一体化可移动LED水文监测系统技术方案

一体化可移动LED水文监测系统，包括用于检测地面积水深度的水位传感器，所述水位传感器通过RS-485总线连接主板CPU，所述主板CPU通过LED驱动电路连接LED显示屏，所述主板CPU通过报警灯驱动电路连接LED报警灯，所述LED驱动电路、LED显示屏通过电源变换电路连接锂电池。本实用新型专利技术一体化可移动LED水文监测系统，采用结构化设计，拆装维护方便；采用锂电池供电，无需市电；且运输方便，可随时通过交通工具部署到需要的位置即可投入使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术一体化可移动LED水文监测系统，涉及城市水文监测领域。
技术介绍
水文监测是用于水文部门对江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数进行实时监测。城市水文监测用于现代城市防洪、防涝、抢险等的配套服务，城市水文监测所用水位计检测设备也是多种形式，按测量方式分为:雷达测量方式、压阻传感器测量方式、电子水尺方式等。目前所见到市面上的城市水文监测一般都是固定安装在需要监测的低洼积水位置，比如:城市内涵洞、桥梁下、低洼路段等地方，对于其他新的需要监测的地点要重新规划监测点的建设。目前市场上常见的水文监测站点一般都是固定式样的，在低洼地直接进行土建检测检测站点，电源供应也基本上都是220V市电。
技术实现思路
本技术提供一种一体化可移动LED水文监测系统，采用结构化设计，拆装维护方便；采用锂电池供电，无需市电；且运输方便，可随时通过交通工具部署到需要的位置即可投入使用。本技术采取的技术方案为:一体化可移动LED水文监测系统，包括用于检测地面积水深度的水位传感器，所述水位传感器通过RS-485总线连接主板CPU，所述主板CPU通过LED驱动电路连接LED显示屏，所述主板CPU通过报警灯驱动电路连接LED报警灯，所述LED驱动电路、LED显示屏通过电源变换电路连接锂电池。所述主板CPU内置有含汉字和ASC码的点阵数据的FLASH芯片。所述LED显示屏设有12接口。所述LED报警灯内设有电机，电机轴上安装有两个反光碗。所述主板CPU通过串口模块连接PC上位机。所述主板CPU设有定时器。所述主板CPU为32位ARM处理器。所述水位传感器为YLN-Z1058T型投入式水位传感器。本技术一体化可移动LED水文监测系统，整个系统采用的是锂电池供电，锂电池单位功率密度是铅酸电池的二倍。同样容量，电池体积只有其一半，这大大降低系统整体重量，方便监测站点的移动和运输。应急站点显示屏采用的工业级LED显示屏，配合机箱的防水性能，使监测站点整体防护等级达到IP65，可适应任何天气情况下使用。本技术一体化可移动LED水文监测系统，采用移动部署，通过高性能大容量锂电池供电，可随时通过交通工具部署在任何需要检测水位的地方，到达现场后只需约10分钟的基本操作就可以是一体式监测站进入运行状态。【附图说明】图1为本技术系统模块连接框图；图2为本技术系统的LED驱动电路图。图3为本技术系统的报警灯驱动电路图。图4为本技术系统的电源变换电路图。图5为本技术系统的主板CPU电路图。【具体实施方式】如图1~图5所示，一体化可移动LED水文监测系统，包括用于检测地面积水深度的水位传感器，所述水位传感器通过RS-485总线连接主板CPU，所述主板CPU通过LED驱动电路连接LED显示屏，所述主板CPU通过报警灯驱动电路连接LED报警灯，所述LED驱动电路、LED显示屏通过电源变换电路连接锂电池。所述水位传感器为YLN-Z1058T型投入式水位传感器。LED驱动电路图如图2所示，图中IC2.1C3就是三态缓冲驱动门，用于驱动LED显示屏刷新数据。图中SPI1_SCK、SPI2_SCK、SPI3_SCK信号就是用来模拟LED驱动时序的CPU1 端口。报警灯驱动电路图如图3所示，当主CPU采集到的水位值大于设定的报警水位值时，CPU的EX_POWR2引脚就输出高电平，对应的EX_FMQ_VCC引脚输出12V电源驱动报警灯，产生声光报警效果。电源变换电路如图4所示，Li_Po_Bat为12V锂电池电源端，LM2678高效率的5A降压电压稳压器。它内部集成了一个固定的振荡器，只须极少外围器件便可构成一种高效的稳压电路，可大大减小散热片的体积，而在大多数情况下不需散热片；内部有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等；通过内部斩波震荡变换为5V电源供应主板电路。本技术系统通过YLN-Z1058T型投入式水位传感器检测地面积水深度，系统内主板CPU每隔1000毫秒通过RS-485总线发送一读取数据的Modbus命令，水位传感器接收到对应指令数据后，校验并解码成功后，把对应的水位值通过Modbus总线返回给主板CPUo主板CPU在通讯失败时，最多重试三次读取水位指令，保证数据的完整性。水位数据读取上来后，水位数值还要经过编码转换才能发送到LED显示屏上显示出来。主板CPU内置有一套汉字和ASC码的点阵数据，这些点阵数据在编程的时候通过编程器烧写在CPU内的FLASH存储空间中。数据转换时，主板CPU读取水位数值后，把对应的数值的ASC提取出来，通过在ASC码表的顺序，定位到对应数值位置提取对应ASC数值的点阵数据即可。LED显示屏采用市面标准的12接口，通过动态的不停扫描使数字显示在LED显示屏上。主板CPU通过设置定时时间为20ms的定时器，每秒刷新50次，这可减小画面的闪烁。主板CPU采集到水位值后，进行数值判断，如超过设定的报警水位值后，通过一个1引脚输出高电平驱动一个功率MOS管导通，MOS管导通后12V电就加载在杆顶上的LED报警灯，此时LED报警灯点亮，内部的12V电机也通电旋转，电机轴上安装的两个反光碗跟着旋转，将LED光线反射出去，以达到闪烁的视觉效果，以引起过往行人的注意。本技术系统的主板CPU系统采用32位高性能ARM处理器CPU为核心，通过485通信芯片读取投入式水位传感器采集的水位信息。IC2(74HC245)、IC4芯片(74HC245)这两种芯片是典型的CMOS型三态缓冲门电路，用于信号的整形、放大。由于单片机或CPU的数据/地址/控制总线端口都有一定的负载能力，如果负载超过其负载能力，一般应加驱动器。)推动LED显示屏显示采集到的水位信息及其他一些提示信息。本技术系统可外接开关量类型的翻斗式雨量计，通过光电耦合器IC6把信号隔离放大后输入到CPU外部中断口，进行翻斗雨量的计数。本技术系统的显示亮度可根据环境光线的强弱进行自动调节，这种自动调节是依据电路中R7\R9两个电阻的分压比进行的，电路中R9是一枚光敏电阻，这颗电阻装配在机箱壳体外壳的透明窗口上，用于感知外部光线的变化。光线越强，R9的电阻越大，PH_AD点的电压也就越大，CPU检测到电压变化后，就调节LED显示屏的刷新速率，使屏幕的亮度适应外部环境变化。本技术系统采用锂电池供电，锂电池充满电在15.8V，截止电压在11.2V左右，在电压不足时要在LED显示屏上进行提示，电路中R8/R10电阻就是进行电压检测的，通过对电池电压的分压，送入CPU的AD采集口进行AD转换，得到电池电压。CPU运行时一直和设定的千电压值是进行判断，如小于设置值后就进行显示提示，电量不足，需要进行充电。为了适应不同用户单位的使用需求，本技术系统设置了串口模块，进行提示信息数据的更新设置用。通过上位机对开机画面和其他一些提示文本信息进行设置。上位机也可对系统参数进行设置和查看。【主权项】1.一体化可移动LED水文监测系统，包括用于检测地面积水深度的水位传感器，其特征在于，所述水位传感器通过RS-485总线连接主板CPU，所述主板CPU通过LED驱动电路连接LED显示屏，所述主板CPU通过报警灯驱动电路连接LED报警灯，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一体化可移动LED水文监测系统，包括用于检测地面积水深度的水位传感器，其特征在于，所述水位传感器通过RS‑485总线连接主板CPU，所述主板CPU通过LED驱动电路连接LED显示屏，所述主板CPU通过报警灯驱动电路连接LED报警灯，所述LED驱动电路、LED显示屏通过电源变换电路连接锂电池。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张新强，
申请(专利权)人：湖北亿立能科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42