一种雨量的智能无线监测终端的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及气象监测领域，特别涉及一种雨量的智能无线监测终端。
【背景技术】
[0002] 降雨量是一个重要的气候参数，对农业生产、环境保护、防洪和预防自然灾害都具 有重要意义。传统的雨量监测设备成本比较高，不利用大范围部署；不具备自主供电、不支 持远程数据传输和工作参数配置，自动化水平有待提高。
[0003] 因此，有必要提供一种新的雨量监测设备、方法来满足人们的需求。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种雨量的智能无线监 测终端。
[0005] 本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：
[0006] -种雨量的智能无线监测终端，包括控制模块，以及分别与控制模块相连的雨量 测量模块、片外数据存储模块、无线通信模块、供电模块、人机界面。
[0007] 所述的控制t旲块为外接尚频晶振、低频晶振的单片机MSP430FR5869。尚频晶振的 频率为4MHz，低频晶振的频率为32768Hz;低频晶振作为ACLK和实时时钟RTC的时钟源，高 频晶振作为MCLK和SMCLK时钟源。为了实现低功耗运行，单片机工作在Active和LPM3两 种模式，实现对雨量的检测、计算、存储、无线通信和能量管理功能。
[0008] 所述的雨量测量模块，包括干簧继电器、雨量测量翻斗，其中干簧继电器的永磁铁 安装在雨量测量翻斗上，干簧继电器一端连接供电电路，另一端连接充放电电路，充放电电 路连接控制模块的引脚。下雨时雨量测量翻斗运动，雨量测量翻斗带动永磁铁运动，从而使 干簧继电器闭合或者断开：当干簧继电器闭合时，充放电电路充电，引脚电压上升到其逻辑 高电平时，控制模块获得干簧继电器闭合信号；当干簧继电器断开时，充放电电路放电，弓丨 脚电压下降到其逻辑低电平时，控制模块获得干簧继电器断开信号；由此控制模块获得雨 量测量翻斗的工作状态和翻斗次数，由此计算出雨量。
[0009] 所述的供电电路包括VDD电源、电阻R301，电阻R301的一端接VDD电源，另一端接 干簧继电器；所述的充放电电路，包括电阻R302、电容C301，电阻R302、电容C301的一端并 联接地，另一端并联同时连接干簧继电器、控制模块的引脚。
[0010] 所述的片外数据存储模块为Flash存储芯片SST25VF080B。Flash存储芯片 SST25VF080B功耗低且实现1MB的数据存储，控制模块通过三极管S9012控制片外数据存储 模块工作电源的开关，只有在访问存储器时才上电。
[0011] 所述的无线通信电路，包括顺序连接的RS232芯片SP3220E和无线通信模块TC35。 控制模块通过电子开关FDT434P控制无线通信电路的供电，当需要进行无线通信时，控制 模块对无线通信模块进行上电，无线通信模块初始化完成之后，实现与数据中心的无线数 据发送和接收后，关闭模块并切断电源，无线通信方式采用对无线网络要求最低的短消息 机制。
[0012] 所述的供电模块，包含顺序连接的太阳能电池板、锂电池充电电路、锂电池、LDO电 路，其中锂电池还与无线通信电路连接，LD0电路分别与雨量测量模块、片外数据存储模块、 人机界面连接。
[0013] 一种雨量的智能无线监测方法，包含以下顺序的步骤：
[0014]S1.雨量测量翻斗在下雨时运动，安装在雨量测量翻斗上的永磁铁随之运动，作为 干簧继电器一部分的永磁铁带动干簧继电器开关或闭合；
[0015] S2.当干簧继电器闭合时，充放电电路充电，引脚电压上升到其逻辑高电平时，控 制模块获得干簧继电器闭合信号；当干簧继电器断开时，充放电电路放电，引脚电压下降到 其逻辑低电平时，控制模块获得干簧继电器断开信号；由此控制模块获得雨量测量翻斗的 工作状态和翻斗次数，由此计算出雨量；
[0016] S3.控制模块生成的数据存储在本地存储器，并通过无线通信电路将数据发送到 数据中心；本地存储器为单片机片内FRAM或片外Flash存储器，当因通信故障使片上FRAM 存储空间存满数据后，新数据存入片外Flash存储器中，确保数据不丢失。
[0017] 步骤S2中，所述的充放电电路，包括电阻R302、电容C301，电阻R302、电容C301的 一端并联接地，另一端并联同时连接干簧继电器、控制模块的引脚。
[0018] 所述的控制模块为外接高频晶振、低频晶振的单片机MSP430FR5869。
[0019] 本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0020] (1)采用太阳能发电和锂电池储电，不需外接电源，采用无线数据传输，方便野外 安装和部署。
[0021] (2)采用本地存储和远程数据传输，本地存储采用FRAM和Flash两级数据存储器 结构，同时实现低功耗和大量数据存储。
[0022] (3)具有操作简单的人机界面，同时数据中心也可以远程配置雨量监测终端的工 作参数，工作参数保存在单片机内部FRAM中，充分利用了单片机的片上资源，具有很高的 性价比。
[0023] (4)采用对公用无线网络要求低的短消息通信机制，适合各类的公用无线网络，在 短消息协议基础上设计了数据句子格式和通信确认机制，保证了通信的可靠性，该方法适 用面广、运营成本低，有利于推广和大面积部署。
【附图说明】
[0024] 图1为本实用新型所述的一种雨量的智能无线监测终端的结构示意图；
[0025] 图2为图1所述监测终端的供电电路的电路图；
[0026] 图3为图1所述监测终端的雨量测量模块的第一电路图；
[0027] 图4为图1所述监测终端的雨量测量模块的第二电路图；
[0028] 图5为一种雨量的智能无线监测方法的主程序流程图。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施 方式不限于此。
[0030] 如图1，一种雨量的智能无线监测终端，包括控制模块，以及分别与控制模块相连 的雨量测量模块、片外数据存储模块、无线通信模块、供电模块、人机界面；其中
[0031] 所述的控制模块为外接高频晶振、低频晶振的单片机MSP430FR5869 ;高频晶振的 频率为4MHz，低频晶振的频率为32768Hz;低频晶振作为ACLK和实时时钟RTC的时钟源，高 频晶振作为MCLK和SMCLK时钟源。为了实现低功耗运行，单片机工作在Active和LPM3两 种模式，实现对雨量的检测、计算、存储、无线通信和能量管理功能；
[0032] 所述的供电电路，如图2,包括太阳能电池板U201、锂