一种基于双入水信号控制铅鱼水下无线通信的电路制造技术

本实用新型专利技术涉及基于双入水信号控制铅鱼水下无线通信的电路，属水文检测装备领域。本实用新型专利技术包括LM358水面开关电路、MS5837压力传感器电路、STM32L1微处理器、LoRa无线通信电路；LM358水面开关电路、MS5837压力传感器电路与STM32L1微处理器相连接，STM32L1微处理器再与LoRa无线通信电路相连。本实用新型专利技术MS5837压力传感器电路安装在铅鱼底部，LM358水面开关电路安装在与转子流速仪平行同高度位置。本实用新型专利技术引入水压检测信号和入水开关信号双信号检测的方法，控制无线通信模块的电源，解决了入水信号抖动带来的供电不稳定的问题和因无线通信模块过快耗电引起的测流易中断问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双入水信号控制铅鱼水下无线通信的电路
本技术涉及一种基于双入水信号控制铅鱼水下无线通信的电路，属于水文检测装备

技术介绍
目前，常见的水面开关为机械式浮子开关或水电导开关。但是，机械式浮子开关的可动部件间存在一定的摩擦阻力，并容易积垢和腐蚀，不具有自检定的功能，且在高水条件下由于混流会引起开关误动作，故它的可靠性和使用寿命均受环境条件的制约较大；水电导开关为两根固定在铅鱼尾部的信号线，两个线头保持适当的距离，当两个线头同时接触到水面时，电路导通给入水信号。现有的水电导开关由于极易受波浪或者含盐量较大的潮湿空气等影响，易发生误导通，从而导致铅鱼测量河流的水深不准和误动作。铅鱼上入水、流速和触底信号等常采用无线通讯方式实时传送监测数据，通常无线通信模块的供电由水面开关单信号控制，存在波浪等因素引起的入水信号抖动而带来的供电不稳定的问题，以及存在波浪或者含盐量较大的潮湿空气等因素引起的误导通，带来无线通信模块过快耗电引起的测流中断问题。压力传感器模块单信号控制无线通信模块的供电由于入水浅及大气压力波动等因素而不能精确检测，对铅鱼是否入水不能有精确的判断。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：本技术提供一种基于双入水信号控制铅鱼水下无线通信的电路，克服现有水面开关单入水信号控制铅鱼水下无线通信模块的不足。主要解决了以下两个问题：1、因波浪等因素引起的入水信号抖动而带来的供电不稳定的问题；2、波浪或者含盐量较大的潮湿空气等因素引起的误导通，使无线通信模块过快耗电，引起的测流中断问题。本技术技术方案是：一种基于双入水信号控制铅鱼水下无线通信的电路，包括LM358水面开关电路1、MS5837压力传感器电路2、STM32L1微处理器3、LoRa无线通信电路4；LM358水面开关电路1的输出端接STM32L1微处理器3的PA2，MS5837压力传感器电路2的SCL接STM32L1微处理器3的I2C_SCL，MS5837压力传感器电路2的SDA接STM32L1微处理器3的I2C_SDA，LoRa无线通信电路4的RESET接STM32L1微处理器3的PA4，LoRa无线通信电路4的DIO1接STM32L1微处理器3的PA5，LoRa无线通信电路4的SCK接STM32L1微处理器3的SPI1_SCK，LoRa无线通信电路4的MISO接STM32L1微处理器3的SPI1_MISO，LoRa无线通信电路4的NSS接STM32L1微处理器3的SPI1_NSS，LoRa无线通信电路4的MOSI接STM32L1微处理器3的SPI1_MOSI，STM32L1微处理器3的PA6控制LoRa无线通信电路4的电源开关。所述LM358水面开关电路1包括LM358运算放大器、电阻R1、R2、R3、R4、电容C1、金属棒S1；LM358运算放大器的逻辑电源管脚8接VDD5V，负电源管脚4接地，输出端管脚1接STM32L1微处理器3的PA2，LM358运算放大器的反相输入端接金属棒S1的2引脚、电阻R2的一端；金属棒S1的1引脚接R4、C1的一端，R4、C1的另一端接地，电阻R2的另一端接VDD5V和电阻R1的一端，R1的另一端接R3的一端和运算放大器的同相输入端，R3的另一端接地；当LM358水面开关电路1中的金属棒S1的1、2两引脚位于水面上时，LM358运算放大器的同相输入端的电压为2.5V，反相输入端的电压为5V，此时反相输入端电压高于同相输入端电压，LM358运算放大器输出低电平给STM32L1微处理器3；当金属棒S1的1、2两引脚同时触水导通时，LM358运算放大器的同相输入端的电压大于反向输入端的电压，LM358运算放大器输出高电平给STM32L1微处理器3。所述LoRa无线通信电路4包括SX1278芯片、电阻R5、R6、R7、三极管Q1、电容C2、C3、IRLML6401芯片Q2；SX1278芯片的RESET管脚4接STM32L1的PA4，DIO1管脚5接STM32L1的PA5，SCK管脚12接STM32L1的SPI1_SCK，MISO管脚13接STM32L1的SPI1_MISO，MOSI管脚14接STM32L1的SPI1_MOSI，NSS管脚15接STM32L1的SPI1_NSS，STM32L1的PA6控制LoRa无线通信电路4的电源开关；PA6通过电阻R6接三极管Q1的基极，三极管Q1发射极接地；电阻R6还通过R5接地，三极管Q1的集电极接IRLML6401芯片Q2中MOS管的栅极、R7的一端，R7的另一端接电容C2的一端、C3的一端、MOS管的源极；C2、C3的另一端接地，MOS管的漏极接SX1278芯片的VCC；当STM32L1的PA6输出高电平时，三极管Q1导通，LoRa无线通信电路4的VCC管脚3置为高电平。所述MS5837压力传感器电路2包括MS5837压力传感器、电阻R8、R9；MS5837压力传感器的SCL管脚3接STM32L1的I2C_SCL、电阻R8的一端，R8的另一端接VDD3V3，MS5837压力传感器的SDA管脚4接STM32L1的I2C_SDA、电阻R9的一端，R9的另一端接VDD3V3。所述MS5837压力传感器电路2安装在铅鱼底部，LM358水面开关电路1安装在与转子流速仪平行同高度位置，MS5837压力传感器电路2与LM358水面开关电路1安装位置有高度差，用于有效克服波浪的影响。本技术的有益效果是：本技术引入水压检测信号和入水开关信号双信号检测的方法，控制无线通信模块的电源，克服了现有水面开关单入水信号控制铅鱼水下无线通信模块的不足。MS5837压力传感器电路和LM358水面开关电路的信号发送给STM32L1微处理器，利用STM32L1系列微处理器控制LoRa无线通信电路的工作状态。主要解决了以下两个问题：1、因波浪等因素引起的入水信号抖动而带来的供电不稳定的问题；2、波浪或者含盐量较大的潮湿空气等因素引起的误导通，使无线通信模块过快耗电，引起的测位中断问题。使开关电路对铅鱼测量装置正常工作状态的判断更加准确，大幅提高了电池使用时间。有利于铅鱼测量装置的长时间工作和水文站对水文参数的实时监测，测量数据精度得到了有效提高。附图说明图1是本技术电路结构框图；图2是本技术LM358水面开关的电路原理图；图3是本技术LoRa无线通信电路原理图；图4是本技术MS5837压力传感器电路的电路原理图。图1-4中各标号：1-LM358水面开关电路，2-MS5837压力传感器电路，3-STM32L1微处理器，4-LoRa无线通信电路。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，对本技术作进一步说明。实施例1：如图1-4所示，一种基于双入水信号控制铅鱼水下无线通信的电路，包括LM358水面开关电路1、MS5837压力传感器电路2、STM32L1微处理器3、LoRa无线通信电路4；LM358水面开关电路1的输出端接STM32L1微处理器3的PA2，MS5837压力传感器电路2的SCL接STM32L1微处理器3的I2C_SCL，MS5837压力传感器电路2的SDA接STM32L1微处理器3的I2C_SDA，LoRa无线通信电路4的RESET接STM32本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双入水信号控制铅鱼水下无线通信的电路，其特征在于：包括LM358水面开关电路（1）、MS5837压力传感器电路（2）、STM32L1微处理器（3）、LoRa无线通信电路（4）；LM358水面开关电路（1）的输出端接STM32L1微处理器（3）的PA2，MS5837压力传感器电路（2）的SCL接STM32L1微处理器（3）的I2C_SCL，MS5837压力传感器电路（2）的SDA接STM32L1微处理器（3）的I2C_SDA，LoRa无线通信电路（4）的RESET接STM32L1微处理器（3）的PA4，LoRa无线通信电路（4）的DIO1接STM32L1微处理器（3）的PA5，LoRa无线通信电路（4）的SCK接STM32L1微处理器（3）的SPI1_SCK，LoRa无线通信电路（4）的MISO接STM32L1微处理器（3）的SPI1_MISO，LoRa无线通信电路（4）的NSS接STM32L1微处理器（3）的SPI1_NSS，LoRa无线通信电路（4）的MOSI接STM32L1微处理器（3）的SPI1_MOSI，STM32L1微处理器（3）的PA6控制LoRa无线通信电路（4）的电源开关。...

【技术特征摘要】
1.一种基于双入水信号控制铅鱼水下无线通信的电路，其特征在于：包括LM358水面开关电路（1）、MS5837压力传感器电路（2）、STM32L1微处理器（3）、LoRa无线通信电路（4）；LM358水面开关电路（1）的输出端接STM32L1微处理器（3）的PA2，MS5837压力传感器电路（2）的SCL接STM32L1微处理器（3）的I2C_SCL，MS5837压力传感器电路（2）的SDA接STM32L1微处理器（3）的I2C_SDA，LoRa无线通信电路（4）的RESET接STM32L1微处理器（3）的PA4，LoRa无线通信电路（4）的DIO1接STM32L1微处理器（3）的PA5，LoRa无线通信电路（4）的SCK接STM32L1微处理器（3）的SPI1_SCK，LoRa无线通信电路（4）的MISO接STM32L1微处理器（3）的SPI1_MISO，LoRa无线通信电路（4）的NSS接STM32L1微处理器（3）的SPI1_NSS，LoRa无线通信电路（4）的MOSI接STM32L1微处理器（3）的SPI1_MOSI，STM32L1微处理器（3）的PA6控制LoRa无线通信电路（4）的电源开关。2.根据权利要求1所述的基于双入水信号控制铅鱼水下无线通信的电路，其特征在于：所述LM358水面开关电路（1）包括LM358运算放大器、电阻R1、R2、R3、R4、电容C1、金属棒S1；LM358运算放大器的逻辑电源管脚8接VDD5V，负电源管脚4接地，输出端管脚1接STM32L1微处理器（3）的PA2，LM358运算放大器的反相输入端接金属棒S1的2引脚、电阻R2的一端；金属棒S1的1引脚接R4、C1的一端，R4、C1的另一端接地，电阻R2的另一端接VDD5V和电阻R1的一端，R1的另一端接R3的一端和运算放大器的同相输入端，R3的另一端接地；当LM358水面开关电路（1）中的金属棒S1的1、2两引脚位于水面上时，LM358运算放大器的同相输入端的电压为2.5V，反相输入端的电压为5V，此时反相输入端电压高于同相输入端电压，LM358运算放大器输出低电平给STM32L1微处理器（3）；...

【专利技术属性】
技术研发人员：何佩，王剑平，张永华，路岩，杨晓洪，张果，车国霖，欧阳鑫，王海云，王挥华，李善超，李小彤，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南,53