基于ARM9的地下水位远程监测仪的设计.pdf

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1、102传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第30卷第4期基于ARM9的地下水位远程监测仪的设计张从鹏，贺慧蕾(北方工业大学机电工程学院，北京100144)摘要：地下水是一项重要的水资源，对其水位的准确监测是对地下水资源进行评价和开发利用的基础依据，基于ARM嵌入式系统，采用高精度A／D转换芯片ADS1100，GPRS模块设计了一种精度高、数据传输距离远、易组网的地下水位远程监测仪。实验结果表明：本系统信号采集精度高，数据传输可靠，可用于地下水位的

2、远程实时监测。关键词：ARM微处理器；地下水位；远程监测中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)04-0102--03Designofaninstrumentationforlong-distancegroundwatertablemonitoringbasedonARM9ZHANGCong-peng，HEHui—lei(CollegeofMechatronicEngineering，NorthChinaUniversityofTechnology，Beijing10014

3、4，China)Abstract：Thegroundwaterisanitemofimportantwaterresourcesonwaterleve1．AccuratemonitoriSfoundationbasisforthegroundwaterresources．BasedontheARMembeddedsystem，highprecisionA／DtransformationchipADS1100，theGPRSmoduleareusedtodesignahighprecision，easynetw

4、orkingsubsoilwaterlevellong—distancemonitorcontroller．Theexperimentalresultindicatesprecisesignalgatheringandthereliabletransmissiontechnologymaybethewidespreadapplicationintheactualmonitor．Keywords：ARMmicroprocessor；groundwatertable；long—distancemonitoring

5、0引言测、远程无线通信、LCD显示、键盘输入多功能于一体。地下水是一项重要的水资源，地下水位观测是一项基础性的水利工作。地下水位动态变化信息为地下水的开采工作、地方生态维护以及工程建设等方面提供了重要参考依据J。但是，目前绝大多数的地下水位监测仪通常采用单片机及传统的无线传输模块，其特点是应用简单、成本低，只能用在简单场合不能满足目前对地下水资源实时、现代化的监测的需要。本文提出了一种地下水位远程监测仪的设计方案，此方案结合ARM微处理器和GSM通信技术图1系统框图Fig1Blockdiagramofsyst

6、em弥补了传统数据采集精度低、传输距离短、数据远程传输易1．1控制模块丢失的瓶颈，具有高精度、高可靠性、组网维护费用低等优系统以$3C2440处理器为核心，$3C2440采用非常先点，经实验验证，该设计是现场采集地下水位并实现数据远进的ARM920T内核，具有丰富的I／O接口，可拓展多种功程传输的理想解决方案。1系统方案设计能，采用哈佛体系结构，具有取指、译码、执行、数据访问、回地下水位监测仪的系统组成如图l所示。在ARM嵌写5级流水线，并具有独立的16kB指令寄存器、16kB数据入式系统基础上设计的地下水位

7、远程监测仪，专为偏远地缓存及MMU虚拟内存管理单元等功能。同时S3C244O还区地下水水位远程监测而开发研制，该系统集数据采集、检提供了一组完整的系统外围设备。此芯片主要面向便收稿日期：2010-08-04基金项目：北京市高等学校人才强教计划资助项目(PHK201007119)第4期张从鹏，等：基于ARM9的地下水位远程监测仪的设计103携设备和高性价比、低功耗的应用满足设备的需要。来进行数据传输，一根是串行数据线(SDA)，另一根是串行1．2信号调制模块时钟线(SCL)。SDA与SCL为双向I／O线，都是开

8、漏极端。本文选用电流型液压传感器，其输出信号为4～20mA最高可到128次／s的采样速率，封装体积小、功耗低适合用电流信号。电流信号有利于长距离传输，且不易引入干扰，于便携式仪表和严苛的环境⋯。电路设计如图4所示。适合于地下水井高埋深的特点。在传统采样电路中，直接采用一个250Q的精密电阻器将传感器输出的电流信号转换成1～5V的电压信号提供转换电路进行信号处理，此信号调制电路的优点是接法简单、计算方