CN217787869U - 一种多参数普适型综合监测站预警一体机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多参数普适型综合监测站预警一体机，包括本体，本体顶部设置有外壳，外壳内部设置有控制集成电路板主板，外壳底部预留有扩展口E‑B、扩展口E‑A、电源口、RS485调试口，外壳底部还与电池盒连接，电池盒内置电源，电池盒上开设有电池盒电源口，本体靠下位置处还设置有太阳能板。本实用新型解决了现有技术中存在的现场设备需要配置更多的外围辅助设备的问题，形成了集成化一体式安装；以及现有设备安装工序多、施工复杂、设备单一采集、设备在无通讯信号的情况下无法上报数据的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于野外条件下地质灾害监测、尾矿库监测、大坝坝体监测、自然灾害监测的一款多参数普适型监测设备技术领域，具体涉及一种多参数普适型综合监测站预警一体机。
背景技术
目前国内针对普适型监测设备较多，主要以单一的倾角加速度、裂缝计、雨量计等传统方式进行监测。通过单参数和外置蓄电池和太阳能板供电方式进行安装监测，并且需要为蓄电池配置设备箱，无形中为项目的实施造成了监测造价高、安装困难、占地面积大等因素。并且在安装完成后长时间的运行，无法了解设备的供电情况，蓄电池有无被偷等外在因素，从而为设备后期的维护增加了一定的成本。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种多参数普适型综合监测站预警一体机，解决了现有技术中存在的现场设备需要配置更多的外围辅助设备的问题，形成了集成化一体式安装；以及现有设备安装工序多、施工复杂、设备单一采集、设备在无通讯信号的情况下无法上报数据的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，一种多参数普适型综合监测站预警一体机，包括本体，本体顶部设置有外壳，外壳内部设置有控制集成电路板主板，外壳底部预留有扩展口E-B、扩展口E-A、电源口、RS485调试口，外壳底部还与电池盒连接，电池盒内置电源，电池盒上开设有电池盒电源口，本体靠下位置处还设置有太阳能板。
本实用新型的特点还在于，
控制集成电路板主板具体结构为：包括M430CPU芯片，M430CPU芯片的输入端分别与内置传感器、外接扩展接口、多元化低功耗MEMS唤醒系统、充电瞬态电压抑制模拟电路，M430CPU芯片的输出端连接继电器后与蜂鸣器连接，M430CPU芯片的输出端还连接有无线通讯模块。
M430CPU芯片的输入端还连接有实时时钟，实时时钟又与纽扣电池连接。
M430CPU芯片的输入端与内置传感器、外接扩展接口之间还设置有晶振，晶振又与NPN型高频放大器连接，NPN型高频放大器最终与所述M430CPU芯片的输入端连接。
MPU角度芯片和HMC方位芯片共同组成了所述多元化低功耗MEMS唤醒系统，MPU角度芯片和HMC方位芯片均与所述M430CPU芯片的输入端连接。
内置传感器包括：倾角加速度传感器、拉线编码器、压电雨量传感器；所述外接扩展接口连接有雷达水位计、液位计、土壤含水率、测斜仪。
无线通讯模块为4G/5G通讯、loRa通讯、NB-lot、北斗短报文中的其中一种。
电池盒内置的电源为锂电池。
充电瞬态电压抑制模拟电路具体结构为：包括芯片PW4054，芯片PW4054的1引脚依次连接电阻R和二极管后连接至所述M430CPU芯片的输入端，所述M430CPU芯片的输入端与芯片PW4054的1引脚之间还连接有电容的一端，电容的另一端接地，芯片PW4054的4引脚同时也与所述M430CPU芯片的输入端连接，芯片PW4054的3引脚和芯片PW4054的2引脚之间串联有锂电池，锂电池的负极接地，即芯片PW4054的2引脚接地。
本实用新型的有益效果是，本实用新型性能更为稳定，计算能力更强，对于野外的各种天气下均可适用。采用多参数集成形式，可通过可通过用户的需求进行选配功能，从而达到相应的监测方式。在结构上采用一体化设计，将太阳能板和锂电池进行内置一体化设计，在安装上节省了工序和占地空间。硬件选型上采用成本低，低功耗的优点，可在连续阴雨天工作52天以上。
附图说明
图1是本实用新型一种多参数普适型综合监测站预警一体机的结构示意图；
图2是控制集成电路板主板的结构示意图；
图3是充电瞬态电压抑制模拟电路具体结构图。
图中，1.外壳，2.控制集成电路板主板，3.扩展口E-B，4.扩展口E-A，5.含水率采集外接口，6.太阳能板，7.电源口，8.RS485调试口，9.电池盒电源口，10.电池盒。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型一种多参数普适型综合监测站预警一体机，结合图1、图2，包括本体，本体顶部设置有外壳1，外壳1内部设置有控制集成电路板主板2，外壳1底部预留有扩展口E-B3、扩展口E-A4、电源口7、RS485调试口8，外壳1底部还与电池盒10连接，电池盒10内置电源，电池盒10上开设有电池盒电源口9，本体靠下位置处还设置有太阳能板6。
如图2所示，控制集成电路板主板2具体结构为：包括M430CPU芯片，M430CPU芯片的输入端分别与内置传感器、外接扩展接口、多元化低功耗MEMS唤醒系统、充电瞬态电压抑制模拟电路，M430CPU芯片的输出端连接继电器后与蜂鸣器连接，M430CPU芯片的输出端还连接有无线通讯模块。
M430CPU芯片的输入端还连接有实时时钟，实时时钟又与纽扣电池连接。
M430CPU芯片的输入端与内置传感器、外接扩展接口之间还设置有晶振，晶振又与NPN型高频放大器连接，NPN型高频放大器最终与所述M430CPU芯片的输入端连接。
MPU角度芯片和HMC方位芯片共同组成了多元化低功耗MEMS唤醒系统，MPU角度芯片和HMC方位芯片均与M430CPU芯片的输入端连接。
内置传感器包括：倾角加速度传感器、拉线编码器、压电雨量传感器；外接扩展接口连接有雷达水位计、液位计、土壤含水率、测斜仪。
无线通讯模块为4G/5G通讯、loRa通讯、NB-lot、北斗短报文中的其中一种。
电池盒10内置的电源为锂电池。
如图3所示，充电瞬态电压抑制模拟电路具体结构为：包括芯片PW4054，芯片PW4054的1引脚依次连接电阻R和二极管后连接至所述M430CPU芯片的输入端，所述M430CPU芯片的输入端与芯片PW4054的1引脚之间还连接有电容的一端，电容的另一端接地，芯片PW4054的4引脚同时也与所述M430CPU芯片的输入端连接，芯片PW4054的3引脚和芯片PW4054的2引脚之间串联有锂电池，锂电池的负极接地，即芯片PW4054的2引脚接地。
本实用新型中，太阳能板粘贴到太阳能板外接支架上，连接至充电瞬态电压抑制模拟电路上，对设备进行充放电管理，当锂电池电压低于9V是进行低电压保护停止对设备进行供电，保障电池电压不会损坏，当锂电池电压大于16V锂电池电压达到饱和，停止充电再次对电池电压进行保护。
本实用新型中，4G/5G通讯、loRa通讯、NB-lot、北斗短报文连接到控制集成电路板主板2上，实现数据在多种环境下的传输，保障数据能够有效传输回来。内置传感器和外接扩展接口所接传感器统一连接到控制集成电路板主板2上，实现数据的实施采集和多参数数据采集；MPU角度芯片和HMC方位芯片组成多元化低功耗MEMS唤醒模块，连接到控制集成电路板主板2，并且可对数据进行判断达到设备整体的唤醒功能；内置传感器主要是包括：倾角加速度传感器、拉线编码器、压电雨量传感器；外接扩展接口可接的雷达水位计、液位计、土壤含水率、测斜仪，将所接传感器数据进行采集计算后通过无线通讯模发送到软件平台；通过FLASH、M430CPU、继电器、纽扣电池、晶振、电阻电容、NPN型高频放大器等组成了控制集成电路板，在其灌装程序对内置传感器和外接扩展接口连接传感器数据进行采集、处理、计算、发送上报、并且通过计算实现MEMS唤醒加报功能，再者通过充电瞬态电压抑制模拟电路控制对锂电池的充电功能。
本产品在设计方面采用了内置锂电池和小面积太阳能板；在充电管理系统上降低了设备自身的功耗，保证了在连续阴雨天运行52天的记录；在系统运行上增加了多参数的选配功能；在接口上增加了2个外接拓展口，可外接多个传感器最大程度上增加了设备的多参数功能，解决了设备安装完成后后期维护费用大、设备难以寻找、运行状态不明确的问题；在存储上增大了设备内存系统，可保证1个月数据的存储循环存储量，以及增加了设备的历史数据上报功能解决了设备与平台连接失败后数据不连贯的问题。
Claims (9)
1.一种多参数普适型综合监测站预警一体机，其特征在于，包括本体，本体顶部设置有外壳(1)，外壳(1)内部设置有控制集成电路板主板(2)，外壳(1)底部预留有扩展口E-B(3)、扩展口E-A(4)、电源口(7)、RS485调试口(8)，外壳(1)底部还与电池盒(10)连接，电池盒(10)内置电源，电池盒(10)上开设有电池盒电源口(9)，本体靠下位置处还设置有太阳能板(6)。
2.根据权利要求1所述的一种多参数普适型综合监测站预警一体机，其特征在于，所述控制集成电路板主板(2)具体结构为：包括M430CPU芯片，M430CPU芯片的输入端分别与内置传感器、外接扩展接口、多元化低功耗MEMS唤醒系统、充电瞬态电压抑制模拟电路，M430CPU芯片的输出端连接继电器后与蜂鸣器连接，M430CPU芯片的输出端还连接有无线通讯模块。
3.根据权利要求1所述的一种多参数普适型综合监测站预警一体机，其特征在于，所述M430CPU芯片的输入端还连接有实时时钟，实时时钟又与纽扣电池连接。
4.根据权利要求2所述的一种多参数普适型综合监测站预警一体机，其特征在于，所述M430CPU芯片的输入端与内置传感器、外接扩展接口之间还设置有晶振，晶振又与NPN型高频放大器连接，NPN型高频放大器最终与所述M430CPU芯片的输入端连接。
5.根据权利要求2所述的一种多参数普适型综合监测站预警一体机，其特征在于，MPU角度芯片和HMC方位芯片共同组成了所述多元化低功耗MEMS唤醒系统，MPU角度芯片和HMC方位芯片均与所述M430CPU芯片的输入端连接。
6.根据权利要求2所述的一种多参数普适型综合监测站预警一体机，其特征在于，所述内置传感器包括：倾角加速度传感器、拉线编码器、压电雨量传感器；所述外接扩展接口连接有雷达水位计、液位计、土壤含水率、测斜仪。
7.根据权利要求2所述的一种多参数普适型综合监测站预警一体机，其特征在于，所述无线通讯模块为4G/5G通讯、loRa通讯、NB-lot、北斗短报文中的其中一种。
8.根据权利要求1所述的一种多参数普适型综合监测站预警一体机，其特征在于，所述电池盒(10)内置的电源为锂电池。
9.根据权利要求2所述的一种多参数普适型综合监测站预警一体机，其特征在于，所述充电瞬态电压抑制模拟电路具体结构为：包括芯片PW4054，芯片PW4054的1引脚依次连接电阻R和二极管后连接至所述M430CPU芯片的输入端，所述M430CPU芯片的输入端与芯片PW4054的1引脚之间还连接有电容的一端，电容的另一端接地，芯片PW4054的4引脚同时也与所述M430CPU芯片的输入端连接，芯片PW4054的3引脚和芯片PW4054的2引脚之间串联有锂电池，锂电池的负极接地，即芯片PW4054的2引脚接地。
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