǒng),時鐘電路的輸出端接單片機系統(tǒng),存儲電路和單片機系統(tǒng)相連,單片機系統(tǒng)和通信電路相連。采集電路將采集到的雨量、水位信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出到單片機系統(tǒng),單片機系統(tǒng)按照事先設(shè)定的程序?qū)斎氲男盘栠M行運算,當(dāng)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)值大于、等于設(shè)定值,系統(tǒng)會將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過整流濾波后由通信電路輸出。
[0015]本實施例的采集電路由集成電路U6?集成電路U8、電阻R55?電阻R57、電阻R65?電阻R67、插座J05?插座J07連接構(gòu)成,集成電路U6?集成電路U8的型號為521-1。插座J07的I端通過電阻R57接集成電路U8的I端口、2端接集成電路U8的2端口、3端接集成電路U8的4端并通過電阻R67接單片機系統(tǒng),集成電路U8的3端口接單片機系統(tǒng);插座J05的I端通過電阻R55接集成電路U7的I端口、2端接集成電路U7的2端口、3端接集成電路U7的4端并通過電阻R65接單片機系統(tǒng),集成電路U7的3端口接單片機系統(tǒng);插座J06的I端通過電阻R56接集成電路U6的I端口、2端接集成電路U6的2端口、3端接集成電路U6的4端并通過電阻R66接單片機系統(tǒng),集成電路U6的3端口接單片機系統(tǒng)。
[0016]本實施例的單片機系統(tǒng)由集成電路U5、電阻ROO、電容C3?電容C5、電容C308、電容C309、晶體振蕩器電容C電阻R1、線圈LI連接構(gòu)成,集成電路U5的型號為MSP430F149。集成電路U5的7腳接集成電路U8的3端、8腳接集成電路U7的3端、9腳接集成電路U6的3端、23腳通過電阻R67接集成電路U8的4端口、24腳通過電阻R65接集成電路U7的4端口、25腳通過電阻R66接集成電路U6的4端口、I腳接晶體振蕩器電容C電阻Rl的一端和電容C3的一端,晶體振蕩器電容C電阻Rl的另一端接電容C4的一端并通過電阻ROO接集成電路U5的62腳,電容C3的另一端和電容C4的另一端接地,集成電路U5的21腳和22腳通過線圈LI接電容C5的一端、55腳接電容C5的另一端、53腳和54以及56腳接時鐘電路、52腳接時鐘電路和存儲電路、57接存儲電路、62腳接電容C308和電容C309的一端以及地、64腳接3.3V電源以及電容C308和電容C309的另一端、10腳和11腳以及58腳接通信電路、63腳接通信電路。
[0017]本實施例的存儲電路由集成電路U9、集成電路U10、電容C25連接構(gòu)成,集成電路U9和集成電路UlO的型號為24CL64。集成電路U9的5端接集成電路UlO的5端和時鐘電路、6端接集成電路UlO的6端和時鐘電路、7端接集成電路U5的52腳和時鐘電路、8端接電源電路、I端和2端以及3端接電容C25的一端和電源電路、4端接電容C25的另一端和電源電路;集成電路UlO的I端和2端接8端以及電源電路、3端和4端接電源電路、7端接電源電路和時鐘電路。
[0018]本實施例的時鐘電路由集成電路Ul 1、二極管D5、二極管D6、電阻R25、電阻R28、電阻R29、電容C27、電容C28、晶體振蕩器CR3、電池組BTl連接構(gòu)成,集成電路Ull的型號為PCF8563。集成電路Ull的5端接集成電路U9的5端并通過電阻R28接集成電路U5的57腳和二極管D5的正極、6端接集成電路U9的6端并通過電阻R29接二極管D5的正極和集成電路U5的57腳、4端接集成電路U9的7端和集成電路U5的52腳、3端通過電阻R25接集成電路U5的53腳、2端接晶體振蕩器的一端、I端接晶體振蕩器的另一端和電容C27的一端、8端接集成電路U5的56腳;電容C27的另一端接集成電路U5的54腳,二極管D5的負極接電容C28的一端,電容C28的另一端接二極管D6的負極和電源電路,電池組BTl為時鐘電路提供電源,二極管D6的正極接電池組的正極,電池組BTl的負極接電源電路,系統(tǒng)電壓低于3V時,電池組對集成電路Ull供電,保證系統(tǒng)時鐘在掉電后還能正常的工作。
[0019]本實施例的通信電路由集成電路U4、電阻Rll?電阻R14、電阻R24、電阻R25、電容C16?電容C18、電容C304?電容C307、電容C310?電容C312、線圈L5、線圈L6、插座J7、插座J8連接構(gòu)成,集成電路U4的型號為MAX3485EN。集成電路U4的I端口接集成電路U5的35腳和10腳以及插座J8的I端、2端和3端接集成電路U5的34腳和插座J8的2端、4端接集成電路U5的33腳和插座J8的3端、5端接地和集成電路U5的63腳、6端通過電阻R12接集成電路U5的17腳并通過電阻R14接電容C18的一端和電阻R24的一端、7端通過電阻R13接集成電路U5的11腳并通過電阻Rll接電容C18的另一端和電阻R25的一端、8端接集成電路U5的58腳和3.3V電源以及電容C16和電容C17的一端并通過線圈L5接電容C304?電容C307和電容C310?電容C312的一端;電容C304?電容C307和電容C310?電容C312的另一端通過線圈L6接電容C6和電容C7的另一端并接地,電阻R24的另一端接插座J7的I端,電阻R25的另一端接插座J7的2端,電容C16?電容C18、電容C304?電容C307、電容C310?電容C312、線圈L5、線圈L6連接成的整流濾波電路,為集成電路U4提供穩(wěn)定的電源,插座J7、插座J8輸出監(jiān)測信號。
[0020]本實用新型還包括電源電路,本實施例的電源電路由集成電路U300、二極管D300、電容C300?電容C303、線圈L300、線圈L301連接構(gòu)成,集成電路U300的型號為LM2596ADJ。集成電路U300的I端接集成電路U5的64腳和電容C300的一端、2端接二極管D300的負極和線圈L300的一端,集成電路U300的4腳接線圈L300的另一端、電容C301的一端、電容C302的一端、電容C303的一端、集成電路U9的I端和8端、集成電路UlO的I端和2端,集成電路U300的3端和5端接二極管D300的正極并通過線圈L301接電容C301的另一端、電容C302的另一端、電容C303的另一端、集成電路U9的4腳、集成電路UlO的3腳和4腳以及7腳、二極管D6的負極,集成電路U300的3端和5端接電容C300的另一端和集成電路U5的62腳。電源電路為本實用新型提供3.3V工作電源。
[0021]本實用新型的工作原理如下:
[0022]雨量傳感器J05、水位傳感器J06以及擴展傳感器J07將采集到的數(shù)據(jù)由集成電路U5的P2.4端口、P2.5端口、P2.3端口輸入,集成電路U5按照事先設(shè)定的程序?qū)斎氲男盘栠M行運算,當(dāng)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)值大于、等于設(shè)定值,系統(tǒng)會將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過整流濾波后由集成電路U4接口電路輸出到外接計算機,最后由集成電路U9、集成電路UlO對整個過程參數(shù)及處理結(jié)果進行儲存,集成電路U9、集成電路UlO還用于采集數(shù)據(jù)及系統(tǒng)配置信息的存儲。本實用新型采用集成電路U300統(tǒng)一供電模式為各器件提供3.3V電源保障。
【權(quán)利要求】
1.一種河流水況監(jiān)測器,其特征在于它具有: 對整機進行控制的單片機系統(tǒng); 用于采集雨量、水位信號的信號采集電路; 時鐘電路,該電路的輸出端接單片機系統(tǒng); 存儲電路,該電路與單片機系統(tǒng)相連; 通信電路,該電路與單片機系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河流水況監(jiān)測器,其特征在于所述的單片機系統(tǒng)為:集成電路U5的7腳接集成電路U8的3端、8腳接集成電路U7的3端、9腳接集成電路U6的3端、23腳通過電阻R67接集成電路U8的4端口、24腳通過電阻R65接集成電路U7的4端口、25腳通過電阻R66接集成電路U6的4端口、I腳接晶體振蕩器電容C電阻Rl的一端和電容C3的一端,晶體振蕩器電容C電阻Rl的另一端接電容C4的一端并通過電阻ROO接集成電路U5的62腳,電容C3的另一端和電容C4的另一端接地,集成電路U5的21腳和22腳通過線圈LI接電容C5的一端、55腳接電容C5的另一端、53腳通過電阻R25接集成電路Ull的3端、54腳接電容C27的另一端、56腳接集成電路Ull的8端、52腳接集成電路Ull的4腳和集成電路U9的7腳、57腳通過R28接集成電路U9和集成電路Ull的5腳以及通過R29接集成電路U9和集成電路Ull的6端、62腳接電容C308和電容C309的一端以及地、64腳接3.3V電源以及電容C308和電容C309的另一端、10腳接集成電路U4的I端、11腳通過R13接集成電路U4的7端、58腳接集成電路U4的8端、63腳接地端;集成電路U5是單片機型號為MSP430F149,集成電路U6~集成電路U8的型號為521-1,集成電路U4的型號為MAX3485EN,集成電路U`9的型號為24CL64,集成電路Ull的型號為PCF8563。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河流水況監(jiān)測器,其特征在于所述的存儲電路為:集成電路U9的5端接集成電路UlO的5端和集成電路Ull的5端并通過電阻R28接集成電路U5的57腳、6端接集成電路UlO的6端和集成電路Ull的6端并通過電阻R29接集成電路U5的57腳、7端接集成電路U5的52腳和集成電路Ull的4腳、8端接集成電路U300的4端并通過線圈L300接集成電路U300的2端、I端和2端以及3端接電容C25的一端和集成電路U300的4端以及通過線圈L300接集成電路U300的2端、4端接電容C25的另一端并通過線圈L301接集成電路U300的3端和5端;集成電路UlO的I端和2端接8端以及集成電路U300的4端和通過線圈L300接集成電路U300的2端、3端和4端通過線圈L301接集成電路U300的3端和5端、7端接二極管D6的負極并通過線圈L301接集成電路U300的3端和5端;集成電路U300的型號為LM2596ADJ,集成電路U5的型號為MSP430F149,集成電路U9和集成電路UlO的型號為24CL64,集成電路Ull的型號為PCF8563。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河流水況監(jiān)測器,其特征在于所述的通信電路為:集成電路U4的I端口接集成電路U5的35腳和10腳以及插座J8的I端、2端和3端接集成電路U5的34腳和插座J8的2端、4端接集成電路U5的33腳和插座J8的3端、5端接地和集成電路U5的63腳、6端通過電阻R12接集成電路U5的17腳并通過電阻R14接電容C18的一端和電阻R24的一端、7端通過電阻R13接集成電路U5的11腳并通過電阻Rll接電容C18的另一端和電阻R25的一端、8端接集成電路U5的58腳和3.3V電源以及電容C16和電容C17的一端并通過線圈L5接電容C304~電容C307和電容C310~電容C312的一端;電容C304~電容C307和電容C310~電容C312的另一端通過線圈L6接電容C6和電容C7的另一端并接地,電阻R24的另一端接插座J7的I端,電阻R25的另一端接插座J7的2端,電容C16~電容C18、電容C304~電容C307、電容C310~電容C312、線圈L5、線圈L6連接成的整流濾波電路,為集成電路U4提供穩(wěn)定的電源,插座J7、插座J8輸出監(jiān)測信號;集成電路U4的型號為MAX3485EN,`集成電路U5的型號為MSP430F149。
【文檔編號】G05B19/042GK203629572SQ201320792591
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】郭敏, 趙鵬 申請人:榆林學(xué)院