CN102393195B - 水文信息采集仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水文信息采集仪，包括微处理器U1、水位计接口电路、雨量计接口电路、GPRS/GSM接口电路、PSTN接口电路、存储器电路和电源电路；水位计接口电路将水位计所测水位信号传输至微处理器U1；雨量计接口电路将雨量计所测雨量信号传输至微处理器U1；微处理器U1用于接收水位信号和雨量信号，并进行处理；存储器电路用于将微处理器U1处理后的水位和雨量信号数据进行存储；GPRS/GSM接口电路和PSTN接口电路用于远程设置参数或远程查询、传送、监测水位和雨量信号数据；电源电路用于对微处理器U1、水位计接口电路、雨量计接口电路、GPRS/GSM接口电路、PSTN接口电路、存储器电路提供工作电源，数据传输及时、准确、灵活，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于测量水文参数的装置，具体地说，涉及一种用于雨水情信息的智能化采集、传输的水文信息采集仪。
背景技术
防汛抗旱工作是关系到国计民生的一件大事，水文情报预报是防汛抗旱的耳目和参谋，是合理调度、利用和保护水资源的科学依据。而雨水情信息的及时与否主要取决于数据的采集、传输以及处理的速度。
目前，国内大部分流域机构、省（自治区）的水利部门分别研制或推广了各种型号的雨水信息采集、传输仪器，但开发应用水平参差不齐，大部分产品并不能真正的实现雨水情信息的智能化采集、传输。
发明内容
本发明要解决的问题是针对以上不足，提供一种数据传输及时、准确、灵活、使用方便的水文信息采集仪。
为解决上述问题，本发明采取了如下技术方案：水文信息采集仪，其特征在于：所述水文信息采集仪包括电连接的微处理器U1、水位计接口电路、雨量计接口电路、GPRS/GSM接口电路、PSTN接口电路、存储器电路和电源电路；
水位计接口电路，用于连接水位计，将水位计所测水位信号传输至微处理器U1；
雨量计接口电路，用于连接雨量计，将雨量计所测雨量信号传输至微处理器U1；
微处理器U1，型号为MSP430F149，用于接收水位信号和雨量信号，并进行处理；
存储器电路，用于将微处理器U1处理后的水位和雨量信号数据进行存储；
GPRS/GSM接口电路和PSTN接口电路，用于远程设置参数或远程查询、传送、监测水位和雨量信号数据；
电源电路，用于对微处理器U1、水位计接口电路、雨量计接口电路、GPRS/GSM接口电路、PSTN接口电路、存储器电路提供工作电源。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述GPRS/GSM接口电路包括集成电路U2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6和电容C7，集成电路U2的型号为MAX232AM，电容C3连接在集成电路U2的C1+端与C1-端之间，电容C4连接在集成电路U2的C2+端与C2-端之间，电容C5连接在集成电路U2的VDD端与VCC端之间，电容C6的一端连接集成电路U2的VCC端，另一端连接连接集成电路U2的GND端并经电容C7连接集成电路U2的VEE端；集成电路U2的T1IN端连接微处理器U1的P3.4端，集成电路U2的T2IN端连接微处理器U1的P3.6端，集成电路U2的R1OUT端连接微处理器U1的P3.5端，集成电路U2的R2OUT端连接微处理器U1的P3.7端。
所述存储器电路包括存储器U3、电容C8和电阻R12，存储器U3的型号为AT45DB081B，电容C8连接在存储器U3的VCC端与GND端之间，电阻R12连接在存储器U3的VCC端与/WP端之间，存储器U3的/CS端连接微处理器U1的P5.0端，存储器U3的SCK端连接微处理器U1的P5.3端，存储器U3的SI端连接微处理器U1的P5.1端，存储器U3的SO端连接微处理器U1的P5.2端，存储器U3的/RET端连接微处理器U1的P2.7端。
所述水位计接口电路包括集成电路U5、集成电路U6、电容C10、电容C11和接口U7，集成电路U5、集成电路U6的型号为74HC244，集成电路U5的VCC端经电容C10接地，集成电路U6的VCC端经电容C11接地，集成电路U5和集成电路U6的Y1端、Y5端分别接微处理器U1的P5.4端，集成电路U5和集成电路U6的Y2端、Y6端分别接微处理器U1的P5.5端，集成电路U5和集成电路U6的Y3端、Y7端分别接微处理器U1的P5.6端，集成电路U5和集成电路U6的Y4端、Y8端分别接微处理器U1的P5.7端；集成电路U5的A1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，集成电路U6的A1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用来连接水位计。
所述雨量计接口电路包括电感L、光电耦合器U11、电阻R9、电阻R10、电阻R11、二极管D3、电容C18和接口U10，光电耦合器U11的一个输入端接电感L与电阻R9的一端，光电耦合器U11的另一个输入端经电容C18接地并接电阻R10的一端，光电耦合器U11的一个输出端接地，另一个输出端接微处理器U1的P2.2端与电阻R11的一端，电阻R9、电阻R10和电阻R11的另一端接电源，电感L的另一端接接口U10的3脚，接口U10的2脚接地，接口U10的1脚经二极管D3接电源，接口U10用来接雨量计。
所述PSTN接口电路包括调制解调器U12、接口U13，调制解调器U12的3脚接微处理器U1的P3.6端，调制解调器U12的4脚接微处理器U1的P3.7端，19脚、20脚及21脚、22脚分别并联后接接口U13，接口U13用来接电话线。
所述电源电路包括三端稳压器U8、三端稳压器U9、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电阻R8、发光二级管D1和稳压二极管D2，三端稳压器U9的输入端经开关K接电源并接电容C14、电容C15的一端，电容C14、电容C15的另一端接地，三端稳压器U9的输出端经并联的电容C16、电容C17接地并接电阻R8的一端和三端稳压器U8的输入端，稳压二极管D2连接在三端稳压器U9的输出端与三端稳压器U9的公共端之间，电阻R8的另一端经发光二级管D1接地，电容C12、电容C13连接在三端稳压器U8的输出端与地之间。
所述微处理器U1连接有PS2接口和PC机串口接口，用来连接键盘和外接PC机以读取数据或写入数据。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：充分利用电信有线公网和GPRS/GSM无线公网，由采集仪为基本测报设备完成测站数据采集，以水情信息分中心为汇集点，组成星形报汛通信网，并通过电信广域网实时、动态地将汛情信息进行传输处理，形成切实的报汛组网，数据传输及时、准确、灵活；
采用自动或人工置数两种方式传输雨、水情信息，接收设备安装在水情分中心，接收采集仪发送的信息并进行处理；
采用有线与无线两种传输通道，两种信道之间可以自动相互转换，互为备份，提高了报汛采集仪信息传输的安全性，可以对终端采集仪的各项参数进行远程设置，监测各测站采集仪工作状态；
设置大容量固态存储器，可存储4年以上的雨量、水位数据，以备核查和读取；
PS2接口和PC机串口接口可以用来连接键盘和外接PC机以读取数据或写入数据，使用方便。
下面结合附图和实例对本发明进行详细说明。
附图说明
附图1为本发明实例中水文信息采集仪的电路框图；
附图2为本发明实例中微处理器的电路结构图；
附图3为本发明实例中GPRS/GSM接口电路的电路原理图；
附图4为本发明实例中存储器电路的电路原理图；
附图5为本发明实例中时钟电路的电路原理图；
附图6为本发明实例中水位计接口电路的电路原理图；
附图7为本发明实例中雨量计接口电路的电路原理图；
附图8为本发明实例中PSTN接口电路的电路原理图；
附图9为本发明实例中电源电路的电路原理图。
具体实施方式
实施例，如图1所示，水文信息采集仪，包括电连接的微处理器U1、水位计接口电路、雨量计接口电路、GPRS/GSM接口电路、PSTN接口电路、时钟电路、存储器电路和电源电路；
水位计接口电路，用于连接水位计，将水位计所测水位信号传输至微处理器U1；
雨量计接口电路，用于连接雨量计，将雨量计所测雨量信号传输至微处理器U1；
存储器电路，用于将微处理器U1处理后的水位和雨量信号数据进行存储；
GPRS/GSM接口电路和PSTN接口电路，用于远程设置参数或远程查询、传送、监测水位和雨量信号数据；
电源电路，用于对微处理器U1、水位计接口电路、雨量计接口电路、GPRS/GSM接口电路、PSTN接口电路、存储器电路提供工作电源。
如图2所示，微处理器U1的型号为MSP430F149，用于接收水位信号和雨量信号，并进行处理；微处理器U1的1端接3.3V电源并经并联的电容C1、电容C2接地，微处理器U1的1端与64端之间连接电阻R1。
如图3所示，GPRS/GSM接口电路包括集成电路U2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6和电容C7，集成电路U2的型号为MAX232AM，电容C3连接在集成电路U2的C1+端与C1-端之间，电容C4连接在集成电路U2的C2+端与C2-端之间，电容C5连接在集成电路U2的VDD端与VCC端之间，电容C6的一端连接集成电路U2的VCC端，另一端连接连接集成电路U2的GND端并经电容C7连接集成电路U2的VEE端；集成电路U2的T1IN端连接微处理器U1的P3.4端，集成电路U2的T2IN端连接微处理器U1的P3.6端，集成电路U2的R1OUT端连接微处理器U1的P3.5端，集成电路U2的R2OUT端连接微处理器U1的P3.7端。
如图4所示，存储器电路包括存储器U3、电容C8和电阻R12，存储器U3的型号为AT45DB081B，电容C8连接在存储器U3的VCC端与GND端之间，电阻R12连接在存储器U3的VCC端与/WP端之间，存储器U3的/CS端连接微处理器U1的P5.0端，存储器U3的SCK端连接微处理器U1的P5.3端，存储器U3的SI端连接微处理器U1的P5.1端，存储器U3的SO端连接微处理器U1的P5.2端，存储器U3的/RET端连接微处理器U1的P2.7端。
如图5所示，时钟电路包括时钟芯片U4、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C9，时钟芯片U4的型号为DS12887，时钟芯片U4的24端接电源，24端与19端之间连接电阻R6，19端经电阻R7接微处理器U1的P2.1端，18端经电阻R2接电源，1端和12端经电容C9接电源，14端经电阻R3接微处理器U1的P3.1端，13端经电阻R4接微处理器U1的P3.0端，17端经电阻R5接微处理器U1的P3.3端。
如图6所示，水位计接口电路包括集成电路U5、集成电路U6、电容C10、电容C11和接口U7，集成电路U5、集成电路U6的型号为74HC244，集成电路U5的VCC端经电容C10接地，集成电路U6的VCC端经电容C11接地，集成电路U5和集成电路U6的Y1端、Y5端分别接微处理器U1的P5.4端，集成电路U5和集成电路U6的Y2端、Y6端分别接微处理器U1的P5.5端，集成电路U5和集成电路U6的Y3端、Y7端分别接微处理器U1的P5.6端，集成电路U5和集成电路U6的Y4端、Y8端分别接微处理器U1的P5.7端；集成电路U5的A1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，集成电路U6的A1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用来连接水位计。
如图7所示，雨量计接口电路包括电感L、光电耦合器U11、电阻R9、电阻R10、电阻R11、二极管D3、电容C18和接口U10，光电耦合器U11的一个输入端接电感L与电阻R9的一端，光电耦合器U11的另一个输入端经电容C18接地并接电阻R10的一端，光电耦合器U11的一个输出端接地，另一个输出端接微处理器U1的P2.2端与电阻R11的一端，电阻R9、电阻R10和电阻R11的另一端接电源，电感L的另一端接接口U10的3脚，接口U10的2脚接地，接口U10的1脚经二极管D3接电源，接口U10用来接雨量计。
如图8所示，PSTN接口电路包括调制解调器U12、接口U13，调制解调器U12的3脚接微处理器U1的P3.6端，调制解调器U12的4脚接微处理器U1的P3.7端，19脚、20脚及21脚、22脚分别并联后接接口U13，接口U13用来接电话线。
如图9所示，电源电路包括三端稳压器U8、三端稳压器U9、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电阻R8、发光二级管D1和稳压二极管D2，三端稳压器U9的输入端经开关K接电源并接电容C14、电容C15的一端，电容C14、电容C15的另一端接地，三端稳压器U9的输出端经并联的电容C16、电容C17接地并接电阻R8的一端和三端稳压器U8的输入端，稳压二极管D2连接在三端稳压器U9的输出端与三端稳压器U9的公共端之间，电阻R8的另一端经发光二级管D1接地，电容C12、电容C13连接在三端稳压器U8的输出端与地之间。
Claims (6)
1.水文信息采集仪，其特征在于：所述水文信息采集仪包括电连接的微处理器U1、水位计接口电路、雨量计接口电路、GPRS/GSM接口电路、PSTN接口电路、存储器电路和电源电路；
水位计接口电路，用于连接水位计，将水位计所测水位信号传输至微处理器U1；
雨量计接口电路，用于连接雨量计，将雨量计所测雨量信号传输至微处理器U1；
微处理器U1，型号为MSP430F149，用于接收水位信号和雨量信号，并进行处理；
存储器电路，用于将微处理器U1处理后的水位和雨量信号数据进行存储；
GPRS/GSM接口电路和PSTN接口电路，用于远程设置参数或远程查询、传送、监测水位和雨量信号数据；
电源电路，用于对微处理器U1、水位计接口电路、雨量计接口电路、GPRS/GSM接口电路、PSTN接口电路、存储器电路提供工作电源；
所述水位计接口电路包括集成电路U5、集成电路U6、电容C10、电容C11和接口U7，集成电路U5、集成电路U6的型号为74HC244，集成电路U5的VCC端经电容C10接地，集成电路U6的VCC端经电容C11接地，集成电路U5和集成电路U6的Y1端、Y5端分别接微处理器U1的P5.4端，集成电路U5和集成电路U6的Y2端、Y6端分别接微处理器U1的P5.5端，集成电路U5和集成电路U6的Y3端、Y7端分别接微处理器U1的P5.6端，集成电路U5和集成电路U6的Y4端、Y8端分别接微处理器U1的P5.7端；集成电路U5的A1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，集成电路U6的A1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用来连接水位计；
所述雨量计接口电路包括电感L、光电耦合器U11、电阻R9、电阻R10、电阻R11、二极管D3、电容C18和接口U10，光电耦合器U11的一个输入端接电感L与电阻R9的一端，光电耦合器U11的另一个输入端经电容C18接地并接电阻R10的一端，光电耦合器U11的一个输出端接地，另一个输出端接微处理器U1的P2.2端与电阻R11的一端，电阻R9、电阻R10和电阻R11的另一端接电源，电感L的另一端接接口U10的3脚，接口U10的2脚接地，接口U10的1脚经二极管D3接电源，接口U10用来接雨量计。
2.如权利要求1所述的水文信息采集仪，其特征在于：所述GPRS/GSM接口电路包括集成电路U2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6和电容C7，集成电路U2的型号为MAX232AM，电容C3连接在集成电路U2的C1+端与C1-端之间，电容C4连接在集成电路U2的C2+端与C2-端之间，电容C5连接在集成电路U2的VDD端与VCC端之间，电容C6的一端连接集成电路U2的VCC端，另一端连接连接集成电路U2的GND端并经电容C7连接集成电路U2的VEE端；集成电路U2的T1IN端连接微处理器U1的P3.4端，集成电路U2的T2IN端连接微处理器U1的P3.6端，集成电路U2的R1OUT端连接微处理器U1的P3.5端，集成电路U2的R2OUT端连接微处理器U1的P3.7端。
3.如权利要求1所述的水文信息采集仪，其特征在于：所述存储器电路包括存储器U3、电容C8和电阻R12，存储器U3的型号为AT45DB081B，电容C8连接在存储器U3的VCC端与GND端之间，电阻R12连接在存储器U3的VCC端与/WP端之间，存储器U3的/CS端连接微处理器U1的P5.0端，存储器U3的SCK端连接微处理器U1的P5.3端，存储器U3的SI端连接微处理器U1的P5.1端，存储器U3的SO端连接微处理器U1的P5.2端，存储器U3的/RET端连接微处理器U1的P2.7端。
4.如权利要求1所述的水文信息采集仪，其特征在于：所述PSTN接口电路包括调制解调器U12、接口U13，调制解调器U12的3脚接微处理器U1的P3.6端，调制解调器U12的4脚接微处理器U1的P3.7端，19脚、20脚及21脚、22脚分别并联后接接口U13，接口U13用来接电话线。
5.如权利要求1所述的水文信息采集仪，其特征在于：所述电源电路包括三端稳压器U8、三端稳压器U9、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电阻R8、发光二级管D1和稳压二极管D2，三端稳压器U9的输入端经开关K接电源并接电容C14、电容C15的一端，电容C14、电容C15的另一端接地，三端稳压器U9的输出端经并联的电容C16、电容C17接地并接电阻R8的一端和三端稳压器U8的输入端，稳压二极管D2连接在三端稳压器U9的输出端与三端稳压器U9的公共端之间，电阻R8的另一端经发光二级管D1接地，电容C12、电容C13连接在三端稳压器U8的输出端与地之间。
6.如权利要求1-5其中之一所述的水文信息采集仪，其特征在于：所述微处理器U1连接有PS2接口和PC机串口接口，用来连接键盘和外接PC机以读取数据或写入数据。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: WEIFANG JINSHUI HUAYU INFORMATION TECHNOLOGY CO., Free format text: FORMER OWNER: WEIFANG DAYU HYDROLOGICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20140401 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 261031 WEIFANG, SHANDONG PROVINCE TO: 261057 WEIFANG, SHANDONG PROVINCE |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20140401 Address after: 261057 room 410, building 724, Dongfeng West Street, Weicheng Economic Development Zone, Shandong, Weifang Patentee after: Weifang Jinshui Huayu Mdt InfoTech Ltd Address before: 261031 No. 5 middle school street, Kuiwei District, Shandong, Weifang Patentee before: Weifang Dayu Hydrological Technology Co.,Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130410 Termination date: 20140824 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |