一種水資源測控器的製作方法
2023-12-04 14:33:31 1
專利名稱：一種水資源測控器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於水資源遠程監測無線傳輸的技術領域。
背景技術：
水資源的缺乏已成為一個日益嚴重的問題，因此必須加強對水資源的管理。目前，水資源管理多採用費時費力的人工查表，有些較先進的水資源管理，也是通過建立無線電臺傳輸工程等，以實現對水資源井水位的監測，其缺點是造價高且數據傳輸受地形、距離的限制等。
發明內容
本實用新型的發明目的就是發明一種水資源測控器，以克服現有技術給用戶和管理部門帶來的諸多不便。
本實用新型解決技術問題所採取的技術方案是由單片機控制的水資源測控器，對照附圖進行說明，
圖1、圖2中水資源測控器由前蓋1、液晶顯示屏2、指示燈3、電源接口4、備用接口5、控制接口6、水位接口7、流量接口8、固定螺栓9、表蓋固定螺栓10、後蓋11、天線12、變壓器13、蓄電池14、控制板15和電源16組成，其中電源16固定在後蓋中間位置，變壓器13在電源16的下方，蓄電池14在變壓器13的一側，電源16、蓄電池14、變壓器13均固定在後蓋11的內部，電源接口4在後蓋11的下端，備用接口5在電源接口4的左側偏上，控制接口6在備用接口5的左側，水位接口7在控制接口6的左側，流量接口8在水位接口7的左側，並且均在後蓋11的底端位置，前蓋1和後蓋11通過表蓋固定螺栓10固定在一起，控制板15固定在前蓋1的上部，天線12在後蓋11的一側，液晶顯示屏2開在前蓋1的上部，以觀察顯示器所顯示的數據，整個水資源測控器通過固定螺栓9固定在牆體等建築物上。為了實現遠程傳輸數據，其特徵在於單片機U3 MSP430F449分別與液晶顯示電路17、液晶驅動電路18、A/D轉換電路19、電源電路20、數據通信電路21、控制電路22、模塊電路23、卡座電路24、指示燈電路25、振蕩電路26、電源檢測電路27、按鍵電路28相連接，其中液晶顯示電路17是由LCD1構成；液晶驅動電路18是由U4 TLC27L2、電阻R30～R35組成；A/D轉換電路19由U1 ADS1100、U2 FM24CL04、J1 CON2、電阻R1、R3、R4、R19、R26、電容CA1、CA6、C1、
二極體DZ1組成；電源電路20是由J8 CON6、U9 LM2576、U10 LM317M、T1 TRANS1、電感L1、極性電容CE2～CE4、CA3～CA5、CA7、電容C3～C7、電阻R2、R25、R28、R29、R50、R52、R53、R57、R58、R63、RW1、二極體D1～D6、三極體Q7組成；數據通信電路21是由三極體Q8、Q9、發光二極體TX1、RX1、穩壓二極體D7、電阻R6、R7、R40～R43、R47～R49、R51、R55、R56、電容C2、U8 SP3485CN和J2 CON2組成；控制電路22是由U5 C4001、U7 ULN2003、J9 CON3、K1、電阻R24、R45、R46、R54組成；模塊電路23是由J3 GR47、JP1、電阻R5、電容CE1組成；卡座電路24是由J10 SIM、電阻R44、電容C14、C15、穩壓二極體Z1～Z5組成；指示燈電路25是由U6ULN2003、電阻R59～R62、發光二極體LD1～LD4組成；振蕩電路26是由晶振Y1和Y2、電容C12和C13組成；電源檢測電路27是由三極體Q1～Q6、電阻R8～R18組成；按鍵電路28是由按鍵S1～S4、電阻R20～R23、R36～R39、電容C8～C11和J5組成。本實用新型的工作原理及工作流程水位計通過A/D轉換器將4～20mA水位信號傳到單片機，單片機在振蕩電路的支持下，通過處理，將有關數據傳到模塊電路，可在現場查看相應的水位信息，也可利用GPRS/GSM卡及天線通過通信網絡將數據傳到水資源管理部門的管理主機上，與此同時水錶流量值利用485接口，也通過模塊電路利用GPRS/GSM卡及天線將相應數據送到水資源管理部門的管理主機上，水資源管理部門可以根據需要，通過按鍵電路把指令送到單片機，進行初始值的設定，相應的管理部門主機可根據情況利用GPRS/GSM卡及天線通過通訊網絡控制用戶用水情況，水位數據可利用時鐘電路定期定時的存儲和發送，如果需要即時數據，則可以操作管理主機，把信息通過天線利用通信網絡，反饋給單片機，經過處理，所需數據將按原線路發送到管理主機上。
本實用新型的有益效果是採用GPRS/GSM卡在通信網絡中通過485接口傳輸數據，其突出特點是採用接收發送短消息模式，利用覆蓋面廣的GPRS/GSM公用網傳輸數據，運營維護費低，數據傳輸不受距離、地形的限制，成本低，本實用新型的應用，大大的改變了人工現場抄表的模式，節約了人力物力，提高了工作效率，可廣泛應用於水資源管理領域。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型產品外觀結構示意圖。
圖2是本實用新型產品打開前蓋的正視結構示意圖。
圖3是本實用新型產品電原理結構示意圖。
圖中1.前蓋，2.液晶顯示屏，3.指示燈，4.電源接口，5.備用接口，6.控制接口，7.水位接口，8.流量接口，9.固定螺栓，10.表蓋固定螺栓，11.後蓋，12.天線，13.變壓器，14.蓄電池，15.控制板，16.電源，17.顯示電路，18.液晶驅動電路，19.A/D轉換電路，20.電源電路，21.數據通信電路，22.控制電路，23.模塊電路，24.卡座電路，25.指示燈電路，26.振蕩電路，27.電源檢測電路，28.按鍵電路。
具體實施方式
圖3中，單片機U3 MSP430F449的1腳和100腳接電源端，98腳與99腳為接地端，7腳通過電容CA2接於地，8腳通過晶振Y2接於9腳，單片機U3的12腳～51腳分別接於LCD1的S0腳～S39腳，單片機U3的52腳～55腳分別接於LCD1的COM0腳～COM3腳，單片機U3的56腳和61腳接地並接於U1ADS1100的2腳，通過極性二極體CA6與U1 ADS1100的5腳相接，U1 ADS1100的1腳通過極性電容CA1與6腳相連，其中二極體DZ1、電阻R3及串聯在一起的電阻R1與R4是與電容CA1並聯的，然後接於J1 CON2的兩端，U1 ADS1100的3腳、4腳分別接於單片機U3的65腳與66腳，並分別接於U2 FM24CL04的6腳和5腳，其中5腳、6腳分別通過電阻R19、R26接於電源端，U2 FM24CL04的8腳為電源端，1腳～4腳與7腳為接地端，並通過電容C1接於電源端，單片機U3的57腳接於U4 TLC27L2的7腳，同時與6腳相連，並通過電阻R35接於地，單片機U3的58腳與U4 TLC27L2的1腳相接分別通過電阻R34與U4的7腳相接，經過電阻R3 3連接回到單片機U3的59腳，U4 TLC27L2的2腳與1腳相連，3腳與5腳分別通過電阻R30、R32接於電源端和地，兩者通過電阻R31相連，單片機U3的64腳經過電阻R48接於U8 SP3485CN的2腳和3腳，U8的1腳和4腳分別通過電阻R47、R40和R49、R41接於三極體Q8、Q9的基極，其中三極體Q8與Q9的發射極相接，Q8與Q9的集電極分別通過電阻R56與R55，發光二極體RX1與TX1接於地，U8的6腳與7腳通過並聯的電阻R51和穩壓二極體D7相接，並分別通過電阻R6、R7連接於J2的A、B兩端，U8的5腳為接地端並通過R43接於U8的7腳，U8的8腳分別通過電阻R42接於U8的6腳，通過電容C2接於地，單片機U3 MSP430F449的67腳～69腳分別接於U5 C4001的6腳、2腳和1腳，其中U5 C4001的6腳通過電阻R45與14腳相接並接於電源端，U5 C4001的1腳和2腳分別通過電阻R24和R46接於電源端，2腳與5腳、3腳與13腳、4腳與8腳、9腳與11腳分別相連，7腳為接地端，10腳與12腳相接後通過電阻R54接於U7的1腳，U7的8腳接地，U7的9腳與16腳接於K1兩端，其中9腳接電源，K1接於J9，單片機70腳通過電阻R50接於三極體Q7的基極，發射極接地，集電極接於U9 LM2576的5腳，並通過電阻R25與U9的1腳相接，U9的1腳通過二極體D1、T1 TRANS1接於J8的1腳～4腳，5腳與6腳通過二極體D3接地，U9 LM2576的2腳通過電感L1接於電源端，通過並聯的電容CE3、CE4、C4、二極體D4與地相接，4腳分別通過電阻R63、R58接於電源端和地端，T1 TRANS1的電源端經過二極體D2 P6KE30CA接於地，通過電阻R29接於單片機U3 MSP430F449的5腳，單片機U3 MSP430F449的6腳分別經過電阻R28、二極體D3和電阻R52接地，U10LM317M的3腳接於12V電源端，且通過電容C3接於地，同時3腳還經過二極體D5與2腳電源端相連，經過並聯在一起的電容CA5、CA7、C5～C7接於地，U10 LM317M的1腳一路經過串聯在一起的電阻R57、RW1接於地，另一路經過並聯在一起的電阻R2、二極體D6再與極性電容CA3、CA4接於地，單片機U3MSP430F449的71腳通過電阻R18接於三極體Q6的基極，發射極接地，集電極分別通過電阻R17接2.7V電源端，直接接於J3的37腳，單片機U3 MSP430F449的72腳通過電阻R12接於三極體Q4的基極，發射極接地，並通過電阻R5接於J3的39腳，集電極接於J3的14腳，單片機U3 MSP430F449的74腳接於三極體Q5的集電極，並通過電阻R13接於3.3V電源端，發射極接於地，並通過電阻R15接於基極，然後經過電阻R14連於三極體Q2的集電極，Q2的發射極接2.7V電源端，基極通過電阻R8接於J3的42腳，單片機U3 MSP430F449的75腳通過電阻R16與三極體Q1的基極相接，發射極接3.3V電源端，集電極通過電阻R10接於Q3的基極，Q3的發射極接地，並通過電阻R11接於Q3的基極，Q3的集電極直接接於J3的41腳，同時通過電阻R9接2.7V電源端，單片機U3 MSP430F449的79腳～76腳分別通過電阻R36～R39接於J5的1腳～4腳，分別通過電容C8～C11接於地，分別通過電阻R23～R20接於3.3V電源端，J5的1腳～4腳分別通過按鍵S1～S4與5腳接地端相連，單片機U3MSP430F449的82腳、95腳接於U6 ULN2003的3腳，U6的1腳與2腳分別接於J3的33腳和35腳，U6的15腳、16腳分別通過二極體LD1、LD2，電阻R59、R60連於2.7V電源端和3.6V電源端，並再次分別通過電阻R62、R61，二極體LD4、LD3接於地，U6的8腳為接地端，J3的1腳、3腳、5腳、7腳、9腳為3.6V電源端，2腳、4腳、6腳、8腳、10腳、12腳為接地端，15腳、17腳、19腳、18腳分別接於J10 SIM的1腳～3腳和7腳，並分別通過電阻R44與二極體Z5串聯、二極體Z3與電容C15並聯、二極體Z4接於地，同時J10的1腳通過二極體Z1、Z2串聯再與電容C14並聯後接地，J3的25腳通過電容CE1接於地，J3的47腳與49腳、48腳與50腳、51腳與52腳分別相連，J3的57腳、59腳、60腳分別接於JP1的1腳～3腳，J3的58腳為接地端。在製作過程中，合理的布置電路板和給單片機輸入相應的程序，按照附圖進行安裝、連接、調試，即可達到上述功能要求。
權利要求1.一種水資源測控器，其特徵在於，單片機控制的水資源測控器由前蓋(1)、液晶顯示屏(2)、指示燈(3)、電源接口(4)、備用接口(5)、控制接口(6)、水位接口(7)、流量接口(8)、固定螺栓(9)、表蓋固定螺栓(10)、後蓋(11)、天線(12)、變壓器(13)、蓄電池(14)、控制板(15)和電源(16)組成，其中電源(16)固定在後蓋(11)中間位置，變壓器(13)在電源(16)的下方，蓄電池(14)在變壓器(13)的一側，電源(16)、蓄電池(14)、變壓器(13)均固定在後蓋(11)的內部，電源接口(4)在後蓋(11)的下端，備用接口(5)在電源接口(4)的左側偏上，控制接口(6)在備用接口(5)的左側，水位接口(7)在控制接口(6)的左側，流量接口(8)在水位接口(7)的左側，並且均在後蓋(11)的底端位置，前蓋(1)和後蓋(11)通過表蓋固定螺栓(10)固定在一起，控制板(15)固定在前蓋(1)的上部，天線(12)在後蓋(11)的一側，液晶顯示屏(2)開在前蓋(1)的上部，以觀察顯示器所顯示的數據，整個水資源測控器通過固定螺栓(9)固定在牆體建築物上。
2.如權利要求1所敘述的一種水資源測控器，其特徵在於單片機(U3 MSP430F449)分別與液晶顯示電路(17)、液晶驅動電路(18)、A/D轉換電路(19)、電源電路(20)、數據通信電路(21)、控制電路(22)、模塊電路(23)、卡座電路(24)、指示燈電路(25)、振蕩電路(26)、電源檢測電路(27)、按鍵電路(28)相連接，其中液晶顯示電路(17)是由(LCD1)構成；液晶驅動電路(18)是由(U4 TLC27L2)、電阻(R30～R35)組成；A/D轉換電路(19)由(U1 ADS1100)、(U2FM24CL04)、(J1 CON2)、電阻(R1、R3、R4、R19、R26)、電容(CA1、CA6、C1)、二極體(DZ1)組成；電源電路(20)是由(J8 CON6、U9 LM2576、U10 LM317M、T1 TRANS1)、電感(L1)、極性電容(CE2～CE4、CA3～CA5、CA7)、電容(C3～C7)、電阻(R2、R25、R28、R29、R50、R52、R53、R57、R58、R63、RW1)、二極體(D1～D6)、三極體(Q7)組成；數據通信電路(21)是由三極體(Q8、Q9)、發光二極體(TX1、RX1)、穩壓二極體(D7)、電阻(R6、R7、R40～R43、R47～R49、R51、R55、R56)、電容(C2、U8 SP3485CN)和(J2 CON2)組成；控制電路(22)是由(U5 C4001、U7 ULN2003、J9 CON3、K1)、電阻(R24、R45、R46、R54)組成；模塊電路(23)是由(J3 GR47、JP1)、電阻(R5)、電容(CE1)組成；卡座電路(24)是由(J10SIM)、電阻(R44)、電容(C14、C15)、穩壓二極體(Z1～Z5)組成；指示燈電路(25)是由(U6ULN2003)、電阻(R59～R62)、發光二極體(LD1～LD4)組成；振蕩電路(26)是由晶振(Y1)和(Y2)、電容(C12)和(C13)組成；電源檢測電路(27)是由三極體(Q1～Q6)、電阻(R8～R18)組成；按鍵電路(28)是由按鍵(S1～S4)、電阻(R20～R23、R36～R39)、電容(C8～C11)和(J5)組成。
專利摘要一種水資源測控器主要解決了水資源數據的無線傳輸和水位監測數據的技術，主要解決了用戶用水，管理部門管理繁瑣的問題，它由前蓋、液晶顯示屏、指示燈、電源接口、備用接口、控制接口、水位接口、流量接口、固定螺栓、表蓋固定螺栓、後蓋、天線、變壓器、蓄電池、控制板和電源組成，本實用新型主要用於用戶用水的控制和管理，具有計量準確、性能可靠、控制靈活使用方便等功能，既有利於用戶使用又方便了管理收費，具有良好的經濟和社會效益。
文檔編號G08C17/02GK2906780SQ20062008396
公開日2007年5月30日 申請日期2006年5月11日 優先權日2006年5月11日
發明者莊革, 耿哲, 張令, 崔華棟, 邢瑞安 申請人:莊革