本發(fā)明涉及一種監(jiān)測裝置，具體是指一種具有信號采集和傳輸?shù)囊惑w化激光水位監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

水利監(jiān)測設(shè)備是水利建設(shè)中不可或缺的設(shè)備，而對河道的水位進行監(jiān)測是水利防洪抗洪工作中不可缺少的部分。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，目前已出現(xiàn)激光水位監(jiān)測裝置，該激光水位監(jiān)測裝置通過激光測量技術(shù)對水位進行測量，其使用方便、并且測量精度高，已被廣泛的使用。然而目前的激光水位測量裝置在使用時只有現(xiàn)場的測量人員才可以在第一時間知道監(jiān)測結(jié)果，想對監(jiān)測結(jié)果進行分析則只能回能監(jiān)測站點后采用計算機進行分析，采用這種方法則無法在第一時間對監(jiān)測結(jié)果進行分析，嚴重妨礙了水利監(jiān)測工作的正常進行。因此，提供一種可以將監(jiān)測結(jié)果實時發(fā)送給監(jiān)測站點的激光水位監(jiān)測裝置則是目前的當務(wù)之急。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決目前的激光水位監(jiān)測裝置無法實時的將監(jiān)測結(jié)果發(fā)送給監(jiān)測站點的缺陷，提供一種具有信號采集和傳輸?shù)囊惑w化激光水位監(jiān)測裝置。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案現(xiàn)實：一種具有信號采集和傳輸?shù)囊惑w化激光水位監(jiān)測裝置，主要由單片機，分別與單片機相連接的信號處理單元、顯示器和無線傳輸塊，以及與信號處理單元相連接的激光水位計組成；所述信號處理單元主要由處理芯片U，負極與處理芯片U的-IN管腳相連接、正極與處理芯片U的+IN管腳相連接的電容C5，正向端與處理芯片U的OUT管腳相連接、反向端經(jīng)電阻R13后與處理芯片U的V+管腳相連接的非門A1，負極與處理芯片U的V+管腳相連接、正極接電源的電容C6，P極與電容C5的負極相連接、N極與電容C6的負極相連接的二極管D5，正極與二極管D5的P極相連接、負極經(jīng)電阻R11后與電容C5的負極相連接的電容C4，N極與電容C5的正極相連接、P極經(jīng)電阻R9后與電容C4的正極相連接的二極管D3，與二極管D3的P極相連接的信號跟隨電路，一端與處理芯片U的V-管腳相連接、另一端與信號跟隨電路相連接的同時接地的電阻R12，以及與非門A1的反向端相連接的波形調(diào)整電路組成；所述信號跟隨電路的輸入端與激光水位計相連接；所述波形調(diào)整電路的輸出端與單片機相連接。

進一步的，所述信號跟隨電路由場效應(yīng)管MOS，三極管VT1，三極管VT2，N極經(jīng)電阻R7后與三極管VT1的集電極相連接、P極經(jīng)電阻R4后與場效應(yīng)管MOS的漏極相連接的二極管D1，負極經(jīng)電阻R6后與三極管VT1的基極相連接、正極與場效應(yīng)管MOS的漏極相連接的電容C2，N極經(jīng)電阻R12后與處理芯片U的V-管腳相連接、P極經(jīng)電阻R10后與三極管VT2的發(fā)射極相連接的二極管D4，正極與三極管VT2的發(fā)射極相連接、負極與二極管D4的P極相連接的電容C3，P極與二極管D4的P極相連接、N極經(jīng)電阻R8后與三極管VT2的基極相連接的二極管D2，串接在場效應(yīng)管MOS的源極和二極管D4的P極之間的電阻R5，正極經(jīng)電阻R3后與場效應(yīng)管MOS的柵極相連接、負極與二極管D4的P極相連接的電容C1，以及一端與電容C1的正極相連接、另一端經(jīng)電阻R2后與二極管D1的P極相連接的電阻R1組成；所述二極管D1的P極接電源；所述三極管VT2的基極與三極管VT1的發(fā)射極相連接、其集電極與二極管D3的P極相連接；所述電容C1的正極與激光水位計相連接。

所述波形調(diào)整電路由放大器P1，放大器P2，放大器P3，三極管VT3，負極與放大器P1的正極相連接、正極與非門A1的反向端相連接的電容C7，正極與放大器P1的正極相連接、負極與放大器P1的輸出端相連接的電容C8，與電容C8相并聯(lián)的電阻R16，N極與放大器P1的輸出端相連接、P極經(jīng)電阻R15后與放大器P1的負極相連接的二極管D6，負極與放大器P3的輸出端相連接、正極經(jīng)電阻R17后與二極管D6的N極相連接的電容C10，負極與放大器P2的輸出端相連接、正極與放大器P1的正極相連接的電容C9，以及串接在三極管VT3的基極和放大器P2的正極之間的電阻R14組成；所述放大器P1的負極與其正極相連接、其輸出端則與單片機相連接；所述放大器P2的負極與三極管VT3的集電極相連接、其輸出端則分別與二極管D6的N極和P極相連接；所述三極管VT3的基極與非門A1的反向端相連接、其發(fā)射極則與放大器P3的負極相連接的同時接地；所述放大器P3的正極與放大器P2的輸出端相連接。

所述處理芯片U為LM324集成芯片。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點及有益效果：

(1)本發(fā)明可以將監(jiān)測結(jié)果通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān)測站點，使監(jiān)測站點可以及時的對監(jiān)測結(jié)果進行分析，從而使水利監(jiān)測工作可以正常的進行；本發(fā)明采用無線網(wǎng)絡(luò)對水位信號進行傳輸，無需線路鋪設(shè)，極大的減少了成本。

(2)本發(fā)明的信號處理單元可以對激光水位計輸出的水位信號進行放大處理，從而可以彌補水位信號在無線傳輸過程中產(chǎn)生的損耗，使監(jiān)測站點接收到的水位信號更加清晰；同時，該信號處理單元還可以對信號的波形進行調(diào)整，避免信號波形出現(xiàn)失真，極大的提高了監(jiān)測站點接收到的水位信號的準確性；如此則可以使監(jiān)測站點能夠更好的對監(jiān)測結(jié)果進行分析。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的信號處理單元的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。

實施例

如圖1所示，本發(fā)明主要由主要由單片機，分別與單片機相連接的信號處理單元、顯示器和無線傳輸塊，以及與信號處理單元相連接的激光水位計組成。整個水位監(jiān)測裝置設(shè)置在岸邊，而該激光水位計則通過固定桿垂直的設(shè)置在水面上，因激光可以直接穿透到水底，所以在激光水位計正下方的水面上需要設(shè)置反射板，該反射板需固定起來；激光水位計和反射板的設(shè)置方式已是目前的成熟技術(shù)，在這里不做過多的贅述。

該激光水位計采用JH2004激光水位計，在工作時，激光水位計發(fā)射一束激光，激光經(jīng)反射板反射回到激光水位計中，激光水位計根據(jù)兩束激光的相位差輸出相應(yīng)的數(shù)字信號給信號處理單元。該信號處理單元對數(shù)字信號進行處理并輸出給單片機。該單片機為本發(fā)明的處理中心，其優(yōu)先采用AT89S51單片機來實現(xiàn)，該AT89S51單片機的P1.0信號輸入管腳與信號處理單元的輸出端相連接，其P2.0管腳與顯示器相連接，P2.2管腳則與無線傳輸模塊相連接。該單片機對信號進行處理后發(fā)送給顯示器顯示出水位值，同時還把信號發(fā)送給無線傳輸模塊，無線傳輸模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)測站點。該無線傳輸模塊采用ZIGBEE無線傳輸模塊來實現(xiàn)，其信號輸入接口與單片機相連接；相應(yīng)的監(jiān)測站點也需要設(shè)置有相應(yīng)的無線傳輸模塊方可接收到信號。

為了更好的實施本發(fā)明，如圖2所示，該信號處理單元主要由處理芯片U，負極與處理芯片U的-IN管腳相連接、正極與處理芯片U的+IN管腳相連接的電容C5，正向端與處理芯片U的OUT管腳相連接、反向端經(jīng)電阻R13后與處理芯片U的V+管腳相連接的非門A1，負極與處理芯片U的V+管腳相連接、正極接電源的電容C6，P極與電容C5的負極相連接、N極與電容C6的負極相連接的二極管D5，正極與二極管D5的P極相連接、負極經(jīng)電阻R11后與電容C5的負極相連接的電容C4，N極與電容C5的正極相連接、P極經(jīng)電阻R9后與電容C4的正極相連接的二極管D3，與二極管D3的P極相連接的信號跟隨電路，一端與處理芯片U的V-管腳相連接、另一端與信號跟隨電路相連接的同時接地的電阻R12，以及與非門A1的反向端相連接的波形調(diào)整電路組成。所述信號跟隨電路的輸入端與激光水位計相連接；所述波形調(diào)整電路的輸出端與單片機相連接

該處理芯片U，電容C4，電阻R11，電容C5以及二極管D3組成一個放大電路，該放大電路可以不失真的對水位信號進行放大，從而彌補水位信號因無線傳輸而產(chǎn)生的削弱。為了更好的實施本發(fā)明，所述處理芯片U優(yōu)先采用LM324集成芯片來實現(xiàn)。

其中，該信號跟隨電路由場效應(yīng)管MOS，三極管VT1，三極管VT2，電阻R1，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電阻R5，電阻R6，電阻R7，電阻R8，電阻R10，電容C1，電容C2，電容C3，二極管D1，二極管D2以及二極管D4組成。

連接時，二極管D1的N極經(jīng)電阻R7后與三極管VT1的集電極相連接，P極經(jīng)電阻R4后與場效應(yīng)管MOS的漏極相連接。電容C2的負極經(jīng)電阻R6后與三極管VT1的基極相連接，正極與場效應(yīng)管MOS的漏極相連接。二極管D4的N極經(jīng)電阻R12后與處理芯片U的V-管腳相連接，P極經(jīng)電阻R10后與三極管VT2的發(fā)射極相連接。電容C3的正極與三極管VT2的發(fā)射極相連接，負極與二極管D4的P極相連接。二極管D2的P極與二極管D4的P極相連接，N極經(jīng)電阻R8后與三極管VT2的基極相連接。電阻R5串接在場效應(yīng)管MOS的源極和二極管D4的P極之間。電容C1的正極經(jīng)電阻R3后與場效應(yīng)管MOS的柵極相連接，負極與二極管D4的P極相連接。電阻R1的一端與電容C1的正極相連接，另一端經(jīng)電阻R2后與二極管D1的P極相連接。所述二極管D1的P極接電源。所述三極管VT2的基極與三極管VT1的發(fā)射極相連接，其集電極與二極管D3的P極相連接。所述電容C1的正極與激光水位計相連接。該信號跟隨電路可以確保輸入的水位信號的穩(wěn)定性。

該波形調(diào)整電路由放大器P1，放大器P2，放大器P3，三極管VT3，電阻R14，電阻R15，電阻R16，電阻R17，電容C7，電容C8，電容C9，電容C10以及二極管D6組成。

其中，電容C7的負極與放大器P1的正極相連接，正極與非門A1的反向端相連接。電容C8的正極與放大器P1的正極相連接，負極與放大器P1的輸出端相連接。電阻R16與電容C8相并聯(lián)。二極管D6的N極與放大器P1的輸出端相連接，P極經(jīng)電阻R15后與放大器P1的負極相連接。電容C10的負極與放大器P3的輸出端相連接，正極經(jīng)電阻R17后與二極管D6的N極相連接。電容C9的負極與放大器P2的輸出端相連接，正極與放大器P1的正極相連接。電阻R14串接在三極管VT3的基極和放大器P2的正極之間。

所述放大器P1的負極與其正極相連接，其輸出端則與單片機相連接。所述放大器P2的負極與三極管VT3的集電極相連接，其輸出端則分別與二極管D6的N極和P極相連接。所述三極管VT3的基極與非門A1的反向端相連接，其發(fā)射極則與放大器P3的負極相連接的同時接地。所述放大器P3的正極與放大器P2的輸出端相連接。

該波形調(diào)整電路可以對水位信號的波形進行處理，提高水位信號的穩(wěn)定性，該波形調(diào)整電路可以使水位信號的波形失真度小于0.2％。該電容C8和電阻R16組成一個低通濾波器，該低通濾波器可以對高頻干擾進行過濾，進一步的提高水位信號的穩(wěn)定性，利于水位信號遠距離傳輸。

本發(fā)明通過信號處理單元對激光水位計輸出的水位信號進行放大處理，從而可以彌補水位信號在無線傳輸過程中產(chǎn)生的損耗，使監(jiān)測站點接收到的水位信號更加清晰。同時，該信號處理單元還對信號的波形進行調(diào)整，避免信號波形出現(xiàn)失真，極大的提高了監(jiān)測站點接收到的水位信號的準確性。如此則可以使監(jiān)測站點能夠更好的對監(jiān)測結(jié)果進行分析。

如上所述，便可很好的實現(xiàn)本發(fā)明。