水文信息採集儀的製作方法
2023-05-07 13:38:46
專利名稱：水文信息採集儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於測量水文參數的裝置，具體地說，涉及一種用於雨水情信息的智能化採集、傳輸的水文信息採集儀。
背景技術：
防汛抗旱工作是關係到國計民生的一件大事，水文情報預報是防汛抗旱的耳目和參謀，是合理調度、利用和保護水資源的科學依據。而雨水情信息的及時與否主要取決於數據的採集、傳輸以及處理的速度。目前，國內大部分流域機構、省(自治區)的水利部門分別研製或推廣了各種型號的雨水信息採集、傳輸儀器，但開發應用水平參差不齊，大部分產品並不能真正的實現雨水情信息的智能化採集、傳輸。
實用新型內容本實用新型要解決的問題是針對以上不足，提供一種數據傳輸及時、準確、靈活、 使用方便的水文信息採集儀。為解決上述問題，本實用新型採取了如下技術方案水文信息採集儀，其特徵在於所述水文信息採集儀包括電連接的微處理器U1、水位計接口電路、雨量計接口電路、 GPRS/GSM接口電路、PSTN接口電路、存儲器電路和電源電路；水位計接口電路，用於連接水位計，將水位計所測水位信號傳輸至微處理器Ul ；雨量計接口電路，用於連接雨量計，將雨量計所測雨量信號傳輸至微處理器Ul ；微處理器U1，型號為MSP430F149，用於接收水位信號和雨量信號，並進行處理；存儲器電路，用於將微處理器Ul處理後的水位和雨量信號數據進行存儲；GPRS/GSM接口電路和PSTN接口電路，用於遠程設置參數或遠程查詢、傳送、監測水位和雨量信號數據；電源電路，用於對微處理器U1、水位計接口電路、雨量計接口電路、GPRS/GSM接口電路、PSTN接口電路、存儲器電路提供工作電源。作為上述技術方案的進一步改進所述GPRS/GSM接口電路包括集成電路U2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6和電容C7，集成電路U2的型號為MAX232AM，電容C3連接在集成電路U2的Cl+端與Cl-端之間， 電容C4連接在集成電路U2的C2+端與C2-端之間，電容C5連接在集成電路U2的VDD端與VCC端之間，電容C6的一端連接集成電路U2的VCC端，另一端連接集成電路U2的GND 端並經電容C7連接集成電路U2的VEE端；集成電路U2的TlIN端連接微處理器Ul的P3. 4 端，集成電路U2的T2IN端連接微處理器Ul的P3.6端，集成電路U2的RlOUT端連接微處理器Ul的P3. 5端，集成電路U2的R20UT端連接微處理器Ul的P3. 7端。所述存儲器電路包括存儲器U3、電容C8和電阻R12，存儲器U3的型號為 AT45DB081B,電容C8連接在存儲器U3的VCC端與GND端之間，電阻R12連接在存儲器U3的VCC端與/WP端之間，存儲器U3的/CS端連接微處理器Ul的P5. 0端，存儲器U3的SCK端連接微處理器Ul的P5. 3端，存儲器U3的SI端連接微處理器Ul的P5. 1端，存儲器U3的SO端連接微處理器Ul的P5. 2端，存儲器U3的/RET端連接微處理器Ul的P2. 7端。所述水位計接口電路包括集成電路TO、集成電路U6、電容C10、電容Cll和接口U7，集成電路TO、集成電路TO的型號為74HCM4，集成電路TO的VCC端經電容ClO接地，集成電路U6的VCC端經電容Cll接地，集成電路U5和集成電路U6的Yl端J5端分別接微處理器Ul的P5. 4端，集成電路U5和集成電路U6的Y2端、Y6端分別接微處理器Ul的P5. 5端，集成電路U5和集成電路U6的TO端、Y7端分別接微處理器Ul的P5. 6端，集成電路U5和集成電路U6的W端、Y8端分別接微處理器Ul的P5. 7端；集成電路U5的Al端、A2端、A3端、A4端、A5端、A6端、A7端和A8端依次接接口 U7的1端至8端，集成電路U6的Al端、A2端、A3端、A4端、A5端、A6端、A7端和A8端依次接接口 U7的9端至16端，接口 U7用來連接水位計。所述雨量計接口電路包括電感L、光電耦合器Ul 1、電阻R9、電阻RlO、電阻Rl 1、二極體D3、電容C18和接口 U10，光電耦合器Ul 1的一個輸入端接電感L與電阻R9的一端，光電耦合器Ull的另一個輸入端經電容C18接地並接電阻RlO的一端，光電耦合器Ull的一個輸出端接地，另一個輸出端接微處理器Ul的P2. 2端與電阻Rll的一端，電阻R9、電阻RlO和電阻Rll的另一端接電源，電感L的另一端接接口 UlO的3腳，接口 UlO的2腳接地，接口 UlO的1腳經二極體D3接電源，接口 UlO用來接雨量計。所述PSTN接口電路包括數據機U12、接口 U13，數據機U12的3腳接微處理器Ul的P3. 6端，數據機U12的4腳接微處理器Ul的P3. 7端，19腳、20腳及21腳、22腳分別並聯後接接口 U13，接口 U13用來接電話線。所述電源電路包括三端穩壓器U8、三端穩壓器U9、電容C12、電容C13、電容C14、電容C15、電容C16、電容C17、電阻R8、發光二級管Dl和穩壓二極體D2，三端穩壓器U9的輸入端經開關K接電源並接電容C14、電容C15的一端，電容C14、電容C15的另一端接地，三端穩壓器U9的輸出端經並聯的電容C16、電容C17接地並接電阻R8的一端和三端穩壓器U8的輸入端，穩壓二極體D2連接在三端穩壓器W的輸出端與三端穩壓器U9的公共端之間，電阻R8的另一端經發光二級管Dl接地，電容C12、電容C13連接在三端穩壓器U8的輸出端與地之間。所述微處理器Ul連接有PS2接口和PC機串口接口，用來連接鍵盤和外接PC機以讀取數據或寫入數據。本實用新型採用以上技術方案，與現有技術相比，具有以下優點充分利用電信有線公網和GPRS/GSM無線公網，由採集儀為基本測報設備完成測站數據採集，以水情信息分中心為匯集點，組成星形報汛通信網，並通過電信廣域網實時、動態地將汛情信息進行傳輸處理，形成切實的報汛組網，數據傳輸及時、準確、靈活；採用自動或人工置數兩種方式傳輸雨、水情信息，接收設備安裝在水情分中心，接收採集儀發送的信息並進行處理；採用有線與無線兩種傳輸通道，兩種信道之間可以自動相互轉換，互為備份，提高了報汛採集儀信息傳輸的安全性，可以對終端採集儀的各項參數進行遠程設置，監測各測站採集儀工作狀態；[0023]設置大容量固態存儲器，可存儲4年以上的雨量、水位數據，以備核查和讀取；PS2接口和PC機串口接口可以用來連接鍵盤和外接PC機以讀取數據或寫入數據， 使用方便。
以下結合附圖和實例對本實用新型進行詳細說明。
附圖1為本實用新型實例中水文信息採集儀的電路框圖；附圖2為本實用新型實例中微處理器的電路結構圖；附圖3為本實用新型實例中GPRS/GSM接口電路的電路原理圖；附圖4為本實用新型實例中存儲器電路的電路原理圖；附圖5為本實用新型實例中時鐘電路的電路原理圖；附圖6為本實用新型實例中水位計接口電路的電路原理圖；附圖7為本實用新型實例中雨量計接口電路的電路原理圖；附圖8為本實用新型實例中PSTN接口電路的電路原理圖；附圖9為本實用新型實例中電源電路的電路原理圖。
具體實施方式
實施例，如圖1所示，水文信息採集儀，包括電連接的微處理器U1、水位計接口電路、雨量計接口電路、GPRS/GSM接口電路、PSTN接口電路、時鐘電路、存儲器電路和電源電路；水位計接口電路，用於連接水位計，將水位計所測水位信號傳輸至微處理器Ul ；雨量計接口電路，用於連接雨量計，將雨量計所測雨量信號傳輸至微處理器Ul ；存儲器電路，用於將微處理器Ul處理後的水位和雨量信號數據進行存儲；GPRS/GSM接口電路和PSTN接口電路，用於遠程設置參數或遠程查詢、傳送、監測水位和雨量信號數據；電源電路，用於對微處理器U1、水位計接口電路、雨量計接口電路、GPRS/GSM接口電路、PSTN接口電路、存儲器電路提供工作電源。如圖2所示，微處理器Ul的型號為MSP430F149，用於接收水位信號和雨量信號，並進行處理；微處理器Ul的1端接3. 3V電源並經並聯的電容Cl、電容C2接地，微處理器Ul 的1端與64端之間連接電阻R1。如圖3所示，GPRS/GSM接口電路包括集成電路U2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6和電容C7，集成電路U2的型號為MAX232AM，電容C3連接在集成電路U2的Cl+端與 Cl-端之間，電容C4連接在集成電路U2的C2+端與C2-端之間，電容C5連接在集成電路 U2的VDD端與VCC端之間，電容C6的一端連接集成電路U2的VCC端，另一端連接集成電路 U2的GND端並經電容C7連接集成電路U2的VEE端；集成電路U2的TlIN端連接微處理器 Ul的P3. 4端，集成電路U2的T2IN端連接微處理器Ul的P3. 6端，集成電路U2的RlOUT端連接微處理器Ul的P3.5端，集成電路U2的R20UT端連接微處理器Ul的P3.7端。如圖4所示，存儲器電路包括存儲器U3、電容C8和電阻R12，存儲器U3的型號為 AT45DB081B,電容C8連接在存儲器U3的VCC端與GND端之間，電阻R12連接在存儲器U3的VCC端與/WP端之間，存儲器U3的/CS端連接微處理器Ul的P5. 0端，存儲器U3的SCK端連接微處理器Ul的P5. 3端，存儲器U3的SI端連接微處理器Ul的P5. 1端，存儲器U3的SO端連接微處理器Ul的P5. 2端，存儲器U3的/RET端連接微處理器Ul的P2. 7端。如圖5所示，時鐘電路包括時鐘晶片U4、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C9，時鐘晶片U4的型號為DS12887，時鐘晶片U4的M端接電源，24端與19端之間連接電阻R6，19端經電阻R7接微處理器Ul的P2. 1端，18端經電阻R2接電源，1端和12端經電容C9接電源，14端經電阻R3接微處理器Ul的P3. 1端，13端經電阻R4接微處理器Ul的P3. 0端，17端經電阻R5接微處理器Ul的P3. 3端。如圖6所示，水位計接口電路包括集成電路TO、集成電路TO、電容C10、電容Cll和接口 U7，集成電路TO、集成電路TO的型號為74HCM4，集成電路TO的VCC端經電容ClO接地，集成電路U6的VCC端經電容Cll接地，集成電路U5和集成電路U6的Yl端、Y5端分別接微處理器Ul的P5. 4端，集成電路U5和集成電路U6的Y2端、Y6端分別接微處理器Ul的P5. 5端，集成電路U5和集成電路U6的TO端、Y7端分別接微處理器Ul的P5. 6端，集成電路U5和集成電路U6的W端、Y8端分別接微處理器Ul的P5. 7端；集成電路U5的Al端、A2端、A3端、A4端、A5端、A6端、A7端和A8端依次接接口 U7的1端至8端，集成電路U6的Al端、A2端、A3端、A4端、A5端、A6端、A7端和A8端依次接接口 U7的9端至16端，接口 U7用來連接水位計。如圖7所示，雨量計接口電路包括電感L、光電耦合器Ul 1、電阻R9、電阻RlO、電阻Rl 1、二極體D3、電容C18和接口 U10，光電耦合器Ul 1的一個輸入端接電感L與電阻R9的一端，光電耦合器Ull的另一個輸入端經電容C18接地並接電阻RlO的一端，光電耦合器Ull的一個輸出端接地，另一個輸出端接微處理器Ul的P2. 2端與電阻Rll的一端，電阻R9、電阻RlO和電阻Rll的另一端接電源，電感L的另一端接接口 UlO的3腳，接口 UlO的2腳接地，接口 UlO的1腳經二極體D3接電源，接口 UlO用來接雨量計。如圖8所示，PSTN接口電路包括數據機U12、接口 U13，數據機U12的3腳接微處理器Ul的P3. 6端，數據機U12的4腳接微處理器Ul的P3. 7端，19腳、20腳及21腳、22腳分別並聯後接接口 U13，接口 U13用來接電話線。如圖9所示，電源電路包括三端穩壓器U8、三端穩壓器U9、電容C12、電容C13、電容C14、電容C15、電容C16、電容C17、電阻R8、發光二級管Dl和穩壓二極體D2，三端穩壓器U9的輸入端經開關K接電源並接電容C14、電容C15的一端，電容C14、電容C15的另一端接地，三端穩壓器U9的輸出端經並聯的電容C16、電容C17接地並接電阻R8的一端和三端穩壓器U8的輸入端，穩壓二極體D2連接在三端穩壓器U9的輸出端與三端穩壓器U9的公共端之間，電阻R8的另一端經發光二級管Dl接地，電容C12、電容C13連接在三端穩壓器U8的輸出端與地之間。
權利要求1.水文信息採集儀，其特徵在於所述水文信息採集儀包括電連接的微處理器U1、水位計接口電路、雨量計接口電路、GPRS/GSM接口電路、PSTN接口電路、存儲器電路和電源電路；水位計接口電路，用於連接水位計，將水位計所測水位信號傳輸至微處理器Ul ；雨量計接口電路，用於連接雨量計，將雨量計所測雨量信號傳輸至微處理器Ul ；微處理器U1，型號為MSP430F149，用於接收水位信號和雨量信號，並進行處理；存儲器電路，用於將微處理器Ul處理後的水位和雨量信號數據進行存儲；GPRS/GSM接口電路和PSTN接口電路，用於遠程設置參數或遠程查詢、傳送、監測水位和雨量信號數據；電源電路，用於對微處理器Ul、水位計接口電路、雨量計接口電路、GPRS/GSM接口電路、PSTN接口電路、存儲器電路提供工作電源。
2.如權利要求1所述的水文信息採集儀，其特徵在於所述GPRS/GSM接口電路包括集成電路U2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6和電容C7，集成電路U2的型號為MAX232AM， 電容C3連接在集成電路U2的Cl+端與Cl-端之間，電容C4連接在集成電路U2的C2+端與 C2-端之間，電容C5連接在集成電路U2的VDD端與VCC端之間，電容C6的一端連接集成電路U2的VCC端，另一端連接集成電路U2的GND端並經電容C7連接集成電路U2的VEE端； 集成電路U2的TlIN端連接微處理器Ul的P3.4端，集成電路U2的T2IN端連接微處理器 Ul的P3. 6端，集成電路U2的RlOUT端連接微處理器Ul的P3. 5端，集成電路U2的R20UT 端連接微處理器Ul的P3. 7端。
3.如權利要求1所述的水文信息採集儀，其特徵在於所述存儲器電路包括存儲器U3、 電容C8和電阻R12，存儲器U3的型號為AT45DB081B，電容C8連接在存儲器U3的VCC端與 GND端之間，電阻R12連接在存儲器U3的VCC端與/WP端之間，存儲器U3的/CS端連接微處理器Ul的P5. 0端，存儲器U3的SCK端連接微處理器Ul的P5. 3端，存儲器U3的SI端連接微處理器Ul的P5. 1端，存儲器U3的SO端連接微處理器Ul的P5. 2端，存儲器U3的 /RET端連接微處理器Ul的P2. 7端。
4.如權利要求1所述的水文信息採集儀，其特徵在於所述水位計接口電路包括集成電路U5、集成電路TO、電容C10、電容Cll和接口 U7，集成電路TO、集成電路TO的型號為 74HC244,集成電路U5的VCC端經電容ClO接地，集成電路U6的VCC端經電容Cll接地，集成電路U5和集成電路U6的Yl端、Y5端分別接微處理器Ul的P5. 4端，集成電路U5和集成電路U6的Y2端、Y6端分別接微處理器Ul的P5. 5端，集成電路U5和集成電路U6的TO 端、Y7端分別接微處理器Ul的P5. 6端，集成電路U5和集成電路U6的W端、Y8端分別接微處理器Ul的P5. 7端；集成電路U5的Al端、A2端、A3端、A4端、A5端、A6端、A7端和A8 端依次接接口 U7的1端至8端，集成電路U6的Al端、A2端、A3端、A4端、A5端、A6端、A7 端和A8端依次接接口 U7的9端至16端，接口 U7用來連接水位計。
5.如權利要求1所述的水文信息採集儀，其特徵在於所述雨量計接口電路包括電感 L、光電耦合器U11、電阻R9、電阻R10、電阻R11、二極體D3、電容C18和接口 U10，光電耦合器Ull的一個輸入端接電感L與電阻R9的一端，光電耦合器Ull的另一個輸入端經電容 C18接地並接電阻RlO的一端，光電耦合器Ull的一個輸出端接地，另一個輸出端接微處理器Ul的P2. 2端與電阻Rll的一端，電阻R9、電阻RlO和電阻Rll的另一端接電源，電感L的另一端接接口 Uio的3腳，接口 UlO的2腳接地，接口 UlO的1腳經二極體D3接電源，接口 UlO用來接雨量計。
6.如權利要求1所述的水文信息採集儀，其特徵在於所述PSTN接口電路包括數據機U12、接口 U13，數據機U12的3腳接微處理器Ul的P3. 6端，數據機U12的4腳接微處理器Ul的P3. 7端，19腳、20腳及21腳、22腳分別並聯後接接口 U13，接口 U13用來接電話線。
7.如權利要求1所述的水文信息採集儀，其特徵在於所述電源電路包括三端穩壓器U8、三端穩壓器U9、電容C12、電容C13、電容C14、電容C15、電容C16、電容C17、電阻R8、發光二級管Dl和穩壓二極體D2，三端穩壓器U9的輸入端經開關K接電源並接電容C14、電容C15的一端，電容C14、電容C15的另一端接地，三端穩壓器U9的輸出端經並聯的電容C16、電容C17接地並接電阻R8的一端和三端穩壓器U8的輸入端，穩壓二極體D2連接在三端穩壓器U9的輸出端與三端穩壓器U9的公共端之間，電阻R8的另一端經發光二級管Dl接地，電容C12、電容C13連接在三端穩壓器U8的輸出端與地之間。
8.如權利要求1-7其中之一所述的水文信息採集儀，其特徵在於所述微處理器Ul連接有PS2接口和PC機串口接口，用來連接鍵盤和外接PC機以讀取數據或寫入數據。
專利摘要本實用新型涉及一種水文信息採集儀，包括微處理器U1、水位計接口電路、雨量計接口電路、GPRS/GSM接口電路、PSTN接口電路、存儲器電路和電源電路；水位計接口電路將水位計所測水位信號傳輸至微處理器U1；雨量計接口電路將雨量計所測雨量信號傳輸至微處理器U1；微處理器U1用於接收水位信號和雨量信號，並進行處理；存儲器電路用於將微處理器U1處理後的水位和雨量信號數據進行存儲；GPRS/GSM接口電路和PSTN接口電路用於遠程設置參數或遠程查詢、傳送、監測水位和雨量信號數據；電源電路用於對微處理器U1、水位計接口電路、雨量計接口電路、GPRS/GSM接口電路、PSTN接口電路、存儲器電路提供工作電源，數據傳輸及時、準確、靈活，使用方便。
文檔編號G01C13/00GK202177378SQ201120313820
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月24日 優先權日2011年8月24日
發明者王金良 申請人:濰坊大禹水文科技有限公司