CN206311783U - 一种无线雨量报警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无线雨量报警系统，其技术特点是：包括室内雨量报警装置和室外雨量检测装置，所述室内雨量报警装置与室外雨量检测装置通过433MHz频段信号连接在一起，所述室外雨量检测装置与雨量传感器连接在一起。本实用新型的室外雨量检测装置与室内雨量报警装置之间采用ISM频段的无线射频信号进行雨量监测数据传输，室内雨量报警装置安装位置可灵活选择，具有安装简单、安装成本低的特点，可实现24小时自动化观测、发生情况自动报警功能，从而在很大程度上提高了工作效率,也减少了人工观测上的失误，方便有关人员即时了解情况提前做好应急准备。

Description

一种无线雨量报警系统

技术领域

本实用新型属于气象水文监测技术领域，尤其是一种无线雨量报警系统。

背景技术

近年来，受特殊的自然地理环境、极端灾害性天气以及经济社会活动等多种因素的共同影响，各大山丘区洪水、泥石流、滑坡灾害频发，造成的人员伤亡、财产损失和基础设施损毁、生态环境破坏十分严重。山洪灾害已经成为我国防洪减灾工作中亟待解决的突出问题，加快山洪灾害防治是关系经济社会发展全局的一项重大而紧迫的任务。山洪灾害频繁发生，提前预知并尽快转移，减少人员伤亡及财产损失成为重中之重。

雨量报警器是一种可以提前预知灾害性降水天气的监测仪器。其通过对降水的实时监测，并根据当地降水年鉴的相关数据，可自动判断出是否提示预警并给出相应预警类型及等级。因此通过使用雨量报警器可以有效地帮助我们尽可能减少灾害性降水带来人员、财产损失，是广大基层县、乡(镇)、村、水库防洪应急的有效预警装备。

目前市场上大多数雨量报警系统产品都是采用有线传输方式。如图2所示，该系统通常由雨量报警器和翻斗式雨量传感器通过信号电缆构成。正常工作时，翻斗式雨量传感器通过信号线缆把导通脉冲直接传输至雨量报警器，雨量报警器以一定规则对脉冲信号个数进行统计和存储,并在达到预设定的报警条件时发出报警。虽然采用上述有线传输在产品设计过程中更加容易，但是，有线传输方式在安装布线的过程中会比较复杂，在远距离传输时会因为需要布置较长的信号线缆而导致安装成本的增加，同时也增加了系统发生故障的概率。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、可靠性高且安装使用方便的无线雨量报警系统。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种无线雨量报警系统，包括室内雨量报警装置和室外雨量检测装置，所述室内雨量报警装置与室外雨量检测装置通过433MHz频段信号连接在一起，所述室外雨量检测装置与雨量传感器连接在一起。

所述室内雨量报警装置包括充电电池、电池充电管理芯片、稳压芯片、语音功率放大器芯片及扬声器、FLASH数据存储器、微控制器、无线数据传输模块、时钟模块、液晶显示屏和按键；所述微控制器分别与充电电池、稳压芯片、语音功率放大器芯片、FLASH数据存储器、无线数据传输模块、时钟模块、液晶显示屏和按键相连接，所述稳压芯片和充电电池均与电池充电管理模块相连接，该电池充电管理模块通过AC-DC充电器连接220V交流电源，所述语音功率放大器芯片连接扬声器并通过扬声器进行播放。

所述微控制器还连接一GSM短信模块，该GSM短信模块采用SIM900A GSM/GPRS无线数据传输模块。

所述微控制器采用STM8L152C6T6单片机，所述充电电池采用4000mAH大容量锂电池，所述充电管理芯片采用TP4056充电管理芯片，所述稳压芯片采用HT7533线性电源稳压芯片；所述语音功率放大器芯片采用NV020语音播放专用芯片；所述扬声器采用3W 8Ω纸盆扬声器；所述FLASH数据存储器采用AT45DB161D芯片，所述时钟模块采用DS1302时钟专用芯片；所述无线数据传输模块采用具有高发射功率和高接收灵敏度的433MHz无线数传模块；所述液晶显示屏采用128×64点阵式单色液晶显示屏。

所述室外雨量检测装置包括太阳能电池板、太阳能充电管理芯片、稳压芯片、蓄电池、微控制器、翻斗式雨量传感器、无线数据传输模块，所述太阳能电池板分别与太阳能充电管理芯片、稳压芯片相连接，所述太阳能充电管理芯片通过蓄电池与稳压芯片相连接，该稳压芯片连接微控制器为其供电，该微控制器分别与翻斗式雨量传感器、无线数据传输模块相连接。

所述微控制器采用STM8L051F3P6单片机，所述太阳能电池板采用18V 5W多晶硅电池板；所述太阳能充电管理芯片采用CN3722降压模式充电管理集成电路；所述稳压芯片采用HT7533稳压芯片；所述无线数据传输模块采用433MHz无线数传模块；所述蓄电池采用12V1Ah铅酸蓄电池。

所述雨量传感器为翻斗式雨量传感器。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型的室外雨量检测装置与室内雨量报警装置之间采用ISM频段的无线射频信号进行雨量监测数据传输，室内雨量报警装置安装位置可灵活选择，具有安装简单、安装成本低的特点。

2、本实用新型供电便利：室内雨量报警装置内置可充电电池，并可同时使用外部DC 5V电源适配器供电和对内置电池充电；室外雨量检测装置使用“太阳能+蓄电池”的双电源的供电方案，可以有效保证设备得到长期、稳定的电源供应。

3、本实用新型直观性强：可随时从室内雨量报警装置液晶显示屏上获取实时降雨量、报警类型、报警级别、历史雨量值查询等信息。

4、本实用新型可进行4个时段下的、每个时段三个等级的报警雨量值设置，其应用方式灵活。

5、本实用新型可实现24小时自动化观测、发生情况自动报警功能，从而在很大程度上提高了工作效率也减少了人工观测上的失误，方便有关人员即时了解情况提前做好应急准备。

附图说明

图1是本实用新型的整体系统连接示意图；

图2是传统的有线雨量报警器系统构成示意图；

图3是本实用新型的室内雨量报警装置电路方框图；

图4是本实用新型的室外雨量检测装置电路方框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：

一种无线雨量报警系统，如图1所示，包括室内雨量报警装置和室外雨量检测装置，室内雨量报警装置和室外雨量检测装置通过433MHz频段无线方式连接在一起，室外雨量检测装置与雨量传感器连接在一起。本系统在进行433MHz频段(ISM频段)进行雨量监测数据传输时，采用了信道频分复用技术并使用“应答/重发机制”通信协议以保证通信的可靠性。在本实施例中，雨量传感器采用翻斗式雨量传感器，在实际使用过程中，随着降雨过程的持续累积，当翻斗式雨量传感器的计量翻斗内的雨水盛积到一定数量值时，会带动计量翻斗产生翻转。而安装在计数翻斗中部的磁钢会触发磁钢上端的干簧管，导致干簧接点因磁化而瞬间闭合一次，同时在电路中产生一个导通脉冲。因此在一定的时间段内，根据产生导通脉冲的数量就可以换算出这段时间内发生的降雨量。当室外雨量检测装置收到上述脉冲信号后按规则进行统计，达到发报条件时就将雨量增量通过无线通信的方式传输给室内雨量报警装置。室内雨量报警装置将接收到雨量增量数据进行处理、存储，并在显示屏上实时显示。当达到预设定的报警条件时，室内雨量报警装置就会发出报警声，提示相关人员引起注意。

如图3所示，室内雨量报警装置包括充电电池、电池充电管理芯片、稳压芯片、语音功率放大器芯片及扬声器、大容量FLASH数据存储器、微控制器、无线数据传输模块、时钟模块、液晶显示屏、按键和GSM短信模块。所述微控制器分别与充电电池、稳压芯片、语音功率放大器芯片、大容量FLASH数据存储器、无线数据传输模块、时钟模块、液晶显示屏、按键和GSM短信模块相连接，所述稳压芯片和充电电池均与电池充电管理模块相连接，该电池充电管理模块通过AC-DC充电器(DC 5V电源适配器)连接220V交流电源，220V交流电源经AC-DC充电器得到直流5V并连接到电池管理芯片。所述语音功率放大器芯片连接扬声器并通过扬声器进行播放。在本实施例中，微控制器采用ST公司STM8L152C6T6单片机，其片内不仅集成有丰富的存储资源，而且还集成有各种实用的通信接口；充电电池选用4000mAH大容量锂电池；充电管理芯片采用TP4056充电管理芯片，由于内部采用了PMOSFET架构，加上防倒充电路，所以充电电路不需要外部添加隔离二极管；稳压芯片采用HT7533线性电源稳压芯片；语音功率放大器芯片采用NV020语音播放专用芯片；扬声器采用3W 8Ω纸盆扬声器；FLASH数据存储器采用AT45DB161D芯片，其拥有2MB容量，每页512B，适合微控制器配合使用；时钟模块采用DS1302时钟专用芯片；无线数据传输模块采用具有高发射功率和高接收灵敏度的433MHz无线数传模块；液晶显示屏采用128×64点阵式单色液晶显示屏；GSM短信模块采用SIM900A GSM/GPRS无线数据传输模块。

如图4所示，室外雨量检测装置包括太阳能电池板、太阳能充电管理芯片、稳压芯片、蓄电池、微控制器、翻斗式雨量传感器、无线数据传输模块。所述太阳能电池板分别与太阳能充电管理芯片、稳压芯片相连接，所述太阳能充电管理芯片通过蓄电池与稳压芯片相连接，该稳压芯片连接微控制器为其供电，该微控制器分别与翻斗式雨量传感器、无线数据传输模块相连接。在本实施例中，微控制器采用ST公司低功耗单片机STM8L051F3P6，具有8KB FLASH和1KB RAM存储器；太阳能电池板采用18V 5W多晶硅电池板；太阳能充电管理芯片采用CN3722降压模式充电管理集成电路；稳压芯片采用和室内雨量报警装置相同的HT7533稳压芯片；无线数据传输模块采用和室内雨量报警装置相同的433MHz无线数传模块；蓄电池采用12V 1Ah铅酸蓄电池。由于室外雨量检测装置，最大大的能耗源是无线通信模块，因此我们令该模块尽可能多的处于休眠状态，只在需要通信时进行唤醒，从而最大程度地节省能耗。

本系统的工作过程为：室内雨量报警装置平时处于休眠状态，每分钟从休眠中唤醒一次，唤醒时通过无线数据传输模块向室外雨量检测装置发出数据请求信号，然后接收室外雨量检测装置发送的雨量数据并进行存储。室内雨量报警装置配备的液晶显示屏可以显示实时雨量数据，也可供显示用户查询的历史数据；用户可以自主设置雨量报警线数量值，系统会根据具体设定的报警线数量值，在满足报警条件时进行报警，并有声光报警提示。室外雨量检测装置平时也处于休眠状态，休眠的同时会对翻斗式雨量传感器发出的、代表一定雨量值的脉冲信号进行实时监测并以一定规则进行统计；当收到室内雨量报警装置发出的数据请求信号时，室外雨量检测装置被唤醒，唤醒后再向室内雨量报警装置发出其需要的雨量数据。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种无线雨量报警系统，其特征在于：包括室内雨量报警装置和室外雨量检测装置，所述室内雨量报警装置与室外雨量检测装置通过433MHz频段信号连接在一起，所述室外雨量检测装置与雨量传感器连接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种无线雨量报警系统，其特征在于：所述室内雨量报警装置包括充电电池、电池充电管理芯片、稳压芯片、语音功率放大器芯片及扬声器、FLASH数据存储器、微控制器、无线数据传输模块、时钟模块、液晶显示屏和按键；所述微控制器分别与充电电池、稳压芯片、语音功率放大器芯片、FLASH数据存储器、无线数据传输模块、时钟模块、液晶显示屏和按键相连接，所述稳压芯片和充电电池均与电池充电管理模块相连接，该电池充电管理模块通过AC-DC充电器连接220V交流电源，所述语音功率放大器芯片连接扬声器并通过扬声器进行播放。

3.根据权利要求2所述的一种无线雨量报警系统，其特征在于：所述微控制器还连接一GSM短信模块，该GSM短信模块采用SIM900A GSM/GPRS无线数据传输模块。

4.根据权利要求2或3所述的一种无线雨量报警系统，其特征在于：所述微控制器采用STM8L152C6T6单片机，所述充电电池采用4000mAH大容量锂电池，所述充电管理芯片采用TP4056充电管理芯片，所述稳压芯片采用HT7533线性电源稳压芯片；所述语音功率放大器芯片采用NV020语音播放专用芯片；所述扬声器采用3W 8Ω纸盆扬声器；所述FLASH数据存储器采用AT45DB161D芯片，所述时钟模块采用DS1302时钟专用芯片；所述无线数据传输模块采用具有高发射功率和高接收灵敏度的433MHz无线数传模块；所述液晶显示屏采用128×64点阵式单色液晶显示屏。

5.根据权利要求1所述的一种无线雨量报警系统，其特征在于：所述室外雨量检测装置包括太阳能电池板、太阳能充电管理芯片、稳压芯片、蓄电池、微控制器、翻斗式雨量传感器、无线数据传输模块，所述太阳能电池板分别与太阳能充电管理芯片、稳压芯片相连接，所述太阳能充电管理芯片通过蓄电池与稳压芯片相连接，该稳压芯片连接微控制器为其供电，该微控制器分别与翻斗式雨量传感器、无线数据传输模块相连接。

6.根据权利要求5所述的一种无线雨量报警系统，其特征在于：所述微控制器采用STM8L051F3P6单片机，所述太阳能电池板采用18V 5W多晶硅电池板；所述太阳能充电管理芯片采用CN3722降压模式充电管理集成电路；所述稳压芯片采用HT7533稳压芯片；所述无线数据传输模块采用433MHz无线数传模块；所述蓄电池采用12V 1Ah铅酸蓄电池。

7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的一种无线雨量报警系统，其特征在于：所述雨量传感器为翻斗式雨量传感器。