CN103064132A - 一种新型雨量报警器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型雨量报警器，包括雨量计和报警器，所述雨量计与报警器相接，报警器能实现多时段多级报警；所述报警器包括控制模块、存储模块、语音功放模块、通讯模块、语音功放模块、人机交互模块、电源控制模块以及显示模块，所控制模块分别与其他各模块相连，其中控制模块包括信号处理单元和预警单元。本发明的有益效果是功耗低、采集精度高、数据存储量大，且能实现多时段多级报警、报警方式多样，操作简单、性能更加可靠。

Description

一种新型雨量报警器

技术领域：

本发明属于智能雨量计领域，特别涉及一种新型的雨量报警器装置。

 

背景技术：

翻斗式雨量计在气象、水文、环保监测、森林生态观测中均有广泛的应用，传统的雨量计包括一个起计量作用的翻斗，通过记录翻斗翻转的次数来计量雨量的大小。而报警雨量计由室外翻斗雨量计和室内雨量报警器组成，广泛应用于降雨过程采集、记录、显示及广大山区居民防御暴雨、山洪灾害报警。

现有的报警雨量计，如专利号为CN202330743U的专利，为两种电源切换，存储量低，并且报警器和雨量计之间只有有线连接。

 

发明内容：

    为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种新型的雨量报警器，可以实现多时段多级报警，报警方式有多种，并且有大容量数据存储、USB通讯接口、音频输出、继电器控制输出等功能，具有数据采集精度高、记录数据可靠，告警及时、供电方式多样等特点。

本发明提供一种新型雨量报警器，包括雨量计、报警器和电源，所述雨量计、电源与报警器相接，所述报警器能实现多时段多级报警；

进一步地，所述报警器包括控制模块、存储模块、语音功放模块、通讯模块、语音功放模块、人机交互模块、电源管理模块以及显示模块，所控制模块分别与其他各模块相连，其中控制模块包括信号处理单元和预警单元；

进一步地，所述存储模块采用固态存储器，实现实时数据存储和历史数据存储，其中历史数据存储可存储10年的降雨记录，记录内容包括预警时段、预警级别、预警时间、累计降雨量，其中预警时间包括年、月、日、时、分；

进一步地，采用存储器FM25L256存储实时数据、存储器ST25VF032和SST25VF032存储历史数据；

进一步地，所述控制模块的预警单元用于进行雨量的预警判断和电池电压报警，其中雨量预警设置根据不同时段不同等级的阈值进行判断，超过阈值则产生报警，报警灵敏度可达到0.1mm；语音功放模块采用语音芯片和功放芯片，语音输出后可通过功放芯片放大后驱动扬声器播报报警语音，或者采用语音芯片通过继电器输出接口接外置语音报警器；所述控制模块通过SPI总线控制语音功放模块进行有选择的语音播报，同时显示模块中的对应雨强指示灯闪烁；

进一步地，所述显示模块包括指示灯显示和液晶显示；人机交互模块包括多个按键进行人机交互，通过按键可以设置查询参数；

进一步地，所述通讯模块包括USB接口；电源包括三种供电方式：交流供电、干电池和USB接口供电；电源管理模块采用自动切换供电方式控制电源；

进一步地，所述雨量计为翻斗式雨量计，包括承雨口、外筒、翻斗和干簧管，其中翻斗设有磁铁和翻斗支架，干簧管安装在与所述磁铁相对应的位置上，磁铁与干簧管的相对位置发生变化时，干簧管便产生一个脉冲信号传递给控制模块的信号处理单元。

进一步地，该信号处理单元包括三端滤波器和整形电路，所述脉冲信号经滤波后并进行脉冲整形；整形后的脉冲通过模数转换后经接口连接到控制模块的预警单元。

进一步地，所述雨量计与报警器之间的连接为有线或无线。

本发明的有益效果是本发明的雨量报警器功耗低、采集精度高、数据存储量大，且能实现多时段多级报警、报警方式多样，操作简单、性能更加可靠。

 

附图说明：

   图1是本发明中雨量报警器装置的结构框图；

   图2是本发明雨量报警器面板示意图。

 

具体实施方式：

   以下结合附图1详细说明本发明的具体实施方式：

   参见附图1，为本发明的雨量报警器的结构框图，该雨量报警器包括室外翻斗雨量计和室内报警器，其中报警器包括控制模块、存储模块、语音功放模块、通讯模块、语音功放模块、人机交互模块、电源管理模块以及显示模块，其中控制模块包括信号处理单元和预警单元。

   翻斗式雨量计包括承雨口、外筒、翻斗和干簧管，其中翻斗设有磁铁和翻斗支架，干簧管安装在与所述磁铁相对应的位置上，为了便于安装，所述磁铁和干簧管可以分别通过组件安装在所述翻斗和翻斗支架上，当所述磁铁与干簧管的相对位置发生变化时，所述干簧管可以产生一个开关信号。翻斗雨量计的干簧管与报警器的控制模块相连，当磁铁与干簧管的相对位置发生变化时，干簧管便产生一个脉冲信号传递给控制模块的信号处理单元，该信号处理单元包括三端滤波器和整形电路，所述脉冲信号经滤波后并进行脉冲整形；整形后的脉冲通过模数转换后经接口连接到预警单元；其中脉冲当量可设，计量方式为双脉冲或单脉冲，通过判断一个干簧管的状态即可，报警器计量误差<0.01%；

在本实施例中承雨口内径尺寸为200mm左右，承雨口深135mm左右，保证降雨不溅出承雨口外；干簧管采用美国Hamlin公司产的59140-1-S-02-A干簧管，其使用寿命能测量百万次降雨，保证设备的使用寿命。在正常工作条件下， MTBF（平均无故障工作时间）不小于30 000h；承雨口和外筒采用不锈钢防腐蚀材料，翻斗采用防老化和韧性好的工程塑料。

    控制模块的预警单元用于进行雨量的预警判断和电池电压报警：雨量预警设置根据不同时段不同等级的阈值进行判断，如四个时段，可以通过软件设置（0—12小时），根据预警值判断当前4时段雨量是否达到或超过不同级别的预警值，超过阈值则产生报警；语音功放模块采用语音芯片（ISD1700）负责语音输出，语音输出后可通过功放芯片放大后驱动扬声器播报报警语音，也可以通过继电器输出接口接外置语音报警器；控制模块通过SPI总线控制语音功放模块进行有选择的语音播报，可以播报时段分级降雨信息，同时显示模块对应雨强指示灯闪烁，其中黄色指示灯闪烁表示大雨告警；橙色指示灯闪烁表示暴雨告警；红色指示灯闪烁表示大暴雨告警。电池电压报警设置为当电池电压低于3.5V报警并闪烁显示模块的相应LED，高于3.8V撤警。

显示模块分为两部分（参见附图2），第一部分是指示灯，用于进行脉冲、设备状态、电池欠压告警和三级雨量告警；第二部分是点阵液晶，通过点阵液晶显示当前预警的时段、级别，预警值和实际时段雨量；以及人机交互显示。

人机交互模块包括4按键进行人机交互，通过按键可以设置查询参数。“复合键”、“上翻键”、“下翻键”和“确认键”，其中“上/下翻键”表示循环翻屏选择显示内容；“复合键”+“确认键”：进入参数设置状态；在测量状态下，液晶显示器对比度的调节方法，通过“复合键 + 上翻键”或“复合键 + 下翻键”来调节合适的对比度；正常工作状态时，使用“上翻键”和“下翻键”按键查询数据。显示顺序为：日期、时间、今日雨量、当月雨量。

存储模块采用固态存储器，包括实时数据存储和历史数据存储。在具体实施例中为U3(FM25L256)、U4(SST25VF032)和U5(SST25VF032)，其中U3负责实时数据存储，U4和U5负责历史数据，最多可存储10年的降雨记录（每年按3500mm降雨量计算），记录内容包括预警时段、预警级别、预警时间、累计降雨量，其中预警时间包括年、月、日、时、分。历史数据存储采用了数据压缩的算法，采用压缩字节的算法。

   通讯模块使用USB接口设置参数和下载历史数据，可以配合专业计算机软件实现参数设置查询、数据下载，该USB口还可以作为电源输入接口。

   电源包括三种供电方式：交流供电（AC 220V），3节1#干电池（4.5V）和USB接口供电（5V）。电源管理模块采用自动切换供电方式，增强了设备对电源的不同要求，可以实现当有外部电源供电时，电池处于停供状态，而且还实现了防止电池被充电的情况。

对于功耗较大的液晶显示、语音和功放电路进行电源控制，继电器也采用磁保持继电器，保证了在常态下工作只进行脉冲计量和必要的指示灯指示。为降低功耗指示灯也采用闪烁方式进行指示。

本设备具有雨量四时段三级报警，报警方式有语音告警、光告警、字符告警，另外具有电池电压低告警、大容量数据存储、USB通讯接口、音频输出、继电器控制输出等功能，具有数据采集精度高、记录数据可靠，告警及时、供电方式多样等特点。与人工放水简易型雨量器相比较，本套仪器无需人工放水，操作简单、性能更加可靠等优势，备受广大用户的青睐。

Claims (10)

1.  一种新型雨量报警器，包括雨量计、报警器和电源，其特征在于，所述雨量计、电源与报警器相接，所述报警器能实现多时段多级报警。

2.  根据权利要求1所述的报警器，其特征在于，所述报警器包括控制模块、存储模块、语音功放模块、通讯模块、语音功放模块、人机交互模块、电源管理模块以及显示模块，所控制模块分别与其他各模块相连，其中控制模块包括信号处理单元和预警单元。

3.根据权利要求2所述的报警器，其特征在于，所述存储模块采用固态存储器，实现实时数据存储和历史数据存储，其中历史数据存储可存储10年的降雨记录，记录内容包括预警时段、预警级别、预警时间、累计降雨量，其中预警时间包括年、月、日、时、分。

4.根据权利要求3所述的报警器，其特征在于，采用存储器FM25L256存储实时数据、存储器ST25VF032和SST25VF032存储历史数据。

5.  根据权利要求3所述的报警器，其特征在于，所述控制模块的预警单元用于进行雨量的预警判断和电池电压报警，其中雨量预警设置根据不同时段不同等级的阈值进行判断，超过阈值则产生报警；语音功放模块采用语音芯片和功放芯片，语音输出后可通过功放芯片放大后驱动扬声器播报报警语音，或者所述语音功放模块采用语音芯片通过继电器输出接口接外置语音报警器；所述控制模块通过SPI总线控制语音功放模块进行有选择的语音播报，同时显示模块中的对应雨强指示灯闪烁。

6.   根据权利要求2所述的报警器，其特征在于，所述显示模块包括指示灯显示和液晶显示；人机交互模块包括多个按键进行人机交互，通过按键可以设置查询参数。

7.  根据权利要求2所述的报警器，其特征在于，所述通讯模块包括USB接口；电源包括三种供电方式：交流供电、干电池和USB接口供电，电源管理模块采用自动切换供电方式控制电源。

8.  根据权利要求2所述的报警器，其特征在于，所述雨量计为翻斗式雨量计，包括承雨口、外筒、翻斗和干簧管，其中翻斗设有磁铁和翻斗支架，干簧管安装在与所述磁铁相对应的位置上，磁铁与干簧管的相对位置发生变化时，干簧管便产生一个脉冲信号传递给控制模块的信号处理单元。

9.  根据权利要求8所述的报警器，其特征在于，该信号处理单元包括三端滤波器和整形电路，所述脉冲信号经滤波后并进行脉冲整形；整形后的脉冲通过模数转换后经接口连接到控制模块的预警单元。

10.  根据权利要求1所述的报警器，其特征在于，所述雨量计与报警器之间的连接为有线或无线。

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