C0M1)通信接口，可擴(kuò)展串口相機實現(xiàn)圖像采集
[0074] 光照檢測模塊17用于檢測當(dāng)前環(huán)境中的光照強度。PM2. 5檢測模塊18用于檢測 當(dāng)前環(huán)境中的PM2. 5強度。環(huán)境數(shù)據(jù)集成檢測模塊19用于檢測當(dāng)前環(huán)境中的溫度、濕度、 風(fēng)速和風(fēng)向。
[0075] 時鐘模塊13用于統(tǒng)計降雨時長，本地RTC用于判斷降雨歷時。
[0076] 第一通信模塊14分別與雨量米集模塊11、水位米集模塊12和時鐘模塊13相連， 用于接收雨量數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)和降雨時長，并以GFSK調(diào)制通信方式向監(jiān)測及報警裝置1發(fā) 送雨量數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)和降雨時長。第二通信模塊26接收第一通信模塊14發(fā)送來的雨量 數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)和降雨時長，并將該雨量數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)和降雨時長通過GSM/GPRS通信方 式向移動終端發(fā)送雨量數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)和降雨時長以供用戶實時監(jiān)控。
[0077] 供電模塊15用于向雨量采集模塊11、水位采集模塊12、時鐘模塊13、第一通信模 塊14和第二通信模塊26進(jìn)行供電。
[0078] 具體地，供電模塊15采用冗余供電設(shè)計，包括：基于最大功率電跟蹤MPPT的太陽 能供電單元、蓄電池供電單元和市電供電單元。采用免維護(hù)太陽能供電，包括采用6V/10Ah 大容量鉛酸電池和18V/5W太陽能電池板充電。
[0079] 基于最大功率點跟蹤（MPPT)太陽能蓄電池充電技術(shù)；
[0080] 參考圖11，MPPT控制器主要功能：檢測主回路直流電壓及輸出電流，計算出太陽 能陣列的輸出功率，并實現(xiàn)對最大功率點的追蹤。擾動電阻R和MOSFET串連在一起，在輸 出電壓基本穩(wěn)定的條件下，通過改變MOSFET的占空比，來改變通過電阻的平均電流，因此 產(chǎn)生了電流的擾動。同時，光伏電池的輸出電流電壓亦將隨之變化，通過測量擾動前后光伏 電池輸出功率和電壓的變化，以決定下一周期的擾動方向，當(dāng)擾動方向正確時太陽能光能 板輸出功率增加，下周期繼續(xù)朝同一方向擾動，反之，朝反方向擾動，如此，反復(fù)進(jìn)行著擾動 與觀察來使太陽能光電板輸出達(dá)最大功率點。
[0081] 傳統(tǒng)的MPPT方法依據(jù)判斷方法和準(zhǔn)則的不同被分為開環(huán)和閉環(huán)MPPT方法。實際 上，外界溫度、光照和負(fù)載的變化對光伏電池輸出特性的影響呈現(xiàn)出一些基本的規(guī)律，比如 光伏電池的最大功率點電壓與光伏電池的開路電壓之間存在近似的線性關(guān)系，基于這些規(guī) 律，可提出一些開環(huán)的MPPT控制方法，如定電壓跟蹤法，短路電流比例系數(shù)法和插值計算 法等。
[0082] 閉環(huán)MPPT方法則通過對光伏電池輸出電壓和電流值的實時測量與閉環(huán)控制 來實現(xiàn)MPPT，使用最廣泛的自尋優(yōu)類算法即屬于這一類。典型的自尋優(yōu)MPPT算法有擾 動觀察法（PerturbationandObservationMethod，P&0)和電導(dǎo)增量法（Incremental Conductance，INC)兩種。
[0083] 第一通信模塊14包括：GFSK調(diào)制通信發(fā)送單元、2-GFSK調(diào)制通信單元、MSK調(diào)制 通信單元、FSK調(diào)制通信單元或ASK調(diào)制通信單元。其中，GFSK調(diào)制通信發(fā)送單元基于GFSK 調(diào)制解調(diào)技術(shù)的433MHz無線傳輸。
[0084] 第二通信模塊26包括GSM/GPRS通信單元，用于與外部的GSM/GPRS公共網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行 通信。GSM主要用于語音傳輸，GPRS主要用于數(shù)據(jù)傳輸。
[0085] 參考圖6,數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率為433MHz，頻率穩(wěn)定度極高，當(dāng)環(huán)境溫度在一 25~85度之間變化時，頻偏僅為3ppm/°C(百萬分之三每攝氏度）。頻率穩(wěn)定度及一致性 較好，溫差變化及振動頻點也不會發(fā)生偏移。
[0086] 數(shù)據(jù)模塊采用GFSK方式調(diào)制，以降低功耗，當(dāng)數(shù)據(jù)信號停止時發(fā)射電流降為零， 數(shù)據(jù)信號與發(fā)射模塊輸入端可以用電阻或者直接連接而不能用電容耦合，否則發(fā)射模塊將 不能正常工作。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近數(shù)據(jù)模塊的實際工作電壓，以獲得較高的調(diào)制效果。
[0087] 模塊的傳輸距離與調(diào)制信號頻率及幅度，發(fā)射電壓及電池容量，發(fā)射天線，接收機 的靈敏度，收發(fā)環(huán)境有關(guān)。一般在開闊區(qū)最大發(fā)射距離約800米，在有障礙的情況下，距離 會縮短，由于無線電信號傳輸過程中的折射和反射會形成一些死區(qū)及不穩(wěn)定區(qū)域，不同的 收發(fā)環(huán)境會有不同的收發(fā)距離。
[0088] 圖7為根據(jù)本實用新型實施例的雨量報警函數(shù)處理流程圖。
[0089] 步驟S701，判斷是否進(jìn)入低功耗模式，如果否則執(zhí)行步驟S702,否則執(zhí)行步驟 S703〇
[0090] 步驟S702,待機狀態(tài)。
[0091] 步驟S703,判斷是否執(zhí)行RunStatus&Mge_Status，如果是，則執(zhí)行步驟S704,否則 執(zhí)行步驟S705。
[0092] 步驟S704,短信處理函數(shù)。
[0093] 步驟S705,判斷是否執(zhí)行RunStatus&RF_Status，如果是，則執(zhí)行步驟S706,否則 執(zhí)行步驟S707。
[0094] 步驟S706,雨量數(shù)據(jù)處理函數(shù)。
[0095] 步驟S707,判斷是否執(zhí)行RunStatus&GPRS_Status，如果是，則執(zhí)行步驟S708,否 則執(zhí)行步驟S709。
[0096] 步驟S708,GPRS處理函數(shù)。
[0097] 步驟S709,判斷是否執(zhí)行RunStatus&Uart_Status，如果是，則執(zhí)行步驟S710,否 則執(zhí)行步驟S711。
[0098] 步驟S710,串口數(shù)據(jù)處理函數(shù)。
[0099] 步驟S711，判斷是否執(zhí)行RunStatus&Exeption_Status，如果是，則執(zhí)行步驟 S712,否則執(zhí)行步驟S713。
[0100] 步驟S712,異常處理函數(shù)。
[0101] 步驟S713,判斷是否執(zhí)行RunStatus&Heart_Status，如果是，則執(zhí)行步驟S714,否 則執(zhí)行步驟S715。
[0102] 步驟S714,心跳幀。
[0103] 步驟S715,判斷是否執(zhí)行RunStatus&Alarm_Status，如果是，則執(zhí)行步驟S716。
[0104] 步驟S716,產(chǎn)生報警。
[0105] 圖8為根據(jù)本實用新型實施例的GPSR通信流程圖。
[0106] 步驟S801，接收到GPRS數(shù)據(jù)。
[0107] 步驟S802,判斷數(shù)據(jù)是否合法，如果是，則執(zhí)行步驟S804,否則執(zhí)行步驟S803。
[0108] 步驟S803,退出，進(jìn)入低功耗模式。
[0109] 步驟S804,執(zhí)行switch函數(shù)。
[0110] 步驟S805,設(shè)置號碼操作。
[0111] 步驟S806,刪除號碼操作。
[0112] 步驟S807,查詢號碼操作。
[0113] 步驟S808,查詢工況。
[0114] 步驟S809,設(shè)置告警閾值。
[0115] 步驟S810,設(shè)備功能控制。
[0116] 步驟S811，設(shè)備時間設(shè)置。
[0117] 步驟S812,心跳間隔設(shè)置。
[0118] 步驟S813,恢復(fù)出廠設(shè)置。
[0119] 圖9為根據(jù)本實用新型實施例的通信異常監(jiān)測流程圖。
[0120] 步驟S901，到達(dá)定時時間。
[0121] 步驟S902,判斷手機模塊是否正常，如果是，則執(zhí)行步驟S904,否則執(zhí)行步驟 S903〇
[0122] 步驟S903,重啟手機模塊。
[0123] 步驟S904,判斷供電是否正常，如果是，則執(zhí)行步驟S906,否則執(zhí)行步驟S905。
[0124] 步驟S905,發(fā)出通知信息。
[0125] 步驟S906,判斷射頻通信是否正常，如果是，則執(zhí)行步驟S908,否則執(zhí)行步驟 S907〇
[0126] 步驟S907,發(fā)出通知信息。
[0127] 步驟S908,回到低功耗模式。
[0128] 圖10為根據(jù)本實用新型實施例的GPSR模塊與移動終端的通信流程圖；
[0129] 步驟S1001，達(dá)到告警條件。
[0130] 步驟S1002,判斷是否設(shè)置了管理號碼，如果是，則執(zhí)行步驟S1003,否則執(zhí)行步驟 S1004〇
[0131] 步驟S1003,發(fā)送短信。
[0132] 步驟S1004,判斷是否設(shè)置了平臺號碼，如果是，則執(zhí)行步驟S1005,否則執(zhí)行步驟 S1006〇
[0133] 步驟S1005,發(fā)送短信。
[0134] 步驟S1006,向GPRS平臺發(fā)送報警信號。
[0135] 步驟S1007,是能告警器同步發(fā)送報警信號。
[0136] 圖12為根據(jù)本實用新型實施例的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測流程圖，實現(xiàn)對各個設(shè)備的工作 狀態(tài)的監(jiān)測。
[0137] 步驟S1201，到達(dá)定時時間。
[0138] 步驟S1202,獲取設(shè)備運行狀態(tài)信息。
[0139] 步驟S1203,發(fā)送設(shè)備運行狀態(tài)信息。
[0140] 如圖13所示，每個監(jiān)測及報警裝置2分別與多要素采集裝置1相連，用于根據(jù)雨 量數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)和降雨時長判斷對應(yīng)的雨量報警類型，并發(fā)出報警信號。
[0141] 具體地，監(jiān)測及報警裝置2包括：第三通信模塊21、預(yù)警閾值分析模塊22、報警模 塊23和顯示模塊24。報警模塊23為防水揚聲器，安裝于立桿111的一側(cè)。顯示模塊25采 用數(shù)碼管或液晶顯示屏LED。
[0142] 第三通信模塊21與第一通信模塊14、上游設(shè)備的通信模塊及下游設(shè)備的通信模 塊相連，用于接收來自第一通信模塊14的當(dāng)前設(shè)備的所述雨量數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)和降雨時 長、以及述上游設(shè)備和下游設(shè)備的雨量數(shù)據(jù)和水位數(shù)據(jù)。其中，第三通信模塊21包括GFSK 調(diào)制通信接收單元。
[0143] 預(yù)警閾值分析模塊22用于根據(jù)雨量數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)和降雨時長分析得到場次降 雨量和時段降雨量，根據(jù)場次降雨量和時段降雨量與多個預(yù)設(shè)的雨量報警類型進(jìn)行比對， 獲取當(dāng)前對應(yīng)的雨量報警類型。
[0144] 具體地，預(yù)警閾值分析模塊22對場次降雨量和時段降雨量進(jìn)行綜合分析生成雨 量綜合數(shù)據(jù)，將雨量綜合數(shù)據(jù)與依次與第一至第三級雨量報警類型進(jìn)行比對，其中，第一 至第三級雨量報警類型對應(yīng)的嚴(yán)重級別依次降低，每級雨量報警類型包括多個時段報警閾 值。例如，第一至第三級雨量報警類型依次為紅色報警、橙色報警、黃色報警。
[0145] 預(yù)警閾值分析模塊22將雨量綜合數(shù)據(jù)依次與第一至第三級雨量報警類型中各個 預(yù)設(shè)時段報警閾值比對，當(dāng)符合其中一個預(yù)設(shè)時段報警閾值時，則判斷當(dāng)前對應(yīng)的報警類 型為該預(yù)設(shè)時段報警閾值所屬的雨量報警類型。
[0146] 在判斷當(dāng)前對應(yīng)的報警類