《市场营销探究》水位与降雨量监测系统的研究

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1、水位与降雨量监测系统的研究［摘要］为解决防洪中水位和降雨量人工监测存在的操作不安全、数据不准确和实时性不强等问题，我们设计了单片机控制的水位与降雨量监测系统。该系统以单片机为控制核心，采用了较好的系统软件与硬件。利用该系统，可实现江河、湖泊与水库水位及降雨量信息的自动采集和处理。［关键词］单片机；水位；降雨量；监测［中图分类号］TP277［文献标识码［点击阅读全文］＞＞］A［文章编号］1005-6432(2011)31-0136-03由于我国的水灾频频发生，因此必须监测江河、湖泊与水库等的水位及这些区域的降雨量。这种监测不但可为预防水灾、及时进行

2、防汛决策提供大量可靠的数据和资料，同吋还可为防洪抢险救灾和保护人民生命财产安全发挥重要作用。冃前，国内许多水文站监测水位和降雨量仍采用人工方法。该方法不但存在测量的人身安全问题，而且还存在数据测量难准确、监测实时性不强等问题。为了实时准确监测水位及降雨量，我们设计了一套单片机控制的水位与降雨量监测系统。该系统以单片机为控制核心，采用了较好的系统软件与硬件。利用该系统，可以实现江河、湖泊及水库等水位和该区域降雨量的有效监测。1.系统功能由于单片机控制水位与降雨量监测系统是用丁•江河、湖泊及水库水位和该区域降雨量的监测，因此这个系统应具有如下功能：1

3、.1水位自动检测功能该系统能口动检测江河、湖泊及水库等水位。水位检测范围为0〜100m,误差＜10mo1.2降雨量自动检测功能该系统能自动检测江河、湖泊及水库等区域的降雨量。降雨量测量范围为0〜500m,误差＜lm01.3自动报警、数据处理、显示及打印功能当水位、降雨量达警戒线时，该系统能自动进行声、光报警。能自动记录水位及降雨量数据，并可利用自己的数据处理软件实时进行数据处理。能口动显示与打印指定时间段的水位、降雨量报表等。该系统的显示器件采用液晶显示屏。1.4通信功能该系统通过RS232通信协议进行内部数据传送，它可与其他水文信息监测系统进行

4、联网运行。2•系统总体结构及工作原理系统主要由数据采集器、数据传送器、数据处理部分等组成。该系统是一种单片机集散控制系统。图中的数据采集器主要担负水位和降雨量信息的采集任务，并将采集的信息实时传送数据传送器中。数据传送器接收信息后，无线发送信息至采集点主机，再由该主机进行分析和处理。由于采集点主机通过RS-232C接口与Modem相连，Modem又接入公用电话网(PSTN),因此该主机处理后的信息又可通过PSTN以数据包的形式发送到数据处理中心。3•数据采集器3.1数据采集器硬件数据采集器由80C51单片机、通信电路、复位及“看门狗”屯路、时钟屯

5、路、A/D转换器电路等组成。由于数据采集器被置丁•水下，因此它不宜自帯电源。其电源由位丁•水而上的数据传送器提供。水位传感器与降雨量传感器的原理和结构都有所不同，但本文不作详细介绍。微处理器监控芯片采用ADM692o时钟芯片采用S—3530o时钟芯片每5分钟输出一个中断信号，请求CPU进行数据采样和转换。A/D转换器芯片采用AD0809,其分辨率为8位，其逐次逼近的转换时间为lOOuSo3.2数据采集器软体为提高水位和降雨量釆样信号的真实度，本系统利用程序对外部干扰进行数字滤波。即利用程序将采样信号进行加工处理，去除或削弱干扰的影响。由于测量水位

6、时江河、湖泊及水库波浪冲击可能引起采样信号产生瞬时、幅值较大的脉冲干扰。这种干扰一旦出现在采样时刻，则破坏系统的正常工作，因此数据采集器必须对采样信号进行滤波。数据采集器采用中值滤波法。即对水位或降雨量信息在每5分钟连续采样5次，然后将采样值从小到大排队，再取中间值为真实信号。在软件设计时，为防止干扰，系统软件的程序中安排了“冗余指令”和“软件陷阱”，同时还考虑到万一程序“弹飞”，应能让其自动复位到正常状态而设置了“看门狗”。“看门狗”溢出周期为1.6s,复位时间为50mso4•数据传送器4.1数据传送器硬件数据传送器接收数据采集器传送的水位或降

7、雨量信号，并采用无线发送方式将此信号传送给采集点主机。图中,微处理器监控芯片采用ADM695o无线发射模块釆用微型远程无线发送组件CSJ—TGN150,最大发射距离1500m、工作频率351MH乙最人功耗500mWo由于电源需同时为数据釆集器和数据传送器供电，因此需具备电源监控和后备电池切换功能，而这种功能可由微处理器监控芯片ADM695自身电路来实现。由于电池切换电路所能提供的100mA的输出电流不能满足用电量要求，所以硬动三极管来获得更大的输出电流。4.2数据传送器软件数据传送器抗干扰措施与上述数据釆集器基本相同。它除设置“冗余指令”、“软件

8、陷阱”和“看门狗”外，还采用中值方法进行数字滤波。为减少发射功率消耗，降低电源的能源负担，数据传送器采用间歇工作策略，即每5分钟发射一次