雨量水位监测设备

摘要

本发明公布了一种雨量水位监测设备。本发明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，并且通过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。本发明数据处理速度快，精度高，系统安全性好。

主权项

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术，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口通信电平接口转换电路提供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接口与控制器连接，通信模块包括以MAX3232为核心的RS‑232串口通信电平接口转换电路和GPRS模块，通信模块与控制器模块的UART0接口连接，RS‑232串口通信电平接口电路电源端与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5V电压转换电路和3.3V电压转换电路，包括第一接插件P1，第一电容C1，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L1，第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4，第一二极管D1、第二二极管DS1以及电压转换芯片U1、电压转换芯片U2；第一接插件P1的1引脚和第一接插件P1的2引脚接地，第一接插件P1的3引脚与电压转换芯片U1的1引脚、第一电容C1的正极和12V的数字电压连接，第一电容C1的负极与U1的3引脚和U1的5引脚连接并接地，U1的2引脚连接第一二极管D1的一端，第一二极管D1的另一端接地，U1的2 引脚连接第一电感L1的一端，第一电感L1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，U1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R1的一端，第一电阻R1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1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连接第二二极管DS1的一端，第二二极管DS1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；检测模块电路包括滤波电路和I/V转换电路，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1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1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1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1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C10的一端，第十电容C10的另一端接地，第七电阻R7一端连接第三接插件P3的3引脚，另一端连接控制器的P1_26引脚；控制模块电路包括控制器芯片U3，第十一电容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1引脚接地，复位芯片U4的1引脚连接第十一电容C11的一端，第十一电容C11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数字电压输出端VDD3.3，存储芯片U6的7引脚连接控制器P0_16引脚，存储芯片U6的8引脚连接控制器P0_17引脚，存储芯片U6的9引脚连接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端连接3.3V数字电压输出端VDD3.3，存储芯片U6的10引脚接地，存储芯片U6的15引脚连接控制器P0_18引脚，存储芯片U6的16引脚连接控制器P0_15引脚，存储芯片U6的其他引脚悬空。