本發(fā)明屬于地下水監(jiān)測、農(nóng)村飲水安全監(jiān)測、山洪預(yù)警、地表水水文監(jiān)測等領(lǐng)域，尤其涉及一種水利遙測終端及其工作方法。

背景技術(shù)：

水旱災(zāi)情不僅影響著廣大勞動人民的生產(chǎn)生活，而且還是世界上最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。洪水幾乎每年都在我國發(fā)生，其頻繁程度及其引起的其他自然災(zāi)害所造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失，遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國家。

水災(zāi)有可能引起泥石流災(zāi)害，進(jìn)而造成巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，如果監(jiān)測、預(yù)報做的好，則有可能減少人員傷亡，因為從降雨到山洪泥石流形成總有一個時間差，可以實施應(yīng)急轉(zhuǎn)移和逃生，減少財產(chǎn)損失和人員傷亡。故政府對災(zāi)害預(yù)警十分重視。

目前采用水利遙測終端可實現(xiàn)對各地的狀況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，直接對水利進(jìn)行監(jiān)測達(dá)到對災(zāi)害的監(jiān)測。水利遙測終端常年都處于工作狀態(tài)耗能較多，而且由于耗能多可能引起水利遙測終端發(fā)生過熱情況，降低水利遙測終端的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提供一種水利遙測終端及其工作方法，該水利遙測終端結(jié)構(gòu)簡單且能夠遠(yuǎn)程進(jìn)行實時監(jiān)控且存儲大量數(shù)據(jù)，在水利遙測終端的功耗盡可能少的情況下，保證水利遙測終端運(yùn)行的速度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種水利遙測終端，包括微處理器，所述微處理器與時鐘電路相連，所述時鐘電路用于為微處理器提供基準(zhǔn)時間；所述微處理器與電源模塊和抄表模塊分別相連；

所述抄表模塊包括通信電路，所述通信電路包括通信芯片，所述通信芯片的輸入端與微處理器相連，所述通信芯片的輸出端與外部接口電路相連；所述外部接口電路與水利信息檢測模塊相連；所述外部接口電路包括至少一個接口，每個接口均通過一個瞬態(tài)抑制二極管接地；

通信電路的電源端口與電源控制電路相連，所述電源控制電路包括一個場效應(yīng)管，所述場效應(yīng)管的漏極與通信電路的電源端口相連；所述場效應(yīng)管的源極通過第一電容接地；所述場效應(yīng)管的柵極與源極之間串接有第一電阻；所述場效應(yīng)管的柵極通過第二電阻與微處理器相連；所述場效應(yīng)管的源極還通過第三電阻與微處理器相連。

本發(fā)明的抄表模塊中設(shè)計有與通信電路的電源端口相連的電源控制電路，其中，微處理器通過電源控制電路中場效應(yīng)管的通斷來控制通信電路電源的接通和斷開，這樣達(dá)到既能抄表又能降低功耗的目的。

所述水利信息檢測模塊包括水位傳感器、水壓傳感器及流量傳感器。

本發(fā)明的遙測終端解決了只支持一個或者一種傳感器的問題，能夠?qū)λ喾N信息進(jìn)行采集，達(dá)到了充分利用遙測終端資源來檢測水利信息的目的。

所述微處理器還與顯示模塊相連。

本發(fā)明的遙測終端還能夠顯示檢測到的水利信息。其中，水利信息包括水位信息、水壓信息及流量信息。

所述微處理器還與存儲模塊相連。

其中，存儲模塊優(yōu)選Flash存儲器。Flash存儲器可實現(xiàn)分段存儲的方式進(jìn)行存儲，當(dāng)此段地址存儲完之后，將擦除離當(dāng)前時間最遠(yuǎn)的一條數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲及查詢以時間為判定依據(jù)，歷史數(shù)據(jù)在存放過程中將存儲地址與存儲時刻的時間相互對應(yīng)，在讀取數(shù)據(jù)時，先將最近一次存儲數(shù)據(jù)讀出，根據(jù)此次數(shù)據(jù)時間計算出需要讀取時間的存放地址，快速的找到數(shù)據(jù)；補(bǔ)報數(shù)據(jù)存儲也是按照分段存儲的方式存儲，地址分為兩部分，一部分為存儲地址，一部分為補(bǔ)報地址，在兩個地址不一致的情況下，將數(shù)據(jù)讀出進(jìn)行補(bǔ)報，同時補(bǔ)報地址增加，直至兩個地址一致為止。

所述微處理器還與按鍵模塊相連。

本發(fā)明還能夠通過按鍵模塊的輸入操作來控制和設(shè)置遙測終端的參數(shù)。

一種水利遙測終端的工作方法，水利遙測終端的微處理器設(shè)置有數(shù)據(jù)抄取標(biāo)志位置位和上傳標(biāo)志位；水利遙測終端與遠(yuǎn)程監(jiān)控端相連；該水利遙測終端的工作方法，包括：

微處理器接收水利遙測終端的初始參數(shù)；

微處理器根據(jù)水利遙測終端的初始參數(shù)來判斷微處理器的數(shù)據(jù)抄取標(biāo)志位是否置位：

若數(shù)據(jù)抄取標(biāo)志位置位，則微處理器開啟水利信息檢測模塊并抄取水利信息檢測模塊檢測到的信息，否則，判斷微處理器的上傳標(biāo)志位是否置位；

若微處理器的上傳標(biāo)志位置位，則微處理器將從水利信息檢測模塊抄取的信息上傳至遠(yuǎn)程監(jiān)控端；否則，配置微處理器的功耗參數(shù)。

在水利遙測終端的工作過程中，還實時判斷微處理器的定時時間是否達(dá)到預(yù)設(shè)定時閾值，若是，則配置微處理器的喚醒參數(shù)；否則，配置微處理器的功耗參數(shù)后，再配置微處理器的喚醒參數(shù)，最終降低水利遙測終端工作時的功率消耗。

抄取水利信息檢測模塊檢測到的信息后，將抄取的信息還傳送至存儲模塊進(jìn)行存儲。

存儲模塊根據(jù)不同屬性數(shù)據(jù)存儲的頻率分成頻繁數(shù)據(jù)存儲區(qū)和非頻繁數(shù)據(jù)存儲區(qū)。

在頻繁數(shù)據(jù)存儲區(qū)中采用覆蓋的方法進(jìn)行存儲，只保留最新數(shù)據(jù)；在非頻繁數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，采用分段存儲的方式進(jìn)行存儲。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明的抄表模塊中設(shè)計有與通信電路的電源端口相連的電源控制電路，其中，微處理器通過電源控制電路中場效應(yīng)管的通斷來控制通信電路電源的接通和斷開，這樣達(dá)到既能抄表又能降低功耗的目的，有效降低遙測終端功耗，實現(xiàn)了遙測終端的節(jié)能；

(2)本發(fā)明的遙測終端解決了只支持一個或者一種傳感器的問題，能夠?qū)λ喾N信息進(jìn)行采集，達(dá)到了充分利用遙測終端資源來檢測水利信息的目的。

(3)本發(fā)明的微處理器采用定時喚醒輪詢?nèi)蝿?wù)，主要分為兩個，一是抄取數(shù)據(jù)并存儲數(shù)據(jù)，二是上傳數(shù)據(jù)；最終實現(xiàn)了低功耗模式，在水利遙測終端的功耗盡可能少的情況下，保證水利遙測終端運(yùn)行的速度。

附圖說明

圖1是的水利遙測終端結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的抄表模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的外部接口電路圖；

圖4是本發(fā)明的電源控制電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

圖1是本發(fā)明的水利遙測終端結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示的水利遙測終端至少包括微處理器，所述微處理器與時鐘電路相連，所述時鐘電路用于為微處理器提供基準(zhǔn)時間；所述微處理器與電源模塊和抄表模塊分別相連。

圖2是本發(fā)明的抄表模塊結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示的抄表模塊包括通信電路，所述通信電路包括通信芯片，所述通信芯片的輸入端與微處理器相連，所述通信芯片的輸出端與外部接口電路相連；所述外部接口電路與水利信息檢測模塊相連；通信電路的電源端口與電源控制電路相連。

圖3是本發(fā)明的外部接口電路圖。如圖3所示的外部接口電路以兩個接口為例：

這兩個接口分別通過瞬態(tài)抑制二極管D1和瞬態(tài)抑制二極管D2接地。

圖4是本發(fā)明的電源控制電路圖。如圖4所示的電源控制電路包括一個場效應(yīng)管Q1，所述場效應(yīng)管Q1的漏極與通信電路的電源端口相連；所述場效應(yīng)管Q1的源極通過第一電容C1接地；所述場效應(yīng)管Q1的柵極與源極之間串接有第一電阻R1；所述場效應(yīng)管Q1的柵極通過第二電阻R2與微處理器相連；所述場效應(yīng)管Q1的源極還通過第三電阻R3與微處理器相連。

其中，水利信息檢測模塊包括水位傳感器、水壓傳感器和流量傳感器。

本發(fā)明的遙測終端解決了只支持一個或者一種傳感器的問題，能夠?qū)λ喾N信息進(jìn)行采集，達(dá)到了充分利用遙測終端資源來檢測水利信息的目的。

進(jìn)一步地，微處理器還與顯示模塊相連。

本發(fā)明的遙測終端還能夠顯示檢測到的水利信息。其中，水利信息包括水位信息、水壓信息及流量信息。

本發(fā)明中的微處理器可采用基于Cortex^TM-M3的STM32L1系列采用意法半導(dǎo)體專有的超低泄漏制程，具有自主動態(tài)電壓調(diào)節(jié)功能和5種低功耗模式；從功耗方面考量MCU選用意法半導(dǎo)體STM32L1系列的STM32L152VBT6；此單片機(jī)具有豐富的資源,128KB Flash,16KB SRAM,4KB EEPROM,ADC,3路USART，2路SPI。

時鐘電路由時鐘芯片組成，其中時鐘芯片可選用PHILIPS公司推出的PCF8563，此芯片為PHILIPS公司推出的工業(yè)級內(nèi)含I2C總線接口功能的具有極低功耗的多功能時鐘/日歷芯片；超低功耗典型值為0.25uA；能夠?qū)崿F(xiàn)紐扣電池供電。

進(jìn)一步地，微處理器還與存儲模塊相連。

優(yōu)選地，存儲模塊為FLASH存儲器。

Flash是一種具有電可擦除的可編程ROM，可以分為兩大類：并行Flash和串行Flash。并行Flash存儲量大，速度快；而串行Flash存儲量相對較小，但體積小，連線簡單，可減小電路面積，節(jié)約成本，二者各有其優(yōu)缺點，可依據(jù)實際需要選取。并行Flash占用資源較多，因此系統(tǒng)設(shè)計選用了串行FlashM25P80。M25P80是意法半導(dǎo)體推出的一款高速8Mbit串行Flash，共由16部分組成，每一部分有256頁，每頁有256個字節(jié)。M25P80具有先進(jìn)的寫保護(hù)機(jī)制，讀取數(shù)據(jù)的最大時鐘速率為40MHz。M25P80的工作電壓范圍為2.7V～3.6V，具有整體擦除和扇區(qū)擦除、靈活的頁編程指令和寫保護(hù)功能，數(shù)據(jù)保存至少20年，每個扇區(qū)可承受100000次擦寫循環(huán)。

其中，F(xiàn)lash存儲器可實現(xiàn)分段存儲的方式進(jìn)行存儲，當(dāng)此段地址存儲完之后，將擦除離當(dāng)前時間最遠(yuǎn)的一條數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲及查詢以時間為判定依據(jù)，歷史數(shù)據(jù)在存放過程中將存儲地址與存儲時刻的時間相互對應(yīng)，在讀取數(shù)據(jù)時，先將最近一次存儲數(shù)據(jù)讀出，根據(jù)此次數(shù)據(jù)時間計算出需要讀取時間的存放地址，快速的找到數(shù)據(jù)；補(bǔ)報數(shù)據(jù)存儲也是按照分段存儲的方式存儲，地址分為兩部分，一部分為存儲地址，一部分為補(bǔ)報地址，在兩個地址不一致的情況下，將數(shù)據(jù)讀出進(jìn)行補(bǔ)報，同時補(bǔ)報地址增加，直至兩個地址一致為止。

進(jìn)一步地，微處理器還與按鍵模塊相連。

本發(fā)明還能夠通過按鍵模塊的輸入操作來控制和設(shè)置遙測終端的參數(shù)。

一種水利遙測終端的工作方法，水利遙測終端的微處理器設(shè)置有數(shù)據(jù)抄取標(biāo)志位置位和上傳標(biāo)志位；水利遙測終端與遠(yuǎn)程監(jiān)控端相連；該水利遙測終端的工作方法，包括：

微處理器接收水利遙測終端的初始參數(shù)；

微處理器根據(jù)水利遙測終端的初始參數(shù)來判斷微處理器的數(shù)據(jù)抄取標(biāo)志位是否置位：

若數(shù)據(jù)抄取標(biāo)志位置位，則微處理器開啟水利信息檢測模塊并抄取水利信息檢測模塊檢測到的信息，否則，判斷微處理器的上傳標(biāo)志位是否置位；

若微處理器的上傳標(biāo)志位置位，則微處理器將從水利信息檢測模塊抄取的信息上傳至遠(yuǎn)程監(jiān)控端；否則，配置微處理器的功耗參數(shù)。

在水利遙測終端的工作過程中，還實時判斷微處理器的定時時間是否達(dá)到預(yù)設(shè)定時閾值，若是，則配置微處理器的喚醒參數(shù)；否則，配置微處理器的功耗參數(shù)后，再配置微處理器的喚醒參數(shù)，最終降低水利遙測終端工作時的功率消耗。

抄取水利信息檢測模塊檢測到的信息后，將抄取的信息還傳送至存儲模塊進(jìn)行存儲。

存儲模塊根據(jù)不同屬性數(shù)據(jù)存儲的頻率分成頻繁數(shù)據(jù)存儲區(qū)和非頻繁數(shù)據(jù)存儲區(qū)。

在頻繁數(shù)據(jù)存儲區(qū)中采用覆蓋的方法進(jìn)行存儲，只保留最新數(shù)據(jù)；在非頻繁數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，采用分段存儲的方式進(jìn)行存儲。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。