專利名稱：綜合水情無線遙測終端裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種綜合水情無線遙測終端裝置。
背景技術：
水情遙測終端設備(RTU)是用于測量水位、雨量及其它氣象參數的設備，一般工作在荒山野外，不具備線供電源的條件，因此基本采用獨立供電的工作方式。水情遙測終端設備由單片機、與單片機相連的數據采集模塊、數據通信模塊、人機交互模塊、電源供電模塊構成。當前終端電源大多采用蓄電池供電，并輔以太陽能或風力等電量來源來進行充電管理。而蓄電池的電量是有限的，充電所用的電力來源又受自然條件的約束(如陰雨天，則太陽能無法產生電力)，因此對終端進行低功耗設計就顯得十分重要。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單，具有低功耗的綜合水情無線遙測終端裝置。為了解決上述問題，本實用新型提供了一種綜合水情無線遙測終端裝置，包括:水情遙測終端設備，與水情遙測終端設備的水情信號輸入端相連的智能雨量計、智能風速風向計、水位測量傳感器，與水情遙測終端設備的通信信號輸入端相連的無線通訊單元，與水情遙測終端設備、水位測量傳感器、無線通訊單元的電源輸入端相連的電源控制板，與電源控制板的電源輸入端相連的蓄電池組，經電源防雷器與蓄電池組相連的太陽能電池板和風力發電裝置；無線通訊 單元包括GPS定位模塊，以及GSM或3G或4G通訊模塊。所述電源控制板通過SPI總線與水情遙測終端設備連接，處理水情遙測終端設備下達的各類命令，并返回時間等數據信息給水情遙測終端設備以便使用，電源控制板包括:中央處理器(CPU)，與中央處理器相連的實時時鐘(RTC)，與所述中央處理器相連的用于切斷或接通水情遙測終端設備、水位測量傳感器及無線通訊單元的電源的繼電器；與中央處理器相連并與水位測量傳感器的水位數據輸出端相連的接觸式編碼器，采用該接觸式編碼器來檢測水位數據，通過將接觸式編碼器的低4位來達到判定水位變幅是否達到報送的變化量。所述中央處理器與繼電器之間連接有繼電器驅動器。所述蓄電池組為鋰電池組。所述中央處理器為單片機或ARM處理器。本實用新型相對于現有技術具有積極的效果:本實用新型的綜合水情無線遙測終端裝置結構簡單，通過在原有的硬件上增加一塊電源控制板，實現水情遙測終端設備的低功耗運行，在同等電池容量及無日照的情況下，比其它遙測終端的工作時間長I倍以上，具有廣闊的市場前景。
為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據的具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中:圖1為本實用新型的綜合水情無線遙測終端裝置的結構示意圖；圖2為電源控制板的結構示意圖。
具體實施方式
見圖1，本實施例的綜合水情無線遙測終端裝置，包括:水情遙測終端設備，與水情遙測終端設備的水情信號輸入端相連的智能雨量計、智能風速風向計、水位測量傳感器，與水情遙測終端設備的通信信號輸入端相連的無線通訊單元，與水情遙測終端設備、水位測量傳感器、無線通訊單元的電源輸入端相連的電源控制板，與電源控制板的電源輸入端相連的蓄電 池組，經電源防雷器與蓄電池組相連的太陽能電池板和風力發電裝置；無線通訊單元包括用于實現實時定位的GPS定位模塊，以及用于實現實時無線通訊的GSM或3G或4G通訊模塊。所述電源控制板包括:中央處理器(CPU)，與中央處理器相連的實時時鐘(RTC)，與所述中央處理器相連的用于切斷或接通水情遙測終端設備、水位測量傳感器及無線通訊單元的電源的繼電器；與中央處理器相連并與水位測量傳感器的水位數據輸出端相連的接觸式編碼器，采用該接觸式編碼器來檢測水位數據，通過將接觸式編碼器的低4位來達到判定水位變幅是否達到報送的變化量。所述中央處理器與繼電器之間連接有繼電器驅動器。所述蓄電池組為鋰電池組。所述無線通訊單元包括GPS定位模塊，以及GSM或3G或4G通訊模塊。所述中央處理器選用AT89S52單片機作為控制核心，其帶有8k的Flash存儲器和256字節PAM，支持全靜態操作及空間、掉電兩種可選節電模式。所述電源控制板完成的功能主要有:*通過控制內置的繼電器達到切斷或接通RTU及相關測量傳感器、無線通訊單元的電源；*完成太陽能電池電壓的采樣及AD轉換；*通過檢測水位測量傳感器的低4位來達到判定水位變幅是否達到報送的變化量;*通過RTC來產生定時時間間隔報送；*通過S P I總線與RTU進行實時通信，處理RTU下達的各類命令(有些命令是從數據中心通過短信發送來的)，并返回時間等數據信息給RTU供使用。SPI (SerialPeripheralinterface),顧名思義就是串行外圍設備接口。是Motorola首先在其MC68HCXX系列處理器上定義的。SPI接口主要應用在EEPROM，FLASH,實時時鐘，AD轉換器，還有數字信號處理器和數字信號解碼器之間。SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節約了芯片的管腳，同時為PCB的布局上節省空間，提供方便。電源控制板的電路部分如下:[0028]* CPU:采用宏晶公司的STC12C2052AD單片機的。該單片機具有內置時鐘晶振、MAX810專用復位電路，可支持ISP在線編程，完全的低功耗設計，且內置的2路10位AD轉換器可直接用于電池電壓的測量；*實時時鐘RTC采用DIP8封裝的CMOS實時時鐘芯片PCF8563，該芯片可提供編程時鐘輸出及一個中斷輸出，支持使用后備電池方式的雙電源供電方式，具備低功耗的休眠狀態，通過二線制I2C總線通訊方式，使電路簡單可靠；*接觸式編碼器。為完成水位變幅檢測，測量系統采用接觸式編碼器來檢測水位數據，通過將此編碼器的低4位數據引到電源板，可使在RTU斷電的情況下，由電源板上的CPU完成水位變幅的檢測工作；*繼電器。通過繼電器驅動器來控制繼電器動作，同時將繼電器的常開觸點作為RTU的供電開關，以完成RTU電源的通斷；*其它輔助電路。如電源電路(主要由7805構成，完成將電池電壓24V降壓至5V的作用)、CPU編程引腳等。基于可靠性和低功耗的考慮，本裝置解決了三個細節問題:( I )低功耗設計:非報送工作時間內，RTU及外圍傳感器等電路被切斷，此時功率消耗主要在電源控制板。因此系統中設置了非工作狀態下的休眠狀態，由電源控制板中的CPU設置自己和RTC進入休眠工作狀態，以極大節約功耗。為防止數據報送時間間隔太長，休眠時間控制在I分鐘左右，然后由RTC的時鐘報警功能喚醒CPU退出休眠。( 2 ) RTU自診斷:由于遙測終端是工作在無人的野外，出現故障后，去人維護的時間也有可能以天計，因此需要在終端出現故障后，數據中心也能夠知道大致的故障類別。這個需求是通過RTU的自診斷來完 成的。軟件中通過采集傳感器數據、電池電壓、通信裝置返回值及RTU內部各狀態字來斷定系統各部分的工作情況，以在出現異常時能夠及時通知數據中心的維護人員，做好維護準備。( 3 )自動報送模式:系統的定時測報與變幅檢測測報的工作基礎均基于電源控制板。在電源控制板異常或者電源控制板與RTU間通信異常時，也會導致即使RTU正常也無法進行測報的情況。為了防止出現這種情況，RTU端軟件中加入了判斷與電源控制板間通信是否異常以及在RTU發送工作完畢信息一段時間后是否確實已斷電的檢測，如果出現異常，RTU則會自動進入定時發送工作模式，一般按照預先設定的時間間隔來定時測量并報送，如2小時測量并報送一次。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本實用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。
權利要求1.一種綜合水情無線遙測終端裝置，其特征在于包括:水情遙測終端設備，與水情遙測終端設備的水情信號輸入端相連的智能雨量計、智能風速風向計、水位測量傳感器，與水情遙測終端設備的通信信號輸入端相連的無線通訊單元，與水情遙測終端設備、水位測量傳感器、無線通訊單元的電源輸入端相連的電源控制板，與電源控制板的電源輸入端相連的蓄電池組，經電源防雷器與蓄電池組相連的太陽能電池板和風力發電裝置； 所述電源控制板通過SPI總線與水情遙測終端設備相連，所述電源控制板包括:中央處理器，與中央處理器相連的實時時鐘，與所述中央處理器相連的用于切斷或接通水情遙測終端設備、水位測量傳感器及無線通訊單元的電源的繼電器；與中央處理器相連并與水位測量傳感器的水位數據輸出端相連的接觸式編碼器。
2.根據權利要求1所述的綜合水情無線遙測終端裝置，其特征在于:所述中央處理器與繼電器之間連接有繼電器驅動器。
3.根據權利要求1所述的綜合水情無線遙測終端裝置，其特征在于:所述中央處理器為單片機或ARM處理器。
4.根據權利要求1所述的綜合水情無線遙測終端裝置，其特征在于:所述蓄電池組為鋰電池組。
5.根據權利要求1所述的綜合水情無線遙測終端裝置，其特征在于:所述無線通訊單元包括GPS定位模塊，以及GSM或3G或`4G通訊模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種綜合水情無線遙測終端裝置，包括RTU，與RTU相連的智能雨量計、智能風速風向計、水位測量傳感器，與RTU相連的無線通訊單元，與RTU、水位測量傳感器、無線通訊單元相連的電源控制板，與電源控制板相連的蓄電池組，經電源防雷器與蓄電池組相連的太陽能電池板和風力發電裝置；所述電源控制板包括CPU，與CPU相連的RTC，與所述CPU相連的繼電器；與CPU相連并與水位測量傳感器的水位數據輸出端相連的接觸式編碼器。本綜合水情無線遙測終端裝置結構簡單，在同等電池容量及無日照的情況下，比其它遙測終端的工作時間長１倍以上，具有廣闊的市場前景。
文檔編號G08C17/02GK203148470SQ2013201608
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月2日 優先權日2013年4月2日
發明者章微微, 李臣明, 徐立中, 舒武強 申請人:江蘇瑞奇自動化有限公司