CN204924290U - 自然灾害自动监测系统 - Google Patents

Abstract

一种自然灾害自动监测系统，涉及一种自动监测系统，包括串口通信模块、单片机、稳压电源模块、超声波模块、温度传感器模块、测风速模块、测风向模块、上位机、报警模块、显示模块，所述的单片机的输入端分别与稳压电源模块、超声波模块、温度传感器模块、测风速模块、测风向模块连接，单片机的输出端分别与报警模块、显示模块连接，单片机的输入输出端通过串口通信模块与上位机双向连接。本实用新型可分别测定风向、风速、温度、水位等数据，测量数据经单片机处理，并传送至上位机和经显示模块显示，出现异常情况则通过报警模块报警，从而可实现多方位的自然灾害监测，其性能稳定，准确性高，成本较低，外形美观、操作方便，具有较大市场吸引力。

Description

自然灾害自动监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种自动监测系统，特别是一种自然灾害自动监测系统。

背景技术

自然灾害与防治是运用各种技术和方法,测量、监视地质灾害活动以及各种诱发因素动态变化的工作。它是预测预报地质灾害的重要依据,因此是减灾防灾的重要内容。其中核心环节是通过直接观察和仪器测量记录地质灾害发生前各种前兆现象的变化过程和地质灾害发生后的活动过程。此外,地质灾害监测还包括：对影响地质灾害形成与发展的各种动力因素的观测。如降水、气温等气象观测；水位、流量等陆地水文观测；潮位、海浪等海洋水文观测；地应力、地温、地形变、断层位移和地下水位、地下水化学成分等地质、水文地质观测等。地质灾害监测方法主要有卫星与遥感监测；地面、地下、水面、水下直接观测与仪器台网监测。不同地质灾害的监测方法和监测的有效程度不同,总的看来,地质灾害监测水平差距还比较大，远不能满足防灾减灾要求。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种可实现多方位自然灾害监测的自然灾害自动监测系统。

解决上述技术问题的技术方案是：一种自然灾害自动监测系统，包括串口通信模块、单片机、稳压电源模块、超声波模块、温度传感器模块、测风速模块、测风向模块、上位机、报警模块、显示模块，所述的单片机的输入端分别与稳压电源模块、超声波模块、温度传感器模块、测风速模块、测风向模块连接，单片机的输出端分别与报警模块、显示模块连接，单片机的输入输出端通过串口通信模块与上位机双向连接。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的单片机采用STC89C52RC单片机。

所述的稳压电源模块采用LM7805T直接输出的稳压芯片。

所述的温度传感器模块采用DS18B20温度传感器。

所述的串口通信模块采用电平转换芯片MAX232进行电平转化。

所述的测风速模块包括连接在一起的光电对管、光电编码盘。

所述的测风向模块包括转盘、磁铁、干簧管，所述的磁铁安装在转盘上，所述的干簧管与单片机的输入端连接。

所述的显示模块采用LCD1602液晶显示屏。

由于采用上述结构，本实用新型之自然灾害自动监测系统与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.可实现多方位的自然灾害监测：

由于本实用新型包括串口通信模块、单片机、稳压电源模块、超声波模块、温度传感器模块、测风速模块、测风向模块、上位机、报警模块、显示模块，其中通过测风向模块可辨别风向，通过测风速模块可测定风速，温度直接由温度传感器模块检测，水位通过超声波模块测量，方便数据处理；这些测量数据经单片机处理，并将处理后的数据传送至上位机和经显示模块显示，如出现异常情况则通过报警模块报警。因此，本实用新型可实现多方位的自然灾害监测。

2.性能稳定：

由于本实用新型包括串口通信模块、单片机、稳压电源模块、超声波模块、温度传感器模块、测风速模块、测风向模块、上位机、报警模块、显示模块，其中单片机采用STC89C52RC单片机，与MCS-51系列的单片机在指令系统和引脚上完全兼容；片内有4k字节在线可重复编程快擦写程序存储器；三级程序存储器加密；128×8位内部RAM；32位双向输入输出线；两个十六位定时器/计数器；五个中断源,两级中断优先级；一个全双工的异步串行口；间歇和掉电两种工作方式超强抗干扰:高抗静电(ESD保护),轻松过2kV/4kV快速脉冲干扰；宽电压,不怕电源抖动。因此,本实用新型的性能比较稳定。

3.准确性高：

本系统各个模块兼容性强，其抗干扰性较强。测风速模块、测风向模块质地较硬，不易损坏。温度测量采用DS18B20温度传感器，灵敏度高，不易损坏。超声波测距模块采用了温度补偿，受温度影响较小。PCB板合理布线，提高了系统的稳定性。

4.成本较低：

由于本实用新型采用STC89C52RC单片机，STC89C52RC是一种小型单片机，其主要特点为采用Flash存贮器技术，降低了制造成本，成本较低，性价比高，具有较大市场吸引力。

5.外形美观、操作方便：

由于本实用新型的采用LCD1602液晶显示屏，在屏幕上方显示检测数据，外形不仅美观，而且其良好的人机交互界面给操作带来很大的方便。

下面，结合附图和实施方式对本实用新型之自然灾害自动监测系统的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：本实用新型之自然灾害自动监测系统的架构图。

具体实施方式

一种自然灾害自动监测系统，包括串口通信模块、单片机、稳压电源模块、超声波模块、温度传感器模块、测风速模块、测风向模块、上位机、报警模块、显示模块，所述的单片机的输入端分别与稳压电源模块、超声波模块、温度传感器模块、测风速模块、测风向模块连接，单片机的输出端分别与报警模块、显示模块连接，单片机的输入输出端通过串口通信模块与上位机双向连接。

所述的单片机采用STC89C52RC单片机，该单片机与MCS-51系列的单片机在指令系统和引脚上完全兼容；片内有4k字节在线可重复编程快擦写程序存储器；三级程序存储器加密；128×8位内部RAM；32位双向输入输出线；两个十六位定时器/计数器；五个中断源,两级中断优先级；一个全双工的异步串行口；间歇和掉电两种工作方式超强抗干扰:高抗静电(ESD保护),轻松过2kV/4kV快速脉冲干扰；宽电压,不怕电源抖动。

所述的稳压电源模块采用LM7805T直接输出的稳压芯片，本电源采用桥式全波整流、大电容滤波、三端稳压器件稳压的方法，产生直流+5V电压，交流输入经过桥式全波整流再经过电容滤波后的稳定的直流电送到三端稳压块LM7805T的Vin端，LM7805T的工作原理如下：由Vin端给它提供工作电压以后，它便可以保持其+Vout端输出恒定电压值，+Vout端一个接地的滤波电容，会使纹波抑制比大幅度地提高，非常稳定的电源。

超声波模块主要是实现超声波测量水位，该模块输出方式为PWM方式，利用单片机从控制口发一个10US以上的高电平，就可以在接收口等待高电平输出。一有输出就可以开定时器计时，当此口变为低电平时就可以读定时器的值，此时就为此次测距的时间，就可算出距离，如此周期性地测量方可移动测距。

所述的温度传感器模块采用DS18B20温度传感器，该温度传感器为DS18B20单线制总线温度传感器，因此单片机到DS18B20只需一条数据线，读、写和温度转换输出数据经一条数据线输送至单片机。

所述的测风速模块包括连接在一起的光电对管、光电编码盘，风速吹动风叶带动光电编码盘转动产生脉冲数，由单片机对脉冲数进行扑捉进而算出速度。

所述的测风向模块包括转盘、磁铁、八个干簧管，所述的磁铁安装在转盘上，所述的八个干簧管与单片机的输入端连接。其中八个干簧管固定八个方向，由磁铁转动辨别方向；干簧管的两个电极也就是两个触点，在磁场作用下被磁化相互吸合，形成闭路，可以通过电流，当磁场消失后两个触电也随之断开，形成开路，不能通过电流。八个干簧管固定在相对应的确定的方向，风吹动转盘带动磁铁转到相应的位置，相应的方向的干簧管导通，由单片机进行检测辨别风向。

报警模块：此模块采用了电磁式蜂鸣器，接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。而51单片机IO口驱动电流不够大，要经过三极管放大电流驱动蜂鸣器。

所述的串口通信模块采用电平转换芯片MAX232进行电平转化，由于单片机输出TTL电平，而电脑串行口所使用的是RS232C的电平标准，它的逻辑1电平是-3V－-12V，逻辑0电平是+3V－+12V。所以要用到电平转换芯片MAX232进行电平转化。

所述的显示模块采用LCD1602液晶显示屏，在屏幕上方显示检测数据，外形不仅美观，而且其良好的人机交互界面给操作带来很大的方便。

本实用新型的工作原理如下：

通过测风向模块可辨别风向，通过测风速模块可测定风速，温度直接由温度传感器模块检测，水位通过超声波模块测量，方便数据处理；这些测量数据经单片机处理，并将处理后的数据传送至上位机和经显示模块显示，如出现异常情况则通过报警模块报警，从而可实现多方位的自然灾害监测。

Claims (8)

1.一种自然灾害自动监测系统，其特征在于：包括串口通信模块、单片机、稳压电源模块、超声波模块、温度传感器模块、测风速模块、测风向模块、上位机、报警模块、显示模块，所述的单片机的输入端分别与稳压电源模块、超声波模块、温度传感器模块、测风速模块、测风向模块连接，单片机的输出端分别与报警模块、显示模块连接，单片机的输入输出端通过串口通信模块与上位机双向连接。

2.根据权利要求1所述的自然灾害自动监测系统，其特征在于：所述的单片机采用STC89C52RC单片机。

3.根据权利要求1所述的自然灾害自动监测系统，其特征在于：所述的稳压电源模块采用LM7805T直接输出的稳压芯片。

4.根据权利要求1所述的自然灾害自动监测系统，其特征在于：所述的温度传感器模块采用DS18B20温度传感器。

5.根据权利要求1所述的自然灾害自动监测系统，其特征在于：所述的串口通信模块采用电平转换芯片MAX232进行电平转化。

6.根据权利要求1所述的自然灾害自动监测系统，其特征在于：所述的测风速模块包括连接在一起的光电对管、光电编码盘。

7.根据权利要求1所述的自然灾害自动监测系统，其特征在于：所述的测风向模块包括转盘、磁铁、干簧管，所述的磁铁安装在转盘上，所述的干簧管与单片机的输入端连接。

8.根据权利要求1至7任一权利要求所述的自然灾害自动监测系统，其特征在于：所述的显示模块采用LCD1602液晶显示屏。