專利名稱：多通道水庫動態(tài)監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種多通道水庫動態(tài)監(jiān)控裝置，屬于水文監(jiān)控領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對水庫的水位、降雨量、現(xiàn)場情況的有效監(jiān)管，對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生活及防止自然災 害發(fā)生具有非常重要的意義。目前，水庫的水文狀態(tài)資料普遍是通過人員的定時現(xiàn)場巡視收 集，然后再匯總上報，進行統(tǒng)計的；這種監(jiān)管方式很難實現(xiàn)對水庫水文數(shù)據(jù)和狀況的適時監(jiān) 管，而且巡視人員勞動強度大，不能提供很好、適時的決策參考意見。并且通過巡視人員的 匯報，水庫監(jiān)管人員很難獲知水庫的現(xiàn)場情況，也不利于對水庫狀況的有效監(jiān)管?，F(xiàn)在市場 上還沒有相應(yīng)的水庫水文數(shù)據(jù)和狀態(tài)自動監(jiān)管裝置。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種自動化程度高，可適時采集水 庫的水位、降雨、溫度、現(xiàn)場圖像的多通道水庫動態(tài)監(jiān)管裝置。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的 一種多通道水庫動態(tài)監(jiān)控裝置，它包括壓力式水位計、 翻斗式雨量計、攝像頭、電源電路、智能主控機，它們之間通過電氣連接組成一套完整的控
制電路，其中智能主控機電路包括有放大器、單片機、主控單片機、GPRS模塊、EEPROM 存儲器，壓力式水位計內(nèi)裝有氣壓傳感器芯片，氣壓傳感器芯片的信號輸出腳與放大器的輸 入腳相接，放大器的輸出腳與單片機輸入腳相接，單片機的TXD及RXD腳分別與主控單片 機的RXD3和TXD3腳相接；翻斗式雨量計的一條輸出線連接到主控單片機的地線，另 一條輸出線連接到主控單片機的外部中斷腳；攝像頭的圖像輸出信號線與主控單片機的 輸入腳相接，主控單片機的輸出腳與GPRS模塊的信號輸入腳相接；EEPROM存儲器的SCL 及SDA腳與主控單片機的輸入腳相接。
上述的多通道水庫動態(tài)監(jiān)控裝置中，氣壓傳感器芯片型號是TP100P,放大器型號是 LM358，單片機型號是C8051F350，主控單片機型號是STR711FR2T6， GPRS模塊型號是 SIM300， EEPROM存儲器型號是AT24LC64，溫度傳感器型號是DS18B20。
本實用新型具有如下優(yōu)點實時采集水位、雨量信息，實時監(jiān)控現(xiàn)場圖像，能傳輸信 息到后臺管理信息系統(tǒng),將終端采集的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)直觀的水文顯示和技術(shù)分析。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖l是本實用新型的方框3圖2、 3、 4是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式

如圖1 4所示，本實用新型的一種多通道水庫動態(tài)監(jiān)控裝置，它包括壓力式水位計l、 翻斗式雨量計2、攝像頭3、電源電路4、智能主控機5，它們之間通過電氣連接組成一套完 整的控制電路；本實用新型的智能主控機5電路包括有放大器7、單片機8、主控單片機9、 GPRS模塊10、 EEPROM存儲器ll;壓力式水位計1內(nèi)裝有氣壓傳感器芯片6，氣壓傳感器 芯片6的信號輸出腳與放大器7的輸入腳相接，放大器7的輸出腳與單片機8輸入腳相接， 單片機8的TXD及RXD腳分別與主控單片機9的RXD3和TXD3腳相接；翻斗式雨量計2 的一條輸出線連接到主控單片機9的地線，另一條輸出線連接到主控單片機9的外部 中斷腳，攝像頭3的圖像輸出信號線與主控單片機9的輸入腳相接，主控單片機9的輸出腳 與GPRS模塊10的信號輸入腳相接，EEPROM存儲器11的SCL及SDA腳與主控單片機9 的輸入腳相接。本實用新型的氣壓傳感器芯片6型號是TP100P、放大器7型號是LM358、 單片機8型號是C8051F350、主控單片機9型號是STR711FR2T6、 GPRS模塊10型號是 SIM300、 EEPROM存儲器11型號是AT24LC64。
本實用新型的工作原理是這樣的采用自主研發(fā)的壓力式水位計，此設(shè)備是通過測量水
的壓力進而率定水位，硬件是采用APM公司出產(chǎn)的TP100P氣壓傳感器芯片，測量出的模似 信號經(jīng)過LM358放大器進行信號放大，再經(jīng)過C8051F350芯片進行AD轉(zhuǎn)換得出數(shù)字信號， 并且經(jīng)過C8051F350芯片的AD轉(zhuǎn)換接口讀取到DALLAS公司的DS18B20溫度傳感器測量 的溫度進行對壓力傳感器的溫度補償，經(jīng)過C8051F350的MCU進行數(shù)據(jù)處理，得出的數(shù)據(jù) 通過485總線芯片SP3485E發(fā)送到主控單片機9進行處理。485總線芯片與主控單片機9的 連接方式是A腳連接到主控單片機9的RXD0，即CPU的63腳。溫度傳感器是單線通訊 方式，其總線引腳是接在C8051F35的24腳，運算放大器的輸出腳與C8051F350的1腳相接。 5V的工作電壓連接到主控單片機9的5V電源。采用南京公司出產(chǎn)的翻斗式雨量計，該雨量 計有分為0.2mm和0.5mm的分辨力，降雨強度測量范圍為0. 1 4mm毫米/分。當降 雨量達到定制的水斗的水滿時會自動翻轉(zhuǎn)，同時通過磁感應(yīng)器得出一個脈沖，雨量 計與主控單片機9的連接方式是 一條線連接到主控單片機9的地線，另一條線連接 到主控單片機9的外部中斷腳，即CPU的49腳。采用中星微公司出產(chǎn)的智能攝像頭，攝 像頭光學部分為130萬像素，具有拍攝控制、紅外照明功能、能夠?qū)崿F(xiàn)自動照度補償、圖 像JPEG壓縮，并將壓縮成JPEG格式圖片數(shù)據(jù)通過458總線輸出。攝像頭工作在5V直流電 壓，它與主控單片機9的連接方式是攝像頭458總線的A線連接到主控單片機485總線的 A腳，B線連接到主控單片機485總線的B腳。采用SIMCOM公司出產(chǎn)品的SIM300的GPRS模塊，該模塊具有語音、短信、GPRS功能。多通道水庫動態(tài)監(jiān)控裝置是把采集到的水庫水 位、雨量、圖片等信息通過該模塊的GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到相關(guān)服務(wù)器的，該模塊與主控單片機 9的連接方式是:模塊的TXD腳連接到CPU的RXD1腳，模塊的TXD腳連接到CPU的TXD1 腳。采用APM公司出產(chǎn)的TP100P氣壓傳感器芯片測量出模似信號經(jīng)過LM358放大器芯片 進行放大，經(jīng)過C8051F350芯片進行AD轉(zhuǎn)換得出數(shù)字信號，并且經(jīng)過C8051F350芯片的 AD轉(zhuǎn)換接口讀取到DALLAS公司的溫度傳感器測量的溫度進行對壓力傳感器的溫度補償， 經(jīng)過C8051F350的MCU進行數(shù)據(jù)處理，得出的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到主控單片機9，主控單 片機9的CPU對收到水位計發(fā)來的水壓數(shù)據(jù)與此模塊測出來的氣壓數(shù)據(jù)進行處理。 C8051F350的MCU的TXD連接到主控單片機9的RXD3, C8051F350的MCU的RXD連接 到主控單片機9的TXD3腳。輸入總電源為直流12V穩(wěn)壓電源，外接12V直流電源供電給主 機的同時對12V的備用蓄電池進行充電，當外接電源沒供電時，備用電池可供給主控機用電 為10天時間。采用AT24LC64的EEPROM存儲相關(guān)數(shù)據(jù)。它與主控單片機9的連接方式是 I2C總線方式連接，即AT24LC64的SCL腳接CPU的SCLO即CPU的47腳，SDA腳接CPU 的SDAO即CPU的48腳。多通道接收軟件是UDP的通訊方式，同時接收可達十條通道設(shè)備 傳過來的數(shù)據(jù)，可以根據(jù)各通道設(shè)備的儀器號自動在服務(wù)器系統(tǒng)建立相對應(yīng)的文件名，并將 接收到的數(shù)據(jù)組成文件自動入數(shù)據(jù)庫。該軟件可設(shè)置端口號、設(shè)置接收超時時間、設(shè)置接收 線程、設(shè)置數(shù)據(jù)保存路徑、與用版權(quán)許可證等特征，并有接收快，穩(wěn)定的特點。后臺管理信 息軟件是利用動態(tài)的方式顯示實時的水位，利用曲線的方式顯示水位，利用柱狀的形式顯示 雨量，可以査詢水庫的基本情況表，可以查詢水位庫容關(guān)系曲線，可以査詢水位過程的關(guān)系 曲線，可以查詢根據(jù)日期和時間査詢降雨量，可以査詢水庫水溫的直方表，可以査詢水庫的 歷史圖片，可以修改用戶信息，可以率定相關(guān)參數(shù)，可以進行儀器的管理，可以設(shè)置信息采 集的時間段，可以把相關(guān)數(shù)據(jù)進行備份。本實用新型也適用于其他水利、氣象、科研等 部門的水位、雨量采集與圖像監(jiān)控需要。
權(quán)利要求1.一種多通道水庫動態(tài)監(jiān)控裝置，它包括壓力式水位計(1)、翻斗式雨量計(2)、攝像頭(3)、電源電路(4)、智能主控機(5)，它們之間通過電氣連接組成一套完整的控制電路，其特征在于，智能主控機(5)電路包括有放大器(7)、單片機(8)、主控單片機(9)、GPRS模塊(10)、EEPROM存儲器(11)，壓力式水位計(1)內(nèi)裝有氣壓傳感器芯片(6)，氣壓傳感器芯片(6)的信號輸出腳與放大器(7)的輸入腳相接，放大器(7)的輸出腳與單片機(8)輸入腳相接；單片機(8)的TXD及RXD腳分別與主控單片機(9)的RXD3和TXD3腳相接；翻斗式雨量計(2)的一條輸出線連接到主控單片機(9)的地線，另一條輸出線連接到主控單片機(9)的外部中斷腳；攝像頭(3)的圖像輸出信號線與主控單片機(9)的輸入腳相接，主控單片機(9)的輸出腳與GPRS模塊(10)的信號輸入腳相接；EEPROM存儲器(11)的SCL及SDA腳與主控單片機(9)的輸入腳相接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道水庫動態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，氣壓傳感器芯片(6) 型號是TP100P。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道水庫動態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，放大器(7)型號是 LM358。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道水庫動態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，單片機(8)型號是 C8051F350。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道水庫動態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，主控單片機(9)型 號是STR711FR2T6。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道水庫動態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，GPRS模塊(10)型 號是SIM300。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道水庫動態(tài)監(jiān)控裝置，其特征在于，EEPROM存儲器(ll) 型號是AT24LC64。
專利摘要本實用新型公開了一種多通道水庫動態(tài)監(jiān)控裝置，它包括壓力式水位計、翻斗式雨量計、攝像頭、電源電路、智能主控機，它們之間通過電氣連接組成一套完整的控制電路，其中智能主控機電路包括有放大器、單片機、主控單片機、GPRS模塊、EEPROM存儲器；壓力式水位計內(nèi)裝有氣壓傳感器芯片。本實用新型具有如下優(yōu)點實時采集水位、雨量信息，實時監(jiān)控現(xiàn)場圖像，能傳輸信息到后臺管理信息系統(tǒng)，將終端采集的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)直觀的水文顯示和技術(shù)分析。
文檔編號G05B19/048GK201138441SQ20072017910
公開日2008年10月22日 申請日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
發(fā)明者鐘道清, 陳軍強 申請人:廣東華南水電高新技術(shù)開發(fā)有限公司