一种雨量水位监测设备制造技术

本实用新型专利技术公布了一种雨量水位监测设备，本实用新型专利技术中太阳能电板为光伏蓄电池充电，蓄电池提供12V电压，供给雨量、水位传感器以及检测模块；12V电压通过电压转换电路转换为5V电压，供给检测模块和GPRS模块；5V电压通过以电压转换电路转换为3.3V电压，供给通信模块、存储模块以及控制器模块。雨量、水位传感器将采集的水情信息通过检测模块处理后传输给控制器，控制器将接收到的雨量、水位水情信息存储到存储模块，且通过GPRS将信息传输至远程监测中心。远程监测中心接收雨量、水位等水情信号数据，将其存储到数据库，并提供实时数据显示、历史数据分析及查询。本实用新型专利技术数据处理速度快，精度高，系统安全性好。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于无线通信和嵌入式系统
，具体涉及ー种雨量水位监测设备。
技术介绍
我国幅员辽阔，处于亚热带季风区，气候条件复杂，雨量变化剧烈，各条河流水情各异，洪涝灾害时常发生。水安全和水资源问题已经成为社会和经济发展中的重要因素。安全问题特别是因洪水等自然灾害所引发的突发事故，其危害巨大，因此研究和开发水情实时监测系统，通过对水情及堤坝安全的动态监控、预报，及时发现事故尤其是突发性事故先兆，迅速做出反应，实时给予决策支持并实施自动控制，为工程和相关地区提供安全保障；为管理部门提供多层次的信息管理和决策支持手段，在兼顾防灾水资源优化调度的基础上 实现水资源可持续利用，充分发挥水利工程的效益。目前，我国水情自动遥测系统的建设中，数据采集和检测技术水平不断提高，数据传输却存在较大的问题，如传统的拨号和专线的固定网络接入方式严重地限制了水情的检测，不能满足自动测报的要求；无线通信方式中，超短波需加设大量中继站，不适合远距离传输；手机短信易造成信息阻塞；卫星通信投资大且存在雨衰等问题。许多地方对水位、雨量等水情參数的測量仍采用人工方式，在安全性、准确性以及时性等方面存在着明显的不足。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供了ー种雨量水位监测设备，可通过GPRS网络与远程监测中心通信，实现现场监测设备与远程监测中心的信息传输。ー种雨量水位监测设备，包括电源管理模块、检测模块、控制器模块、存储模块和通信模块。各模块均采用现有成熟技木。其中，电源管理模块包括太阳能电板，光伏蓄电池,5V电压转换电路,3. 3V电压转换电路；光伏蓄电池为雨量传感器、水位传感器和5V电压转换电路提供12V电压；5V电压转换电路，为检测模块中的滤波电路、I/V转换电路、通信模块中的GPRS模块和3. 3V电压转换电路提供5V电压；3. 3V电压转换电路为控制器模块、存储模块和通信模块中的串ロ通信电平接ロ转换电路提供3. 3V电压。检测模块主要由雨量传感器，水位传感器，I/V转换电路和滤波电路组成。水位传感器输出的电流信号通过I/V转换电路，转换为控制器可接收的电压信号。雨量传感器通过滤波电路，将脉冲信号发送给控制器。控制器模块对电压信号和脉冲信号进行分析和处理，完成雨量、水位的信息采集。控制器模块采用LPC2300低功耗处理器作为核心，控制现场监测设备采集和存储雨量、水位等水情信息，并通过GPRS网络与监测中心通信。存储模块采用128Mbit低功耗芯片MX25L12845E，通过SPI接ロ与控制器连接。通信模块包括以MAX3232为核心的RS-232串ロ通信电平接ロ转换电路和GPRS模块。通信模块与控制器模块的UARTO接ロ连接，RS-232串ロ通信电平接ロ电路电源端与3. 3V电压转换电路的输出连接。GPRS模块采用型号为Siemens MC35的传输模块。电压转换电路包括第一接插件Pl，第一电容Cl，第二电容C2，第三电容C3，第四电容C4，第五电容C5，第六电容C6，第七电容C7，第八电容C8，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，第一电感LI，第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4，第一ニ极管D1、第二ニ极管DSl以及电压转换芯片U1、电压转换芯片U2。第一接插 件Pl的I引脚和第一接插件Pl的2引脚接地。第一接插件Pl的3引脚与电压转换芯片Ul的I引脚、第一电容Cl的正极和12V的数字电压连接，第一电容Cl的负极与Ul的3引脚和Ul的5引脚连接并接地。Ul的2引脚连接第一ニ极管Dl的一端，第一ニ极管Dl的另一端接地。Ul的2引脚连接第一电感LI的一端，第一电感LI的另一端连接5V数字电压输出端VDD5。5V数字电压输出端连接第二电容C2的正极，第二电容C2的负极接地。Ul的4引脚连接5V数字电压输出端VDD5。5V数字电压输出端VDD5连接第ニ电感L2的一端,第二电感L2的另一端连接第一电阻Rl的一端,第一电阻Rl的另一端与5V模拟电压输出端AVDD5连接。第三电感L3的一端接地，第三电感L3的另一端连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接模拟地AGND。模拟电压输入端AVDD5连接第三电容C3正极，第三电容C3负极连接模拟地AGND。U2的I引脚接地，U2的2引脚连接3. 3V电压输出端VDD3. 3。U2的2引脚连接第六电容C6的正极，第六电容C6的负极接地。U2的2引脚连接第七电容C7的一端，第七电容C7的另一端接地。U2的3引脚连接5V数字电压输出端VDD5。U2的3引脚连接第四电容C4的一端，第四电容C4的另一端接地。U2的3引脚连接第五电容C5的正极，第五电容C5的负极接地。3. 3V数字电压输出端VDD3. 3连接第二ニ极管DSl的一端，第二ニ极管DSl的另一端接地。3. 3V数字电压输出端VDD3. 3与第二ニ极管DSl的一端连接，第二ニ极管DSl的另一端接地，3. 3V数字电压输出端VDD3. 3连接第四电感L4的一端，第四电感L4的另一端连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接3. 3V模拟电压输出端AVDD3. 3。3. 3V模拟电压输出端AVDD3. 3连接第八电容C8的正极，第八电容C8的负极接地。检测模块电路包括第二接插件P2、第三接插件P3，第九电容C9、第十电容C10，第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7，以及放大器芯片U5A。第二接插件P2的I引脚接地，第二接插件P2的2引脚连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端连接放大器芯片U5A的3引脚。第二接插件P2的2引脚连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接模拟地AGND。第二接插件P2的3引脚连接12V电压VDD12。放大器芯片U5A的I引脚连接控制器的P0_23Y引脚。放大器芯片U5A的2引脚连接放大器芯片U5A的I引脚。放大器芯片U5A的3引脚连接第九电容C9的一端，第九电容C9的另一端连接模拟地AGND。放大器芯片U5A的4引脚连接模拟地AGND。放大器芯片U5A的11引脚与5V模拟电压AVDD5连接。第三接插件P3的I引脚连接12V电压VDD12。第三接插件P3的2引脚接地。第三接插件P3的3引脚连接第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端连接5V数字电源端VDD5。第三接插件P3的3引脚连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端连接第十电容ClO的一端，第十电容ClO的另一端接地。第七电阻R7—端连接第三接插件P3的3引脚，另一端连接控制器的Pl_26引脚。控制模块电路包括控制器芯片U3，第i^一电容C11，第八电阻R8，以及复位芯片U4。系统复位电路采用MAX811专用复位芯片，具备上电复位和手动复位两种模式。系统上电后，复位芯片给nRST引脚低电平信号，使控制器复位。复位芯片U4的I引脚接地。复位芯片U4的I引脚连接第i^一电容Cll的一端，第i^一电容Cll的另一端、复位芯片U4的4引脚与3. 3V数字电压输出端VDD3. 3连接。复位芯片U4的2引脚连接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端连接控制器nRST引脚。复位芯片U4的3引脚连接控制器SYS_RES引脚。通信模块电路包括第九电阻R9，存储芯片U6。存储芯片U6的2引脚连接3. 3V数字电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种雨量水位监测设备，包括电源管理模块、检测模块、控制器模块、存储模块和通信模块，其特征在于电源管理模块包括太阳能电板，光伏蓄电池，5V电压转换电路,3. 3V电压转换电路；光伏蓄电池为雨量传感器、水位传感器和5V电压转换电路提供12V电压；5V电压转换电路，为检测模块中的滤波电路、I/V转换电路、通信模块中的GPRS模块和3. 3V电压转换电路提供5V电压；3. 3V电压转换电路为控制器模块、存储模块和通信模块中的串ロ通信电平接ロ转换电路提供3. 3V电压，检测模块主要由雨量传感器，水位传感器，I/V转换电路和滤波电路组成，水位传感器输出的电流信号通过I/V转换电路，转换为控制器可接收的电压信号，雨量传感器通过滤波电路，将脉冲信号发送给控制器，控制器模块对电压信号和脉冲信号进行分析和处理，完成雨量、水位的信息采集，控制器模块采用LPC2300低功耗处理器作为核心，控制现场监测设备采集和存储雨量、水位等水情信息，并通过GPRS网络与监测中心通信，存储模块通过SPI接ロ与控制器连接，通信模块包括以MAX3232为核心的RS-232串ロ通信电平接ロ转换电路和GPRS模块，通信模块与控制器模块的UARTO接ロ连接，RS-232串ロ通信电平接ロ电路电源端与3. 3V电压转换电路的输出连接，GPRS模块采用型号为Siemens MC35的传输模块； 电压转换电路包括第一接插件P1，第一电容Cl，第二电容C2，第三电容C3，第四电容 C4，第五电容C5，第六电容C6，第七电容C7，第八电容C8，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，第一电感LI，第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4，第一ニ极管D1、第二ニ极管DSl以及电压转换芯片Ul、电压转换芯片U2 ； 第一接插件Pl的I引脚和第一接插件Pl的2引脚接地，第一接插件Pl的3引脚与电压转换芯片Ul的I引脚、第一电容Cl的正极和12V的数字电压连接，第一电容Cl的负极与Ul的3引脚和Ul的5引脚连接并接地，Ul的2引脚连接第一ニ极管Dl的一端，第一ニ极管Dl的另一端接地，Ul的2引脚连接第一电感LI的一端，第一电感LI的另一端连接5V数字电压输出端VDD5，5V数字电压输出端连接第二电容C2的正极，第二电容C2的负极接地，UI的4引脚连接5V数字电压输出端VDD5，5V数字电压输出端VDD5连接第二电感L2的一端，第二电感L2的另一端连接第一电阻Rl的一端，第一电阻Rl的另一端与5V模拟电压输出端AVDD5连接，第三电感L3的一端接地，第三电感L3的另一端连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接模拟地AGND，模拟电压输入端AVDD5连接第三电容C3正极，第三电容C3负极连接模拟地AGND ； U2的I引脚接地，U2的2引脚连接3. 3V电压输出端VDD3. 3，U2的2引脚连接第六电容C6的正极，第六电容C6的负极接地，U2的2引脚连接第七电容C7的一端，第七电容C7的另一端接地，U2的3引脚连接5V数字电压输出端VDD5，U2的3引脚连接第四电容C4的一端，第四电容C4的另一端接地，U...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋鹏，陈蒙蒙，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：