專利名稱：水位無線遙測收發(fā)機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及監(jiān)測系統(tǒng)，特別涉及一種水位無線遙測收發(fā)機。
背景技術(shù)：
目前在山區(qū)偏遠地區(qū)或小型供水系統(tǒng)中，往往利用地理高差實現(xiàn)重力供水，就是 在較高的地理位置修建一座水池。由于供水量較少，水池打滿水便可供一天使用，可以在電 力低谷時，將水打入高位水池。這樣可節(jié)省用電費用。由于重力原理水池水可自然流入用 戶管網(wǎng)。 一般高位水池均修建在偏遠的野外。水池與水泵房之間相距較遠(數(shù)公里)，泵房 值班人員無法知道水池水位。目前雖然已有無線測量設(shè)備，但無線通訊效果不佳，經(jīng)常造成 誤報；另外一般水池處在山區(qū)偏遠地區(qū)或小型供水系統(tǒng)，通常沒有電源設(shè)備。在泵房值班室 更無法對將水打入高位水池進行在線控制和操作。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有的技術(shù)存在的缺陷，提供一種可以對沒有電源地方 的高位水池實施在線監(jiān)控操作、功耗較低的水位無線遙測收發(fā)機。 本實用新型提供的水位無線遙測收發(fā)機，包括接收機和發(fā)送機，發(fā)送機包括第一 單片機和與其依次相連的、用于監(jiān)測水位的探頭及信號調(diào)理電路，所述接收機包括第二單 片機和與其相連的、用于控制水位的泵控制電路，接收機和發(fā)送機至少各設(shè)有一臺，發(fā)送機 還包括無線發(fā)送模塊、發(fā)送控制電路、太陽能極板、太陽能轉(zhuǎn)換電路和充電電池，第一單片 機通過發(fā)送控制電路與無線發(fā)送模塊相連，太陽能極板和充電電池分別與太陽能轉(zhuǎn)換電路 相連并向各電路供電；所述接收機還包括無線接收模塊和接收信號輸入電路，第二單片機 通過接收信號輸入電路與無線接收模塊相連；無線接收模塊與無線發(fā)送模塊通過通信網(wǎng)絡(luò) 無線相連。 本實用新型水位無線遙測收發(fā)機，其中所述無線發(fā)送模塊和無線接收模塊的載波 頻帶為224MHz/240Mhz，其通信方式為FDMA/TDMA多址方式。 本實用新型水位無線遙測收發(fā)機，其中所述無線發(fā)送模塊和無線接收模塊采用 GPRS模塊。 本實用新型水位無線遙測收發(fā)機，其中所述發(fā)送機為一臺，接收機為多臺，用于在 不同地方監(jiān)測同一地點的水位。 本實用新型水位無線遙測收發(fā)機，其中所述接收機為一臺，發(fā)送機為多臺，用于在 同一地點監(jiān)測不同地點的水位。 本實用新型水位無線遙測收發(fā)機，其中所述第一單片機連接有第一操作按鍵和 LED顯示器；所述第二單片機連接有第二操作按鍵和LCD顯示屏。 本實用新型水位無線遙測收發(fā)機的優(yōu)點在于由于采用了太陽能極板、太陽能轉(zhuǎn) 換電路和充電電池和無線通訊方式，解決了一臺發(fā)送機配備多臺接收機，在不同地方監(jiān)測 同一點的水位和一臺接收機配備多臺發(fā)送機，在同一地點監(jiān)測多點的水位的問題，可以對
3沒有電源地方的高位水池實施在線監(jiān)控操作。由于發(fā)送機可設(shè)置節(jié)能運行模式，降低了功 耗，可以使用戶的系統(tǒng)運行成本大為降低。 下面結(jié)合實施例參照附圖進行詳細說明，以求對本實用新型的目的、特征和優(yōu)點 得到更深入的理解。
圖1是本實用新型水位無線遙測收發(fā)機中接收機的方框圖； 圖2是本實用新型水位無線遙測收發(fā)機中發(fā)送機的方框圖； 圖3是太陽能轉(zhuǎn)換電路原理圖； 圖4是信號調(diào)理電路原理圖； 圖5是第一單片機電路原理圖； 圖6是發(fā)送控制電路原理圖； 圖7是第二單片機電路原理圖； 圖8是接收信號輸入電路原理圖； 圖9是泵控制電路原理圖； 圖10是本實用新型水位無線遙測收發(fā)機中發(fā)送機的面板圖； 圖11是本實用新型水位無線遙測收發(fā)機中接收機面板圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細說明實施例。 本實用新型水位無線遙測收發(fā)機包括接收機和發(fā)送機。 參見圖1和圖2，發(fā)送機包括第一單片機15、用于監(jiān)測水位的探頭13、信號調(diào)理電 路14無線發(fā)送模塊19、發(fā)送控制電路16、太陽能極板10、太陽能轉(zhuǎn)換電路11和充電電池 12，第一單片機15與探頭13和信號調(diào)理電路14依次相連。第一單片機15通過發(fā)送控制 電路16與無線發(fā)送模塊19相連，太陽能極板10和充電電池12分別與太陽能轉(zhuǎn)換電路11 相連并向各電路供電。第一單片機15連接有第一操作按鍵18和LED顯示器17。 接收機包括第二單片機23、用于控制水位的泵控制電路24、無線接收模塊21和接 收信號輸入電路22，第二單片機23與泵控制電路24相連，第二單片機23通過接收信號輸 入電路22與無線接收模塊21相連。第二單片機23連接有直流電源27、第二操作按鍵26 和LCD顯示屏25。 接收機和發(fā)送機至少各設(shè)有一臺。無線接收模塊21與無線發(fā)送模塊19的載波頻 帶為224MHz/240Mhz，其通信方式為FDMA/TDMA多址方式。 在本實用新型的實施例中，發(fā)送機為一臺，接收機為多臺，用于在不同地方監(jiān)測同 一地點的水位。 在本實用新型的其他實施例中，無線發(fā)送模塊19和無線接收模塊21也可以采用
GPRS模塊。接收機為一臺，發(fā)送機為多臺，用于在同一地點監(jiān)測不同地點的水位。
以下結(jié)合附圖說明和具體實施例對本實用新型的監(jiān)測裝置的具體電路做進一步
的詳細描述。 本實用新型水位無線遙測收發(fā)機在沒有電源的地方安裝太陽能電池板，利用高可靠性單片機進行信號處理，來解決低功耗測量的問題。 參見圖3，電路標號EXPS為第一單片機GPIO給出的充電控制信號，當輸出低電平 時為關(guān)閉充電，高電平時充電。電路標號Battery為電池電壓信號輸出，電路標號Solar為 太陽能極板電壓信號輸出，分別送給發(fā)送控制電路16(見圖6)。第一單片機采集Battery 和Solar兩個信號，當太陽能極板電壓大于電池電壓，并且電池電壓低于滿電量水平時的 電壓時進行充電，當電池電壓大于太陽能極板電壓，或電池充滿時斷開充電。充電和斷開交 替進行，當停止充電時第一單片機測量Battery和Solar的電壓，如果滿足充電條件則開啟 充電并延時一定時間后再斷開回到測量判斷狀態(tài)，如果滿足停止充電條件，第一單片機則 停止對電池充電。 在本實用新型的實施例中，傳感器是一種硅壓阻元件，不銹鋼外殼封裝，頭部有導 壓孔，內(nèi)部敏感片是帶有擴散硅電阻橋的單晶硅膜片，利用半導體的壓阻效應實現(xiàn)力—— 電轉(zhuǎn)換。水位探頭13投入水池底部，水位壓力電信號輸入發(fā)送信號調(diào)理電路14，水位信號 經(jīng)第一單片機15處理后，經(jīng)無線發(fā)送模塊19傳輸給接收機，接收機將顯示水位數(shù)據(jù)。 參見圖4，在傳感器的信號調(diào)理電路14中，電路標號SIN0， SIN1為傳感器信號輸 入。電路標號ANA0， ANA1輸出給發(fā)送控制電路16 (見圖6)。 電路標號UcGATE為單片機GPIO控制電路的供電，當UcGATE的電平為高的時候模 擬電路關(guān)閉供電。電路標號SPS為傳感器供電輸出，為傳感器供電，同時也為信號調(diào)理電路 供電。 參見圖5，在第一單片機15的電路原理圖中，AIN為模擬輸入信號，MUXA和MUXB 為多路選擇信號。 參見圖6，發(fā)送控制電路16中UCP與圖4中的UCP相連，通信的具體情況見圖8的 說明。 參見圖7，在第二單片機23的電路原理圖中，各信號端分別與圖6和圖8的相應信 號端連接，見圖8的說明。 參見圖8，這是單片機與通信模塊的信號接口，發(fā)送機和接收機通用。其中 GPI0_0為通信模塊的供電控制，可提供雙電源，+5V和+12V。數(shù)據(jù)通信時GPI0_0 為高電平。當使用電臺通信時，GPIOJ)可控制電臺定時啟動。在使用GPRS模塊時可用作
掉線重啟。 GPI0_1為擴展控制，可以控制GPRS模塊是否進入低功耗睡眠狀態(tài)，當GPI0j被單
片機輸出為高電平時，GPRS模塊進入睡眠模式。同樣的方法電臺模塊也同時適用。 TX為串行通信的發(fā)送數(shù)據(jù)信號，單片機由TX發(fā)送給通信模塊，同時單片機可通過
TX上的數(shù)據(jù)對通信模塊進行設(shè)置，例如跳頻，協(xié)議設(shè)置等。 RX為通信模塊的串行數(shù)據(jù)輸出信號，單片機通過RX接收串行數(shù)據(jù)。 此種電源管理設(shè)計的要點在于能夠很好的利用電源，不需要上傳數(shù)據(jù)時關(guān)閉對模
塊的供電可將功耗降到很低。TX RX兼容TTL電平信號，硬件上直接連接，不需要額外的電
平轉(zhuǎn)換器和收發(fā)器。 在無線發(fā)送模塊19和無線接收模塊21中，F(xiàn)DMA和TDMA的工作方式是通過軟件
協(xié)議完成的，GPRS通信的TCP/IP協(xié)議棧也是屬于軟件范疇，在此不再贅述。 參見圖9，在泵控制電路原理圖中，Ul為第二單片機23的GPIO 0 GPIO 5控制的D型觸發(fā)器，作為泵控制電路中晶體管的驅(qū)動。晶體管Ql Q4構(gòu)成的驅(qū)動電路用來驅(qū) 動繼電器線圈，其中 Klon為常開節(jié)點，控制水泵啟動柜中用于開泵的中間繼電器。
Kloff為常閉合節(jié)點，控制水泵啟動柜中用于關(guān)泵的中間繼電器。 K2on為常開節(jié)點，控制水泵啟動柜中用于開泵的中間繼電器。 K2off為常閉合節(jié)點，控制水泵啟動柜中用于關(guān)泵的中間繼電器。 四個節(jié)點分為常開常閉兩組，可獨立控制兩個水泵的啟停。
參見圖10和圖ll，使用本實用新型的水位無線遙測收發(fā)機時，先進行發(fā)送機參數(shù)
1、查看各種參數(shù)按左鍵或右鍵即可翻看所有的參數(shù)
顯示的為第1路水位信息單位米
形如
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顯示的為第2路水位信息單位米
顯示的為儀器內(nèi)部電壓信息單位伏
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顯示的為儀器的測量量程單位米 形如
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顯示的為儀器的節(jié)能等級無單位
設(shè)置發(fā)送機測量水位量程逐次按左鍵或右鍵翻動數(shù)碼管顯示信息直到顯示為
<formula>formula see original document page 6</formula> 按住"設(shè)置"鍵不放至少保持5秒鐘直到左側(cè)的數(shù)據(jù)閃爍顯示，松開"設(shè)置"鍵，按 左右鍵可以選擇5、10、20、50的數(shù)據(jù)，它們分別對應為0 5米量程；0 10米量程；0 20米量程；0 50米量程，選擇好后，按設(shè)置鍵使數(shù)據(jù)停止閃爍，設(shè)置完畢。 2、工作模式及其選擇 設(shè)置節(jié)能等級參數(shù)，逐次按左鍵或右鍵，翻動數(shù)碼管顯示信息直到顯示為 按住"設(shè)置"鍵不放至少保持5秒鐘直到左側(cè)的數(shù)據(jù)閃爍顯示，松開"設(shè)置"鍵，按
左右鍵可以選擇1、2、3、4四種模式。四種模式分別表示1最佳性能模式，2標準模式，3節(jié)
能模式，4超低功耗模式。 然后，進行接收機參數(shù)設(shè)置。
接收機窗口可顯示三個參數(shù)，①第一個參數(shù)水位值；②第二個參數(shù)可以是水 位、壓力、流量或溫度等其中任意一個值；③第三個參數(shù)發(fā)送機的供電電壓值。
按上鍵或下鍵即可翻看控制I上限、下限值，控制II上限、下限值和報警開關(guān)組狀態(tài)信息。 1、控制I上限下限設(shè)置 ①按上鍵或下鍵翻到控制I界面。 ②按住"設(shè)置"鍵不放至少保持5秒鐘直到窗口右上角顯示"設(shè)置"二字，光標閃
爍，按上鍵或下鍵設(shè)定數(shù)字，按左鍵或右鍵移動光標設(shè)定好所需上限下限值后再按"設(shè)置"
鍵，數(shù)據(jù)存入內(nèi)存。 2、報警控制狀態(tài)設(shè)置 ①按住"設(shè)置"鍵不放至少保持5秒鐘直到窗口右上角顯示"設(shè)置"二字。 ②在光標指示的位置，按左鍵或右鍵設(shè)定啟用或禁用。
報警啟用表示有報警功能；報警禁用表示關(guān)閉報警聲音。
開關(guān)組1啟用表示控制I有輸出；開關(guān)組1禁用表示控制I無輸出。
開關(guān)組2啟用表示控制II有輸出；開關(guān)組2禁用表示控制II無輸出。
接收機工作時具有智能檢測功能，水位數(shù)據(jù)測量正確時，提示測量有效。如果水位
數(shù)據(jù)測量錯誤時，提示測量數(shù)據(jù)過期無效并報警提示。 上面所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用 新型的構(gòu)思和范圍進行限定。在不脫離本實用新型設(shè)計構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對 本實用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進，均應落入到本實用新型的保護范圍，本實 用新型請求保護的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求一種水位無線遙測收發(fā)機，包括接收機和發(fā)送機，發(fā)送機包括第一單片機(15)和與其依次相連的、用于監(jiān)測水位的探頭(13)及信號調(diào)理電路(14)，所述接收機包括第二單片機(23)和與其相連的、用于控制水位的泵控制電路(24)，其特征在于接收機和發(fā)送機至少各設(shè)有一臺，發(fā)送機還包括無線發(fā)送模塊(19)、發(fā)送控制電路(16)、太陽能極板(10)、太陽能轉(zhuǎn)換電路(11)和充電電池(12)，第一單片機(15)通過發(fā)送控制電路(16)與無線發(fā)送模塊(19)相連，太陽能極板(10)和充電電池(12)分別與太陽能轉(zhuǎn)換電路(11)相連并向各電路供電；所述接收機還包括無線接收模塊(21)和接收信號輸入電路(22)，第二單片機(23)通過接收信號輸入電路(22)與無線接收模塊(21)相連；無線接收模塊(21)與無線發(fā)送模塊(19)通過通信網(wǎng)絡(luò)無線相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水位無線遙測收發(fā)機，其特征在于，其中所述無線發(fā)送模塊 (19)和無線接收模塊(21)的載波頻帶為224MHz/240Mhz，其通信方式為FDMA/TDMA多址方 式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水位無線遙測收發(fā)機，其特征在于，其中所述無線發(fā)送模塊 (19)和無線接收模塊(21)采用GPRS模塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的水位無線遙測收發(fā)機，其特征在于，其中所述發(fā)送機 為一臺，接收機為多臺，用于在不同地方監(jiān)測同一地點的水位。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的水位無線遙測收發(fā)機，其特征在于，其中所述接收機 為一臺，發(fā)送機為多臺，用于在同一地點監(jiān)測不同地點的水位。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的水位無線遙測收發(fā)機，其特征在于，其中所述第一單片機 (15)連接有第一操作按鍵(18)和LED顯示器(17);所述第二單片機(23)連接有第二操作 按鍵(26)和LCD顯示屏(25)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的水位無線遙測收發(fā)機，其特征在于，其中所述第一單片機 (15)連接有第一操作按鍵(18)和LED顯示器(17);所述第二單片機(23)連接有第二操作 按鍵(26)和LCD顯示屏(25)。
專利摘要本實用新型水位無線遙測收發(fā)機，發(fā)送機包括第一單片機和探頭及信號調(diào)理電路，接收機包括第二單片機和泵控制電路，接收機和發(fā)送機至少各設(shè)有一臺，發(fā)送機還包括無線發(fā)送模塊、發(fā)送控制電路、太陽能極板、太陽能轉(zhuǎn)換電路和充電電池；接收機還包括無線接收模塊和接收信號輸入電路。其優(yōu)點在于由于采用了太陽能極板、太陽能轉(zhuǎn)換電路和充電電池和無線通訊方式，解決了一臺發(fā)送機配備多臺接收機，在不同地方監(jiān)測同一點的水位和一臺接收機配備多臺發(fā)送機，在同一地點監(jiān)測多點的水位的問題，可以對沒有電源地方的高位水池實施在線監(jiān)控操作。由于發(fā)送機可設(shè)置節(jié)能運行模式，降低了功耗，可以使用戶的系統(tǒng)運行成本大為降低。
文檔編號H02J7/00GK201463979SQ200920109809
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者彭博 申請人:彭博