一种水位远程传输系统的制作方法

本实用新型涉及水位测量技术领域，具体地说是一种水位远程传输系统。

背景技术：

水位监控是对地下水, 江海等水位信息进行及时监控与检测, 确保水利枢纽正常工作, 对未来也许会发生的洪灾等灾害起到预测与警告作用。以前的水位监测通常是到现场进行信息的人工测量，但是随着智能领域越来越广泛地运用于我们的生活、工作，现在的水位监测已经不仅仅局限于人工，而是更多地用于自动控制，实现了不局限于地域, 适于各种天气条件下, 及时的水位监测。我国虽然是一个大国,但是水资源依然短缺,而且由于人们使用不合理,常常造成水资源的浪费,地下水位年年降低.要保持地下水位,除了提高国民自身的节约意识外,可靠的无线水位远传装置具有重要作用。

无线水位远传装置不仅可以节约人力,而且可以提升经济效益.由于我国有些地区碍于地形影响,水位测量还是采用最原始的人工现场勘测的方式,相对于特定地区来说,这种人工现场勘测水位比较容易实现。但是对于偏远地区与危险区域的来说,这不但加重了水位勘测员的工作量, 导致工作效率低下,而且在一些危险地区也会对勘测员的生命安全造成威胁,有时会危及水位勘测员的生命安全.所以实现水位的无线传送必不可少, 它可以方便地了解各种水位信息,而且不需要过多的人工。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于完成无需人工帮助的智能化测量传送水位数据,减少监测者的体力劳动,更大地保证人身安全,让监测站更加智能化，用于解决现有水位监控需人工测量，容易出现危险事故的问题。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种水位远程传输系统,其特征是，包括太阳能电池板、投入式液位计、稳压电源、显示屏、按键、存储器、串口通信模块、总控装置和与监控中心相连的通信装置；所述太阳能电池板与稳压电源的输入端相连，所述稳压电源的输出端分别与投入式液位计、总控装置的电源输入端和通信装置的电源输入端相连；所述总控装置分别与投入式液位计、串口通信通模块、存储器、显示屏和按键相连，串口通信模块与通信装置相连。

进一步地，所述总控装置包括单片机电路及其由复位电路、晶振电路、实时时钟电路和jtag接口电路组成的外围电路；所述的投入式液位计包括数据采集电路；所述的稳压电源包括电源转换电路；所述的显示屏包括lcd显示屏电路；所述的按键包括显示屏开关键；所述的存储器包括外围存储器电路图；所述的通信装置包括gsm通信电路；所述的串口通信模块包括串口通信电路。

进一步地，所述的单片机电路包括msp430f149芯片电路；

所述的复位电路包括复位按钮s1、电阻r1、二极管d1和电容c5，所述复位按钮s1的一端和电容c5的一端相连并接地，所述复位按钮s1的另一端和电容c5的另一端分别与电阻r1的一端、二极管d1的正极和msp430f149芯片的rst引脚相连，所述电阻r1的另一端和二极管d1的负极相连并接3.3v电压；

所述的晶振电路包括电容c2、电容c3和晶振y1；所述电容c2的一端和电容c3的一端相连并接地，所述电容c2的另一端与晶振y1的1号引脚相连并与msp430f149芯片的xt2in引脚相连，所述电容c3的另一端与晶振y1的2号引脚相连并与msp430f149芯片的xt2out引脚相连；

所述实时时钟电路包括pcf8563芯片、二极管d2、二极管d3、电容c11、电容c12、电阻r3、电阻r4、晶振y3和5v直流电源bt1；所述二极管d2的正极接3.3v电压，二极管d2的负极分别与电容c11的一端、二极管d3的负极和pcf8563芯片的8号引脚相连，电容c11的另一端接地，二极管d3的正极与直流电源bt1的正极相连，直流电源bt1的负极与电容c12的一端相连，电容c12的另一端分别与晶振y3的2号引脚和pcf8563芯片的1号引脚相连，晶振y3的1号引脚与pcf8563芯片的2号引脚相连，pcf8563芯片的6号引脚与电阻r3的一端相连，pcf8563芯片的5号引脚与电阻r4的一端相连，电阻r3的另一端和电阻r4的另一端相连并接3.3v电压；

所述的jtag接口电路包括jtag接口，jtag接口的1号引脚与pcf8563芯片的td0引脚相连，jtag接口的3号引脚与pcf8563芯片的td1引脚相连，jtag接口的5号引脚与pcf8563芯片的tms引脚相连，jtag接口的7号引脚与pcf8563芯片的tck引脚相连，jtag接口的9号引脚接地，jtag接口的2号引脚接3.3v电压；

所述的数据采集电路包括电阻r8、电阻r9和电容c4；所述电阻r8的一端分别与电阻r9的一端、电容c4的正极和pcf8563芯片的p6.5引脚相连，电容c4的负极和电阻r9的另一端相连并接地，电阻r8的另一端与水位计相连；

所述的电源转换电路包括5v输出电源电路和3.3v输出电源电路；

所述5v输出电源电路包括tps5430芯片、电容c15、电容c16、电容c17、电阻r5、电阻r6、电感l1和二极管d4；所述电容c16的一端和tps5430芯片的7号引脚与8v供电电源相连，电容c16的另一端接地，tps5430芯片的6号引脚和9号引脚接地，tps5430芯片的1号引脚与电容c15的一端相连，电容c15的另一端分别与tps5430芯片的8号引脚、电感l1的一端和二极管d4的负极相连，二极管d4的正极接地，电感l1的另一端分别与电容c17的正极和电阻r5的一端相连并输出5v电压；电容c17的负极接地，电阻r5的另一端分别与电阻r6的一端和tps5430芯片的4号引脚相连，电阻r6的另一端接地；

所述3.3v输出电源电路包括asm1117芯片、电容c13和电容c14；所述asm1117芯片的vout引脚分别与电容c13的正极和电容c14的一端相连，电容c13的负极和电容c14的另一端相连并接地；

所述的lcd显示屏电路包括lcd12864芯片和可调电阻r7；lcd12864芯片的vcc引脚和可调电阻r7的2号引脚相连并接5v电压，可调电阻r7的1号引脚与lcd12864芯片的vr引脚相连，可调电阻r7的3号引脚与lcd12864芯片的v0引脚相连，lcd12864芯片的rs/cs引脚与msp430f149芯片的p2.1引脚相连，lcd12864芯片的r/w引脚与msp430f149芯片的p2.2引脚相连，lcd12864芯片的en引脚与msp430f149芯片的p2.3引脚相连，lcd12864芯片的db0引脚与msp430f149芯片的p4.7引脚相连，lcd12864芯片的db7引脚与msp430f149芯片的p4.0引脚相连，lcd12864芯片的led+引脚接vcc，lcd12864芯片的led－引脚接地；

所述显示屏开关键s2的一端与msp430f149芯片的p6.3引脚相连，s2的另一端与msp430f149芯片的p6.4引脚相连；

所述的外围存储器电路包括at24c128芯片、电阻r10、电阻r11和电容c18；所述at24c128芯片的1号引脚、2号引脚和4引脚接地，at24c128芯片的8号引脚与电容c18的一端相连并接3.3v，at24c128芯片的7号引脚与电容c18的另一端相连并接地，at24c128芯片的6号引脚与电阻r10的一端相连，电阻r10的另一端与msp430f149芯片的iic_scl引脚相连，at24c128芯片的5号引脚与电阻r11的一端相连，电阻r11的另一端与msp430f149芯片的iic_sda引脚相连；

所述的串口通信电路包括sp3223芯片、电容c19、电容c20、电容c21、电容c22、电容c23和电容c24；所述电容c19的两端分别与sp3223芯片的2号引脚和4号引脚相连，电容c20的两端分别与sp3223芯片的5号引脚和6号引脚相连，sp3223芯片的13号引脚与msp430f149芯片的txd0引脚相连，sp3223芯片的15号引脚与msp430f149芯片的rxd0引脚相连，sp3223芯片的12号引脚与msp430f149芯片的txd1引脚相连，sp3223芯片的10号引脚与msp430f149芯片的rxd1引脚相连，sp3223芯片的19号引脚分别与电容c21的一端和电容c22的一端相连，sp3223芯片的3号引脚与电容c23的一端相连，电容c21的另一端、电容c22的另一端、电容c23的另一端和电容c24的一端相连并接地，电容c24的另一端与sp3223芯片的18号引脚和1号引脚相连；

所述的gsm通信电路包括sim卡电路、正向驱动电路和gsm电路；

所述sim卡电路包括sim芯片；所述的正向驱动电路包括7407芯片；所述的gsm电路包括tc35芯片、电感l2、电容c25、电容c26、电容c27、电容c28、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电阻r20、二极管led4和三极管q1；

所述tc35芯片的24号引脚分别与电阻r17的一端和sim芯片的ccin引脚相连，电阻r17的另一端分别与电容c26的一端、电容c25的一端、sim芯片的ccvcc引脚和tc35芯片的28号引脚相连；tc35芯片的25号引脚与电容c8的一端相连，电容c8的另一端分别与tc35芯片的29号引脚、电容c26的另一端、电容c25的另一端和电感l2的一端相连，电感l2的另一端接地；tc35芯片的30号引脚与电阻r18的一端相连，电阻r18的另一端与电容c28的一端相连，电容c28的另一端与三极管q1的发射极相连并接地，tc35芯片的32号引脚与电阻r19的一端相连，电阻r19的另一端分别与电阻r20的一端和三极管q1的基极相连，电阻r20的另一端接地，三极管q1的集电极与二极管led4的负极相连，led4的正极与电阻r16的一端相连，电阻r16的另一端接vcc；

sim卡的ccrst引脚与tc35芯片的25号引脚相连，sim卡的ccclk引脚与tc35芯片的27号引脚相连，sim卡的ccgnd引脚与tc35芯片的29号引脚相连，sim卡的ccio引脚与tc35芯片的26号引脚相连;

7407芯片的1号引脚与tc35芯片的18号引脚相连，7407芯片的4号引脚与tc35芯片的19号引脚相连，7407芯片的9号引脚与msp430f149芯片的p3.3引脚相连，7407芯片的8号引脚与tc35芯片的15号引脚相连。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型可以实现水位数据的及时传输,可以选择按键液晶显示实际水位,人为主动查询水位数据。在本实用新型运行时,只要检测到水位数据,系统就会存储水位数据,隔段时间发送出去即短信发送接收得知水位状态,移动智能设备远程接收水位信息。这种设计打破了以往单纯依靠人力来记录水位数据的形式,减少了现场监测员的工作量,使数据接收更为快捷,也节省了可观的经济成本,具有不言而喻的益处。本实用新型采用太阳能供电，无论是在市区还是在野外都可以可以实现不间断供电。

本实用新型采用MSP430单片机，在数据保持的情况下使用电量很小，仅为0.1微安，并且它的额定电压较低，I/O输入端口的耗电量更少，并且有多种低功耗模式可供选择，可以显著减少电的损失，在地方荒芜不便的地区，功耗低，使用时间更长久。

本实用新型采用的定时器件可以独立编写程序，能够定时产生它们所需要的脉冲。

附图说明

图1为本实用新型的结构连接图；

图2为本实用新型单片机电路图；

图3为本实用新型复位电路图；

图4为本实用新型晶振电路图；

图5为本实用新型实时时钟电路图；

图6为本实用新型jtag接口电路图；

图7为本实用新型数据采集电路图；

图8为本实用新型5v输出电源电路图；

图9为本实用新型3v输出电源电路图；

图10为本实用新型lcd显示屏电路图；

图11为本实用新型外围存储器电路图；

图12为本实用新型串口通信电路图；

图13为本实用新型gsm通信电路图。

具体实施方式

如图1所示，一种水位远程传输系统,包括太阳能电池板、投入式液位计、稳压电源、显示屏、按键、存储器、串口通信模块、总控装置和与监控中心相连的通信装置；所述太阳能电池板与稳压电源的输入端相连，所述稳压电源的输出端分别与投入式液位计、总控装置的电源输入端和通信装置的电源输入端相连；所述总控装置分别与投入式液位计、串口通信通模块、存储器、显示屏和按键相连，串口通信模块与通信装置相连。

总控装置包括单片机电路及其由复位电路、晶振电路、实时时钟电路和jtag接口电路组成的外围电路；投入式液位计包括数据采集电路；稳压电源包括电源转换电路；显示屏包括lcd显示屏电路；按键包括显示屏开关键；存储器包括外围存储器电路图；通信装置包括gsm通信电路；串口通信模块包括串口通信电路。

如图2所示，单片机电路包括msp430f149芯片电路。显示屏开关键s2的一端与msp430f149芯片的p6.3引脚相连，s2的另一端与msp430f149芯片的p6.4引脚相连。

如图3所示，复位电路包括复位按钮s1、电阻r1、二极管d1和电容c5，复位按钮s1的一端和电容c5的一端相连并接地，复位按钮s1的另一端和电容c5的另一端分别与电阻r1的一端、二极管d1的正极和msp430f149芯片的rst引脚相连，电阻r1的另一端和二极管d1的负极相连并接3.3v电压。用复位电路来避免错误的发生，使用手动复位，在RST引脚处接入10K上拉电阻和相应电容，电容一端接地；只要单片机在发生问题时按下复位键，就可以让程序重新运行，达到初始化的目的。

如图4所示，晶振电路包括电容c2、电容c3和晶振y1；电容c2的一端和电容c3的一端相连并接地，电容c2的另一端与晶振y1的1号引脚相连并与msp430f149芯片的xt2in引脚相连，电容c3的另一端与晶振y1的2号引脚相连并与msp430f149芯片的xt2out引脚相连。选择高速的XT2振荡器，因为内部不带谐振电容，可以外接22PF电容。

如图5所示，实时时钟电路包括pcf8563芯片、二极管d2、二极管d3、电容c11、电容c12、电阻r3、电阻r4、晶振y3和5v直流电源bt1；二极管d2的正极接3.3v电压，二极管d2的负极分别与电容c11的一端、二极管d3的负极和pcf8563芯片的8号引脚相连，电容c11的另一端接地，二极管d3的正极与直流电源bt1的正极相连，直流电源bt1的负极与电容c12的一端相连，电容c12的另一端分别与晶振y3的2号引脚和pcf8563芯片的1号引脚相连，晶振y3的1号引脚与pcf8563芯片的2号引脚相连，pcf8563芯片的6号引脚与电阻r3的一端相连，pcf8563芯片的5号引脚与电阻r4的一端相连，电阻r3的另一端和电阻r4的另一端相连并接3.3v电压。PCF8563时钟芯片自身具有一个内置 32768KHz 的振荡器、分频器和I2C 总线接口。I2C只有SDA 和SCL这两根线，所以其引脚少，减少了电路的复杂性，实时时钟电路和复位电路联合使用，目的是为了给单片机提供一个准确的计时，这样单片机才可以有条不紊的进行数据处理与程序运行。

如图6所示，jtag接口电路包括jtag接口，jtag接口的1号引脚与pcf8563芯片的td0引脚相连，jtag接口的3号引脚与pcf8563芯片的td1引脚相连，jtag接口的5号引脚与pcf8563芯片的tms引脚相连，jtag接口的7号引脚与pcf8563芯片的tck引脚相连，jtag接口的9号引脚接地，jtag接口的2号引脚接3.3v电压。

如图7所示，数据采集电路包括电阻r8、电阻r9和电容c4；电阻r8的一端分别与电阻r9的一端、电容c4的正极和pcf8563芯片的p6.5引脚相连，电容c4的负极和电阻r9的另一端相连并接地，电阻r8的另一端与水位计相连。

电源转换电路包括5v输出电源电路和3.3v输出电源电路，以适应不同的芯片需求。

如图8所示，5v输出电源电路包括tps5430芯片、电容c15、电容c16、电容c17、电阻r5、电阻r6、电感l1和二极管d4；所述电容c16的一端和tps5430芯片的7号引脚与8v供电电源相连，电容c16的另一端接地，tps5430芯片的6号引脚和9号引脚接地，tps5430芯片的1号引脚与电容c15的一端相连，电容c15的另一端分别与tps5430芯片的8号引脚、电感l1的一端和二极管d4的负极相连，二极管d4的正极接地，电感l1的另一端分别与电容c17的正极和电阻r5的一端相连并输出5v电压；电容c17的负极接地，电阻r5的另一端分别与电阻r6的一端和tps5430芯片的4号引脚相连，电阻r6的另一端接地。

如图9所示，3.3v输出电源电路包括asm1117芯片、电容c13和电容c14；asm1117芯片的vout引脚分别与电容c13的正极和电容c14的一端相连，电容c13的负极和电容c14的另一端相连并接地。

如图10所示，lcd显示屏电路包括lcd12864芯片和可调电阻r7；lcd12864芯片的vcc引脚和可调电阻r7的2号引脚相连并接5v电压，可调电阻r7的1号引脚与lcd12864芯片的vr引脚相连，可调电阻r7的3号引脚与lcd12864芯片的v0引脚相连，lcd12864芯片的rs/cs引脚与msp430f149芯片的p2.1引脚相连，lcd12864芯片的r/w引脚与msp430f149芯片的p2.2引脚相连，lcd12864芯片的en引脚与msp430f149芯片的p2.3引脚相连，lcd12864芯片的db0引脚与msp430f149芯片的p4.7引脚相连，lcd12864芯片的db7引脚与msp430f149芯片的p4.0引脚相连，lcd12864芯片的led+引脚接vcc，lcd12864芯片的led－引脚接地。

如图11所示，外围存储器电路包括at24c128芯片、电阻r10、电阻r11和电容c18；所述at24c128芯片的1号引脚、2号引脚和4引脚接地，at24c128芯片的8号引脚与电容c18的一端相连并接3.3v，at24c128芯片的7号引脚与电容c18的另一端相连并接地，at24c128芯片的6号引脚与电阻r10的一端相连，电阻r10的另一端与msp430f149芯片的iic_scl引脚相连，at24c128芯片的5号引脚与电阻r11的一端相连，电阻r11的另一端与msp430f149芯片的iic_sda引脚相连。

如图12所示，串口通信电路包括sp3223芯片、电容c19、电容c20、电容c21、电容c22、电容c23和电容c24；所述电容c19的两端分别与sp3223芯片的2号引脚和4号引脚相连，电容c20的两端分别与sp3223芯片的5号引脚和6号引脚相连，sp3223芯片的13号引脚与msp430f149芯片的txd0引脚相连，sp3223芯片的15号引脚与msp430f149芯片的rxd0引脚相连，sp3223芯片的12号引脚与msp430f149芯片的txd1引脚相连，sp3223芯片的10号引脚与msp430f149芯片的rxd1引脚相连，sp3223芯片的19号引脚分别与电容c21的一端和电容c22的一端相连，sp3223芯片的3号引脚与电容c23的一端相连，电容c21的另一端、电容c22的另一端、电容c23的另一端和电容c24的一端相连并接地，电容c24的另一端与sp3223芯片的18号引脚和1号引脚相连；

如图13所示，gsm通信电路包括sim卡电路、正向驱动电路和gsm电路。

sim卡电路包括sim芯片；正向驱动电路包括7407芯片；gsm电路包括tc35芯片、电感l2、电容c25、电容c26、电容c27、电容c28、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电阻r20、二极管led4和三极管q1；

tc35芯片的24号引脚分别与电阻r17的一端和sim芯片的ccin引脚相连，电阻r17的另一端分别与电容c26的一端、电容c25的一端、sim芯片的ccvcc引脚和tc35芯片的28号引脚相连；tc35芯片的25号引脚与电容c8的一端相连，电容c8的另一端分别与tc35芯片的29号引脚、电容c26的另一端、电容c25的另一端和电感l2的一端相连，电感l2的另一端接地；tc35芯片的30号引脚与电阻r18的一端相连，电阻r18的另一端与电容c28的一端相连，电容c28的另一端与三极管q1的发射极相连并接地，tc35芯片的32号引脚与电阻r19的一端相连，电阻r19的另一端分别与电阻r20的一端和三极管q1的基极相连，电阻r20的另一端接地，三极管q1的集电极与二极管led4的负极相连，led4的正极与电阻r16的一端相连，电阻r16的另一端接vcc；

sim卡的ccrst引脚与tc35芯片的25号引脚相连，sim卡的ccclk引脚与tc35芯片的27号引脚相连，sim卡的ccgnd引脚与tc35芯片的29号引脚相连，sim卡的ccio引脚与tc35芯片的26号引脚相连;

7407芯片的1号引脚与tc35芯片的18号引脚相连，7407芯片的4号引脚与tc35芯片的19号引脚相连，7407芯片的9号引脚与msp430f149芯片的p3.3引脚相连，7407芯片的8号引脚与tc35芯片的15号引脚相连。

以上只是本实用新型的实施例，本领域技术人员在不改变本实用新型的原理下所做的任何改变均在本实用新型的保护范围内。