一种智能铅鱼水深测量电路及其方法技术

本发明专利技术涉及一种智能铅鱼水深测量电路及其方法，属于电子信息数据采集技术领域。本发明专利技术水深压力传感器输出端与水深压力传感器接口相连，水深压力传感器接口与运放电路输入端相连，运放电路输出端与CPU电路的模\数输入端相连，CPU电路的输出端口与开关相连，其串口通信端与ZIGBEE电路输入端相连，开关输出端分别连接水深压力传感器接口电源、运放电路电源和ZIGBEE电路电源，ZIGBEE电路射频输出端接天线。本发明专利技术解决了水文缆道测深存在的水深数据精度不高、采集不便、获取耗时长、实时性差的问题，适用于在恶劣天气环境下，水文测站要求实时便捷获取水域精确水深信息的场合。本发明专利技术结构简单、易于实现，系统功耗低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种智能铅鱼水深测量电路及其方法，属于电子信息数据采集

技术介绍
目前，水深信息对于水文测站进水情监测具有重要意义。水文缆道测深因铅鱼所受冲力分配比重参数难以确定、干绳与湿绳悬索偏角和湿绳长得测量误差、缆道位移测量误差、铅鱼重量影响而导致测深精度不高的问题，水文缆道测深依靠手动记录数据并由公式估算实际水深，因而水深数据存在较大的测量误差、采集不便、水深数据获取耗时长，特别是在恶劣天气环境下，水文缆道测深很难满足水文测站实时便捷获取水域精确水深信息的要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：本专利技术提供一种智能铅鱼水深测量电路及其方法，用于解决水文缆道测深存在的水深数据精度不高、采集不便、获取耗时长、实时性差的问题。本专利技术技术方案是：一种智能铅鱼水深测量电路，包括水深压力传感器、水深压力传感器接口、运放电路、CPU电路、ZIGBEE电路、天线和开关；所述水深压力传感器输出端与水深压力传感器接口相连，水深压力传感器接口与运放电路输入端相连，运放电路输出端与CPU电路的模\\数输入端相连，CPU电路的输出端口与开关相连，其串口通信端与ZIGBEE电路输入端相连，开关输出端分别连接水深压力传感器接口电源、运放电路电源和ZIGBEE电路电源，ZIGBEE电路射频输出端接天线。优选地，所述运放电路可以采用低损耗运放电路；CPU电路可以采用超低功耗CPU电路；开关可以采用低损耗开关；低损耗运放电路可以为功率损耗低于0.5瓦的运放电路，超低功耗CPU电路可以为CPU功耗低于20毫安的CPU电路，低损耗开关可以为功耗在0.5~8.5微瓦的开关。优选地，所述水深压力传感器可以采用5V直流供电4~20毫安输出电流的防水防腐蚀三线制压力传感器。优选地，所述水深压力传感器接口可以采用2.54毫米的三管脚可扣式插口。优选地，所述低损耗运放电路可以采用NJU77000芯片组成的电压跟随器。优选地，所述超低功耗CPU电路的处理芯片可以采用STM8L152C6T6。优选地，所述低损耗开关芯片型号可以采用MAX4066，ZIGBEE电路的芯片型号可以为CC2530，天线可以采用Whip天线。一种智能铅鱼水深测量方法，首先水深压力传感器采集水深压力数据并将其转化为额定电流数据；再通过运放电路将电流信号转换为电压信号；CPU电路根据采集到的电压信号实时计算水深压力传感器测量得到的实际水深值，并将水深值通过ZIGBEE电路无线传输给水文测站服务器。所述CPU电路先将水深值封装成16字节短包结构的数据包之后再通过ZIGBEE电路无线传输给水文测站服务器。本专利技术的工作原理是：如图1所示，所述一种智能铅鱼水深测量电路，由水深压力传感器1、水深压力传感器接口2、低损耗运放电路3、超低功耗CPU电路4、ZIGBEE电路5、天线6和低损耗开关7组成。水深压力传感器接口采用可扣式插座方便水深压力传感器的接入和供电，低损耗运放电路负责将传感器的电流信号转化为超低功耗CPU电路的AD电压输入信号，超低功耗CPU电路根据电压输入信号计算水深传感器测量得到的实际水深值并将水深值封装成16字节短包结构的数据包，通过ZIGBEE电路无线传输给水文测站服务器，低损耗开关负责在系统空闲时切断水深传感器电源、低损耗运放电路电源和ZIGBEE电路的电源，降低系统功耗。低损耗指的是功率损耗低于0.5瓦，系统采用的低损耗开关电路的芯片类型可以为MAX4066，其功耗为几微瓦，采用的运放电路的芯片类型可以为NJU77000，其功耗最大为0.145微瓦，超低功耗CPU电路可以采用CPU功耗低于20毫安，系统采用的超低功耗CPU类型为STM8L，其全速运行时功耗仅为6毫安左右，并且CPU在系统运行的大部分时间时间内处于休眠状态，其休眠功耗低达6微安。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术采用水深压力传感器接口电路满足水深压力传感器的供电需求并为CPU测量水深传感器输出信号提供接口，方便水深传感器的安装；2、本专利技术采用低损耗运放电路将水深压力传感器的输出电流信号转换为适合超低功耗CPU进行AD采样要求的电压信号，满足CPU测量的需求；3、本专利技术超低功耗CPU根据AD采样得到电压值计算水深值并利用ZIGBEE电路向水文测站服务器无线传输水深信息，方便测站实时监测水域水深；4、本专利技术利用水深压力传感器采集水深信息相对于水文缆道传统的人工测深方法，其测量得到水深数据精度大幅提高；5、本专利技术利用超低功耗CPU电路处理水深传感器信号，其实时性好、处理精度高，并能满足水文测站实时采集水深信息的需求；6、本专利技术采用ZIGBEE电路无线传输水深信息，减少了水深信息的采集时间并方便水文测站对水域水深信息的监测；适用于在恶劣天气环境下，水文测站要求实时便捷获取水域精确水深信息的场合；7、本专利技术结构简单、易于实现，系统功耗低。附图说明图1是本专利技术电路硬件框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，对本专利技术作进一步说明。实施例1：如图1所示，一种智能铅鱼水深测量电路，包括水深压力传感器、水深压力传感器接口、运放电路、CPU电路、ZIGBEE电路、天线和开关；所述水深压力传感器输出端与水深压力传感器接口相连，水深压力传感器接口与运放电路输入端相连，运放电路输出端与CPU电路的模\\数输入端相连，CPU电路的输出端口与开关相连，其串口通信端与ZIGBEE电路输入端相连，开关输出端分别连接水深压力传感器接口电源、运放电路电源和ZIGBEE电路电源，ZIGBEE电路射频输出端接天线。一种智能铅鱼水深测量方法，首先水深压力传感器采集水深压力数据并将其转化为额定电流数据；再通过运放电路将电流信号转换为电压信号；CPU电路根据采集到的电压信号实时计算水深压力传感器测量得到的实际水深值，并将水深值通过ZIGBEE电路无线传输给水文测站服务器。所述CPU电路先将水深值封装成16字节短包结构的数据包之后再通过ZIGBEE电路无线传输给水文测站服务器。实施例2：如图1所示，一种智能铅鱼水深测量电路，包括水深压力传感器、水深压力传感器接口、运放电路、CPU电路、ZIGBEE电路、天线和开关；所述水深压力传感器输出端与水深压力传感器接口相连，水深压力传感器接口与运放电路输入端相连，运放电路输出端与CPU电路的模\\数输入端相连，CPU电路的输出端口与开关相连，其串口通信端与ZIGBEE电路输入端相连，开关输出端分别连接水深压力传感器接口电源、运放电路电源和ZIGBEE电路电源，ZIGBEE电路射频输出端接天线。优选地，所述运放电路可以采用低损耗运放电路；CPU电路可以采用超低功耗CPU电路；开关可以采用低损耗开关；低损耗运放电路可以为功率损耗低于0.5瓦的运放电路，超低功耗CPU电路可以为CPU功耗低于20毫安的CPU电路，低损耗开关可以为功耗在0.5~8.5微瓦的开关。一种智能铅鱼水深测量方法，首先水深压力传感器采集水深压力数据并将其转化为额定电流数据；再通过运放电路将电流信号转换为电压信号；CPU电路根据采集到的电压信号实时计算水深压力传感器测量得到的实际水深值，并将水深值通过ZIGBEE电路无线传输给水文测站服务器。所述CPU电路先将水深值封装成16字节短包结构的数据包之后再通过ZIGBEE电路无线传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能铅鱼水深测量电路，其特征在于：包括水深压力传感器、水深压力传感器接口、运放电路、CPU电路、ZIGBEE电路、天线和开关；所述水深压力传感器输出端与水深压力传感器接口相连，水深压力传感器接口与运放电路输入端相连，运放电路输出端与CPU电路的模\数输入端相连，CPU电路的输出端口与开关相连，其串口通信端与ZIGBEE电路输入端相连，开关输出端分别连接水深压力传感器接口电源、运放电路电源和ZIGBEE电路电源，ZIGBEE电路射频输出端接天线。

【技术特征摘要】
1.一种智能铅鱼水深测量电路，其特征在于：包括水深压力传感器、水深压力传感器接口、运放电路、CPU电路、ZIGBEE电路、天线和开关；所述水深压力传感器输出端与水深压力传感器接口相连，水深压力传感器接口与运放电路输入端相连，运放电路输出端与CPU电路的模\\数输入端相连，CPU电路的输出端口与开关相连，其串口通信端与ZIGBEE电路输入端相连，开关输出端分别连接水深压力传感器接口电源、运放电路电源和ZIGBEE电路电源，ZIGBEE电路射频输出端接天线。2.根据权利要求1所述的智能铅鱼水深测量电路，其特征在于：所述运放电路采用低损耗运放电路；CPU电路采用超低功耗CPU电路；开关采用低损耗开关；低损耗运放电路采用的是功率损耗低于0.5瓦的运放电路，超低功耗CPU电路采用的是CPU功耗低于20毫安的CPU电路，低损耗开关采用的是功耗在0.5~8.5微瓦的开关。3.根据权利要求1或2所述的智能铅鱼水深测量电路，其特征在于：所述水深压力传感器采用5V直流供电4~20毫安输出电流的防水防腐蚀三线制压力传感器。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑平，吴锦生，杨晓洪，张果，车国霖，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53