本發(fā)明涉及一種預警裝置，具體是指一種適用于村鎮(zhèn)和人口密集區(qū)域的山洪入戶預警裝置。

背景技術(shù)：

當今社會自然災害頻發(fā)，對人們的人身安全與財產(chǎn)安全均造成了極大的威脅，山洪便是其中一種破壞性極強的自然災害。為了減小山洪帶來的損失，目前很多地方都采用山洪預警裝置來帶對水庫、河流、水電站等的水位進行監(jiān)測，并在同洪發(fā)生之間發(fā)出警報，通知相關(guān)部門及周圍群眾，以便提前高做好應急準備。然而，現(xiàn)有的山洪預警裝置并不完善，其即時性較差，并且誤報率較高，無法起到有效的預警作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的山洪預警裝置即時性較差，并且誤報率較高的缺陷，提供一種適用于村鎮(zhèn)和人口密集區(qū)域的山洪入戶預警裝置。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案現(xiàn)實：一種適用于村鎮(zhèn)和人口密集區(qū)域的山洪入戶預警裝置，主要由第一單片機，第二單片機，分別與第一單片機相連接的水位信號處理單元和第一無線傳輸模塊，與水位信號處理單元相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片相連接的水位傳感器，以及分別與第二單片機相連接的第二無線傳輸模塊、顯示器以及預警廣播組成；所述第一無線傳輸模塊通過無線網(wǎng)絡與第二無線傳輸模塊相連接；所述水位信號處理單元由處理芯片U，三極管VT6，三極管VT5，放大器P2，正極與處理芯片U的-IN1管腳相連接、負極與處理芯片U的VCC管腳相連接的電容C5，正極與處理芯片U的+IN1管腳相連接、負極與處理芯片U的GND管腳相連接的同時接地的電容C6，正極與處理芯片U的OUT1管腳相連接、負極與三極管VT6的基極相連接的電容C7，正極與三極管VT6的發(fā)射極相連接、負極接地的電容C8，與電容C8相并聯(lián)的電阻R11，串接在放大器P2的負極和電容C5的正極之間的電阻R9，P極與放大器P2的正極相連接、N極與三極管VT5的集電極相連接的二極管D4，正極與三極管VT5的集電極相連接、負極與三極管VT6的集電極相連接的電容C9，同時與三極管VT6的集電極和發(fā)射極相連接的輸出電路，以及同時與電容C6的正極和處理芯片U的-IN1管腳相連接的調(diào)節(jié)電路組成；所述三極管VT5的基極與放大器P2的輸出端相連接、其發(fā)射極接地；所述處理芯片U的VCC管腳接電源。所述調(diào)節(jié)電路的輸入端與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片相連接；所述輸出電路的輸出端則與第一單片機相連接。

進一步的，所述調(diào)節(jié)電路由放大器P1，三極管VT1，三極管VT2，三極管VT3，三極管VT4，負極與三極管VT1的集電極相連接、正極接電源的電容C1，串接在三極管VT1的基極和發(fā)射極之間的電阻R1，N極與三極管VT2的基極相連接、P極經(jīng)電阻R2后與三極管VT1的發(fā)射極相連接的二極管D1，負極與放大器P1的負極相連接、正極經(jīng)電阻R3后與三極管VT1的發(fā)射極相連接的電容C2，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C3，與電容C3相并聯(lián)的電阻R4，P極與放大器P1的負極相連接、N極與三極管VT3的基極相連接的二極管D2，N極與三極管VT4的基極相連接、P極與三極管VT2的發(fā)射極相連接的二極管D3，串接在三極管VT3的發(fā)射極和三極管VT4的集電極之間的電阻R5，串接在三極管VT4的集電極和電容C6的正極之間的電阻R6，正極與放大器P1的輸出端相連接、負極與處理芯片U的-IN1管腳相連接的電容C4，與電容C4相并聯(lián)的電阻R8，以及一端與電容C4的負極相連接、另一端接地的電阻R7組成；所述放大器P1的正極接地、其負極與三極管VT2的集電極相連接、其輸出端則與三極管VT3的集電極相連接；所述三極管VT4的發(fā)射極接地；所述三極管VT1的基極與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片相連接。

所述輸出電路由放大器P3，三極管VT7，正極經(jīng)電阻R12后與三極管VT6的集電極相連接、負極經(jīng)電阻R13后與三極管VT7的集電極相連接的電容C10，一端與放大器P3的負極相連接、另一端接地的電阻R10，以及N極與三極管VT7的發(fā)射極相連接、P極與放大器P3的負極相連接的二極管D5組成；所述放大器P3的正極與三極管VT6的發(fā)射極相連接、其輸出端與三極管VT7的基極相連接；所述電容C10的負極與第一單片機相連接。

所述處理芯片U為LM358集成芯片。

所述電容C7為耦合電容。

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)明可以準確的對水庫、河流、水電站等的水位進行監(jiān)測，并通過無線網(wǎng)絡實時的將測量結(jié)果傳輸給控制室，當水位超出安全范圍時則會觸發(fā)預警廣播；本發(fā)明監(jiān)測精度高，誤報率低，從而使工作人員可以更好的根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對災情進行分析，并提前做好應急準備；本發(fā)明采用了無線傳輸技術(shù)，從而提高了預警的即時性。

(2)本發(fā)明的水位信號處理單元可以對采集到的水位信號進行處理，濾除信號中的干擾信號，排除干擾信號的影響，從而提高水位信號的保真度；同時該水位信號處理單元還可以對水位信號進行不失真的放大，從而彌補信號在無線傳輸過程中出現(xiàn)的削弱；如此則可以使控制室所接收到的水位信號更加準確，降低誤報率，并且使工作人員可以更好的根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對災情進行分析，提前做好應急準備。

(3)本發(fā)明通過水位信號處理單元對水位信號進行處理，相較傳統(tǒng)的水位監(jiān)測預警裝置，本發(fā)明的誤報率降低了20％。

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)明的水位信號處理單元的結(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)明包括監(jiān)測端和控制室端，其中監(jiān)測端由第一單片機，分別與第一單片機相連接的水位信號處理單元和第一無線傳輸模塊，與水位信號處理單元相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，以及與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片相連接的水位傳感器組成。而控制室端則由第二單片機，和分別與第二單片機相連接的第二無線傳輸模塊、顯示器以及預警廣播組成。所述第一無線傳輸模塊通過無線網(wǎng)絡與第二無線傳輸模塊相連接。

該水位傳感器用于采集水庫、河流或者水電站的水位信號，其通過管道安裝在水中，水位傳感器通過管道安裝是為了防止水流動而影響水位測量的結(jié)果，該安裝方法已是成熟的技術(shù)，在這里不做過多贅述；該水位傳感器采用AL200W型壓阻式水位傳感器，該AL200W型壓阻式水位傳感器將與液位深度成正比的液體靜壓力準確測量出來，并轉(zhuǎn)換成標準模擬信號輸出，建立起輸出信號與液體深度的線性對應關(guān)系，從而可以測量出水位傳感器末端到液面的液位高度。

該第一單片機、水位信號處理單元、第一無線傳輸模塊以及模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片被集成在一個設備安裝箱內(nèi)，該設備安裝箱則設置在岸邊。該模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片可以將水位傳感器輸出的水位模擬信號轉(zhuǎn)換為水位數(shù)字信號其采用ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片來實現(xiàn)，該ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的模擬量輸入端IN0管腳與水位傳感器相連接，其數(shù)字量輸出端21管腳則與水位處理單元的輸入端相連接。該水位信號處理單元可以對水位數(shù)字信號進行處理并將處理后的水位數(shù)字信號傳輸給第一單片機。該第一單片機則為本發(fā)明的控制處理中心，其采用AT89S51單片機來實現(xiàn)，該第一單片機的P1.0信號輸入管腳與水位信號處理單元的輸出端相連接，其信號輸出I/O接口則與第一無線傳輸模塊相連接。該第一無線傳輸模塊用于將水位信號通過無線網(wǎng)絡傳輸給控制室端，其采用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。

該第二單片機則設置在控制室內(nèi)，其也采用AT89S51單片機來實現(xiàn)，該單片機內(nèi)設定有水位安全值。該第二無線傳輸模塊用于接收第二無線傳輸模塊所發(fā)送的水位信號，其也采用ZIGBEE無線傳輸模塊來實現(xiàn)，其信號輸出接口與單片機的信號輸入接口相連接。該預警廣播在監(jiān)測水位超過安全值時發(fā)出警報聲，從而通知周圍群眾及時撤離，預警廣播可以設置在空曠處，使聲音覆蓋的范圍更廣。

為了提高水位監(jiān)測的精度，該水位信號處理單元的結(jié)構(gòu)如圖2所示，所述水位信號處理單元由處理芯片U，三極管VT6，三極管VT5，放大器P2，正極與處理芯片U的-IN1管腳相連接、負極與處理芯片U的VCC管腳相連接的電容C5，正極與處理芯片U的+IN1管腳相連接、負極與處理芯片U的GND管腳相連接的同時接地的電容C6，正極與處理芯片U的OUT1管腳相連接、負極與三極管VT6的基極相連接的電容C7，正極與三極管VT6的發(fā)射極相連接、負極接地的電容C8，與電容C8相并聯(lián)的電阻R11，串接在放大器P2的負極和電容C5的正極之間的電阻R9，P極與放大器P2的正極相連接、N極與三極管VT5的集電極相連接的二極管D4，正極與三極管VT5的集電極相連接、負極與三極管VT6的集電極相連接的電容C9，同時與三極管VT6的集電極和發(fā)射極相連接的輸出電路，以及同時與電容C6的正極和處理芯片U的-IN1管腳相連接的調(diào)節(jié)電路組成；所述三極管VT5的基極與放大器P2的輸出端相連接、其發(fā)射極接地；所述處理芯片U的VCC管腳接電源。所述調(diào)節(jié)電路的輸入端與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片相連接；所述輸出電路的輸出端則與第一單片機相連接。

其中，處理芯片U，電容C5以及電容C6形成第一偏置放大器，放大器P2，三極管VT5以及二極管D4則形成第二偏置放大器，第一偏置放大器和第二偏置放大器可以不失真的對水位數(shù)字信號進行放大處理。該電容C7采用耦合電容，從而可以有效的隔離高頻干擾。而電容C8和電阻R11則形成一個RC濾波電路，該RC濾波電路可以對水位信號中的干擾信號進行過濾。為了更好的實施本發(fā)明，該處理芯片U優(yōu)選LM358集成芯片來實現(xiàn)。

該調(diào)節(jié)電路由放大器P1，三極管VT1，三極管VT2，三極管VT3，三極管VT4，電阻R1，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電阻R5，電阻R6，電阻R7，電阻R8，電容C1，電容C2，電容C3，電容C4，二極管D1，二極管D2以及二極管D3組成。

連接時，電容C1的負極與三極管VT1的集電極相連接，正極接電源。電阻R1串接在三極管VT1的基極和發(fā)射極之間。二極管D1的N極與三極管VT2的基極相連接，P極經(jīng)電阻R2后與三極管VT1的發(fā)射極相連接。電容C2的負極與放大器P1的負極相連接，正極經(jīng)電阻R3后與三極管VT1的發(fā)射極相連接。電容C3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R4與電容C3相并聯(lián)。二極管D2的P極與放大器P1的負極相連接，N極與三極管VT3的基極相連接。二極管D3的N極與三極管VT4的基極相連接，P極與三極管VT2的發(fā)射極相連接。

同時，電阻R5串接在三極管VT3的發(fā)射極和三極管VT4的集電極之間。電阻R6串接在三極管VT4的集電極和電容C6的正極之間。電容C4的正極與放大器P1的輸出端相連接，負極與處理芯片U的-IN1管腳相連接。電阻R8與電容C4相并聯(lián)。電阻R7的一端與電容C4的負極相連接，另一端接地。所述放大器P1的正極接地，其負極與三極管VT2的集電極相連接，其輸出端則與三極管VT3的集電極相連接。所述三極管VT4的發(fā)射極接地。所述三極管VT1的基極與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片相連接。

該調(diào)節(jié)電路可以對水位信號的位相進行調(diào)整，從而使水位信號更加穩(wěn)定，提高水位信號的保真度。該電容C4，電阻R8以及電阻R7也形成一個RC濾波電路，其可以排除干擾信號的影響，使信號更穩(wěn)定。

另外，該輸出電路由放大器P3，三極管VT7，電阻R12，電阻R13，電阻R10，電容C10以及二極管D5組成。

其中，該電容C10的正極經(jīng)電阻R12后與三極管VT6的集電極相連接，負極經(jīng)電阻R13后與三極管VT7的集電極相連接。電阻R10的一端與放大器P3的負極相連接，另一端接地。二極管D5的N極與三極管VT7的發(fā)射極相連接，P極與放大器P3的負極相連接。所述放大器P3的正極與三極管VT6的發(fā)射極相連接，其輸出端與三極管VT7的基極相連接。所述電容C10的負極與第一單片機相連接。該輸出電路可以使水位信號的頻率更加穩(wěn)定。

本發(fā)明通過水位信號處理單元對采集到的水位信號進行處理，濾除信號中的干擾信號，排除干擾信號的影響，從而提高水位信號的保真度；同時該水位信號處理單元還可以對水位信號進行不失真的放大，從而彌補信號在無線傳輸過程中出現(xiàn)的削弱；如此則可以使控制室所接收到的水位信號更加準確，相較傳統(tǒng)的水位監(jiān)測預警裝置，本發(fā)明的誤報率降低了20％，從而使工作人員可以更好的根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對災情進行分析，提前做好應急準備。

工作時，該水位傳感器采集下水庫、河流或者水電站的水位信號并傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，該模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將水位信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送給水位信號處理單元，經(jīng)過水位信號處理單元處理后的水位數(shù)字信號傳輸給第一單片機進行處理，而第一單片機再將水位數(shù)字信號發(fā)送給第一無線傳輸模塊，第一無線傳輸模塊通過無線網(wǎng)絡將水位信號發(fā)送給控制室?？刂剖覂?nèi)的第二無線傳輸模塊接收水位數(shù)字信號并傳輸給第二單片機，第二單片機將實時的水位信號與其內(nèi)部的安全值相對比，當實時水位超過安全值時則觸發(fā)預警廣播，使預警廣播發(fā)出警報以提醒周圍群眾。在此過程中顯示器還顯示出監(jiān)測結(jié)果，工作人員可以根據(jù)監(jiān)測結(jié)果來對災情進行分析。

如上所述，便可很好的實現(xiàn)本發(fā)明。