本發(fā)明涉及一種預(yù)警裝置，具體是指一種適用于村鎮(zhèn)和人口密集區(qū)域的山洪入戶預(yù)警裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)今社會自然災(zāi)害頻發(fā)，對人們的人身安全與財產(chǎn)安全均造成了極大的威脅，山洪便是其中一種破壞性極強(qiáng)的自然災(zāi)害。為了減小山洪帶來的損失，目前很多地方都采用山洪預(yù)警裝置來帶對水庫、河流、水電站等的水位進(jìn)行監(jiān)測，并在同洪發(fā)生之間發(fā)出警報，通知相關(guān)部門及周圍群眾，以便提前高做好應(yīng)急準(zhǔn)備。然而，現(xiàn)有的山洪預(yù)警裝置并不完善，其即時性較差，并且誤報率較高，無法起到有效的預(yù)警作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的山洪預(yù)警裝置即時性較差，并且誤報率較高的缺陷，提供一種適用于村鎮(zhèn)和人口密集區(qū)域的山洪入戶預(yù)警裝置。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案現(xiàn)實：一種適用于村鎮(zhèn)和人口密集區(qū)域的山洪入戶預(yù)警裝置，主要由第一單片機(jī)，第二單片機(jī)，分別與第一單片機(jī)相連接的水位信號處理單元和第一無線傳輸模塊，與水位信號處理單元相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片相連接的水位傳感器，以及分別與第二單片機(jī)相連接的第二無線傳輸模塊、顯示器以及預(yù)警廣播組成；所述第一無線傳輸模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)與第二無線傳輸模塊相連接；所述水位信號處理單元由處理芯片U，三極管VT6，三極管VT5，放大器P2，正極與處理芯片U的-IN1管腳相連接、負(fù)極與處理芯片U的VCC管腳相連接的電容C5，正極與處理芯片U的+IN1管腳相連接、負(fù)極與處理芯片U的GND管腳相連接的同時接地的電容C6，正極與處理芯片U的OUT1管腳相連接、負(fù)極與三極管VT6的基極相連接的電容C7，正極與三極管VT6的發(fā)射極相連接、負(fù)極接地的電容C8，與電容C8相并聯(lián)的電阻R11，串接在放大器P2的負(fù)極和電容C5的正極之間的電阻R9，P極與放大器P2的正極相連接、N極與三極管VT5的集電極相連接的二極管D4，正極與三極管VT5的集電極相連接、負(fù)極與三極管VT6的集電極相連接的電容C9，同時與三極管VT6的集電極和發(fā)射極相連接的輸出電路，以及同時與電容C6的正極和處理芯片U的-IN1管腳相連接的調(diào)節(jié)電路組成；所述三極管VT5的基極與放大器P2的輸出端相連接、其發(fā)射極接地；所述處理芯片U的VCC管腳接電源。所述調(diào)節(jié)電路的輸入端與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片相連接；所述輸出電路的輸出端則與第一單片機(jī)相連接。

進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)電路由放大器P1，三極管VT1，三極管VT2，三極管VT3，三極管VT4，負(fù)極與三極管VT1的集電極相連接、正極接電源的電容C1，串接在三極管VT1的基極和發(fā)射極之間的電阻R1，N極與三極管VT2的基極相連接、P極經(jīng)電阻R2后與三極管VT1的發(fā)射極相連接的二極管D1，負(fù)極與放大器P1的負(fù)極相連接、正極經(jīng)電阻R3后與三極管VT1的發(fā)射極相連接的電容C2，正極與放大器P1的正極相連接、負(fù)極與放大器P1的輸出端相連接的電容C3，與電容C3相并聯(lián)的電阻R4，P極與放大器P1的負(fù)極相連接、N極與三極管VT3的基極相連接的二極管D2，N極與三極管VT4的基極相連接、P極與三極管VT2的發(fā)射極相連接的二極管D3，串接在三極管VT3的發(fā)射極和三極管VT4的集電極之間的電阻R5，串接在三極管VT4的集電極和電容C6的正極之間的電阻R6，正極與放大器P1的輸出端相連接、負(fù)極與處理芯片U的-IN1管腳相連接的電容C4，與電容C4相并聯(lián)的電阻R8，以及一端與電容C4的負(fù)極相連接、另一端接地的電阻R7組成；所述放大器P1的正極接地、其負(fù)極與三極管VT2的集電極相連接、其輸出端則與三極管VT3的集電極相連接；所述三極管VT4的發(fā)射極接地；所述三極管VT1的基極與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片相連接。

所述輸出電路由放大器P3，三極管VT7，正極經(jīng)電阻R12后與三極管VT6的集電極相連接、負(fù)極經(jīng)電阻R13后與三極管VT7的集電極相連接的電容C10，一端與放大器P3的負(fù)極相連接、另一端接地的電阻R10，以及N極與三極管VT7的發(fā)射極相連接、P極與放大器P3的負(fù)極相連接的二極管D5組成；所述放大器P3的正極與三極管VT6的發(fā)射極相連接、其輸出端與三極管VT7的基極相連接；所述電容C10的負(fù)極與第一單片機(jī)相連接。

所述處理芯片U為LM358集成芯片。

所述電容C7為耦合電容。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點及有益效果：

(1)本發(fā)明可以準(zhǔn)確的對水庫、河流、水電站等的水位進(jìn)行監(jiān)測，并通過無線網(wǎng)絡(luò)實時的將測量結(jié)果傳輸給控制室，當(dāng)水位超出安全范圍時則會觸發(fā)預(yù)警廣播；本發(fā)明監(jiān)測精度高，誤報率低，從而使工作人員可以更好的根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對災(zāi)情進(jìn)行分析，并提前做好應(yīng)急準(zhǔn)備；本發(fā)明采用了無線傳輸技術(shù)，從而提高了預(yù)警的即時性。

(2)本發(fā)明的水位信號處理單元可以對采集到的水位信號進(jìn)行處理，濾除信號中的干擾信號，排除干擾信號的影響，從而提高水位信號的保真度；同時該水位信號處理單元還可以對水位信號進(jìn)行不失真的放大，從而彌補(bǔ)信號在無線傳輸過程中出現(xiàn)的削弱；如此則可以使控制室所接收到的水位信號更加準(zhǔn)確，降低誤報率，并且使工作人員可以更好的根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對災(zāi)情進(jìn)行分析，提前做好應(yīng)急準(zhǔn)備。

(3)本發(fā)明通過水位信號處理單元對水位信號進(jìn)行處理，相較傳統(tǒng)的水位監(jiān)測預(yù)警裝置，本發(fā)明的誤報率降低了20％。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的水位信號處理單元的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。

實施例

如圖1所示，本發(fā)明包括監(jiān)測端和控制室端，其中監(jiān)測端由第一單片機(jī)，分別與第一單片機(jī)相連接的水位信號處理單元和第一無線傳輸模塊，與水位信號處理單元相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，以及與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片相連接的水位傳感器組成。而控制室端則由第二單片機(jī)，和分別與第二單片機(jī)相連接的第二無線傳輸模塊、顯示器以及預(yù)警廣播組成。所述第一無線傳輸模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)與第二無線傳輸模塊相連接。

該水位傳感器用于采集水庫、河流或者水電站的水位信號，其通過管道安裝在水中，水位傳感器通過管道安裝是為了防止水流動而影響水位測量的結(jié)果，該安裝方法已是成熟的技術(shù)，在這里不做過多贅述；該水位傳感器采用AL200W型壓阻式水位傳感器，該AL200W型壓阻式水位傳感器將與液位深度成正比的液體靜壓力準(zhǔn)確測量出來，并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)模擬信號輸出，建立起輸出信號與液體深度的線性對應(yīng)關(guān)系，從而可以測量出水位傳感器末端到液面的液位高度。

該第一單片機(jī)、水位信號處理單元、第一無線傳輸模塊以及模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片被集成在一個設(shè)備安裝箱內(nèi)，該設(shè)備安裝箱則設(shè)置在岸邊。該模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片可以將水位傳感器輸出的水位模擬信號轉(zhuǎn)換為水位數(shù)字信號其采用ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片來實現(xiàn)，該ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的模擬量輸入端IN0管腳與水位傳感器相連接，其數(shù)字量輸出端21管腳則與水位處理單元的輸入端相連接。該水位信號處理單元可以對水位數(shù)字信號進(jìn)行處理并將處理后的水位數(shù)字信號傳輸給第一單片機(jī)。該第一單片機(jī)則為本發(fā)明的控制處理中心，其采用AT89S51單片機(jī)來實現(xiàn)，該第一單片機(jī)的P1.0信號輸入管腳與水位信號處理單元的輸出端相連接，其信號輸出I/O接口則與第一無線傳輸模塊相連接。該第一無線傳輸模塊用于將水位信號通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給控制室端，其采用ZIGBEE無線傳輸模塊來實現(xiàn)，其信號輸入接口與單片機(jī)相連接。

該第二單片機(jī)則設(shè)置在控制室內(nèi)，其也采用AT89S51單片機(jī)來實現(xiàn)，該單片機(jī)內(nèi)設(shè)定有水位安全值。該第二無線傳輸模塊用于接收第二無線傳輸模塊所發(fā)送的水位信號，其也采用ZIGBEE無線傳輸模塊來實現(xiàn)，其信號輸出接口與單片機(jī)的信號輸入接口相連接。該預(yù)警廣播在監(jiān)測水位超過安全值時發(fā)出警報聲，從而通知周圍群眾及時撤離，預(yù)警廣播可以設(shè)置在空曠處，使聲音覆蓋的范圍更廣。

為了提高水位監(jiān)測的精度，該水位信號處理單元的結(jié)構(gòu)如圖2所示，所述水位信號處理單元由處理芯片U，三極管VT6，三極管VT5，放大器P2，正極與處理芯片U的-IN1管腳相連接、負(fù)極與處理芯片U的VCC管腳相連接的電容C5，正極與處理芯片U的+IN1管腳相連接、負(fù)極與處理芯片U的GND管腳相連接的同時接地的電容C6，正極與處理芯片U的OUT1管腳相連接、負(fù)極與三極管VT6的基極相連接的電容C7，正極與三極管VT6的發(fā)射極相連接、負(fù)極接地的電容C8，與電容C8相并聯(lián)的電阻R11，串接在放大器P2的負(fù)極和電容C5的正極之間的電阻R9，P極與放大器P2的正極相連接、N極與三極管VT5的集電極相連接的二極管D4，正極與三極管VT5的集電極相連接、負(fù)極與三極管VT6的集電極相連接的電容C9，同時與三極管VT6的集電極和發(fā)射極相連接的輸出電路，以及同時與電容C6的正極和處理芯片U的-IN1管腳相連接的調(diào)節(jié)電路組成；所述三極管VT5的基極與放大器P2的輸出端相連接、其發(fā)射極接地；所述處理芯片U的VCC管腳接電源。所述調(diào)節(jié)電路的輸入端與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片相連接；所述輸出電路的輸出端則與第一單片機(jī)相連接。

其中，處理芯片U，電容C5以及電容C6形成第一偏置放大器，放大器P2，三極管VT5以及二極管D4則形成第二偏置放大器，第一偏置放大器和第二偏置放大器可以不失真的對水位數(shù)字信號進(jìn)行放大處理。該電容C7采用耦合電容，從而可以有效的隔離高頻干擾。而電容C8和電阻R11則形成一個RC濾波電路，該RC濾波電路可以對水位信號中的干擾信號進(jìn)行過濾。為了更好的實施本發(fā)明，該處理芯片U優(yōu)選LM358集成芯片來實現(xiàn)。

該調(diào)節(jié)電路由放大器P1，三極管VT1，三極管VT2，三極管VT3，三極管VT4，電阻R1，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電阻R5，電阻R6，電阻R7，電阻R8，電容C1，電容C2，電容C3，電容C4，二極管D1，二極管D2以及二極管D3組成。

連接時，電容C1的負(fù)極與三極管VT1的集電極相連接，正極接電源。電阻R1串接在三極管VT1的基極和發(fā)射極之間。二極管D1的N極與三極管VT2的基極相連接，P極經(jīng)電阻R2后與三極管VT1的發(fā)射極相連接。電容C2的負(fù)極與放大器P1的負(fù)極相連接，正極經(jīng)電阻R3后與三極管VT1的發(fā)射極相連接。電容C3的正極與放大器P1的正極相連接，負(fù)極與放大器P1的輸出端相連接。電阻R4與電容C3相并聯(lián)。二極管D2的P極與放大器P1的負(fù)極相連接，N極與三極管VT3的基極相連接。二極管D3的N極與三極管VT4的基極相連接，P極與三極管VT2的發(fā)射極相連接。

同時，電阻R5串接在三極管VT3的發(fā)射極和三極管VT4的集電極之間。電阻R6串接在三極管VT4的集電極和電容C6的正極之間。電容C4的正極與放大器P1的輸出端相連接，負(fù)極與處理芯片U的-IN1管腳相連接。電阻R8與電容C4相并聯(lián)。電阻R7的一端與電容C4的負(fù)極相連接，另一端接地。所述放大器P1的正極接地，其負(fù)極與三極管VT2的集電極相連接，其輸出端則與三極管VT3的集電極相連接。所述三極管VT4的發(fā)射極接地。所述三極管VT1的基極與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片相連接。

該調(diào)節(jié)電路可以對水位信號的位相進(jìn)行調(diào)整，從而使水位信號更加穩(wěn)定，提高水位信號的保真度。該電容C4，電阻R8以及電阻R7也形成一個RC濾波電路，其可以排除干擾信號的影響，使信號更穩(wěn)定。

另外，該輸出電路由放大器P3，三極管VT7，電阻R12，電阻R13，電阻R10，電容C10以及二極管D5組成。

其中，該電容C10的正極經(jīng)電阻R12后與三極管VT6的集電極相連接，負(fù)極經(jīng)電阻R13后與三極管VT7的集電極相連接。電阻R10的一端與放大器P3的負(fù)極相連接，另一端接地。二極管D5的N極與三極管VT7的發(fā)射極相連接，P極與放大器P3的負(fù)極相連接。所述放大器P3的正極與三極管VT6的發(fā)射極相連接，其輸出端與三極管VT7的基極相連接。所述電容C10的負(fù)極與第一單片機(jī)相連接。該輸出電路可以使水位信號的頻率更加穩(wěn)定。

本發(fā)明通過水位信號處理單元對采集到的水位信號進(jìn)行處理，濾除信號中的干擾信號，排除干擾信號的影響，從而提高水位信號的保真度；同時該水位信號處理單元還可以對水位信號進(jìn)行不失真的放大，從而彌補(bǔ)信號在無線傳輸過程中出現(xiàn)的削弱；如此則可以使控制室所接收到的水位信號更加準(zhǔn)確，相較傳統(tǒng)的水位監(jiān)測預(yù)警裝置，本發(fā)明的誤報率降低了20％，從而使工作人員可以更好的根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對災(zāi)情進(jìn)行分析，提前做好應(yīng)急準(zhǔn)備。

工作時，該水位傳感器采集下水庫、河流或者水電站的水位信號并傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，該模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將水位信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送給水位信號處理單元，經(jīng)過水位信號處理單元處理后的水位數(shù)字信號傳輸給第一單片機(jī)進(jìn)行處理，而第一單片機(jī)再將水位數(shù)字信號發(fā)送給第一無線傳輸模塊，第一無線傳輸模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)將水位信號發(fā)送給控制室?？刂剖覂?nèi)的第二無線傳輸模塊接收水位數(shù)字信號并傳輸給第二單片機(jī)，第二單片機(jī)將實時的水位信號與其內(nèi)部的安全值相對比，當(dāng)實時水位超過安全值時則觸發(fā)預(yù)警廣播，使預(yù)警廣播發(fā)出警報以提醒周圍群眾。在此過程中顯示器還顯示出監(jiān)測結(jié)果，工作人員可以根據(jù)監(jiān)測結(jié)果來對災(zāi)情進(jìn)行分析。

如上所述，便可很好的實現(xiàn)本發(fā)明。