一种基于arm的水文测控终端的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于ARM的水文测控终端，所述终端以微处理器单元为核心，连接电源管理模块、存储器、触摸屏和传输单元，所述的传输单元包括格雷码接口电路和无线传输模块,所述的格雷码接口电路连接传感器。解决了现有市场上的水文测控终大多都是以单片机为平台设计的，受限于处理速度、图像处理能力因素，导致人机界面不太友好以及无法远程升级程序等缺陷。
【专利说明】一种基于ARM的水文测控终端
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据采集遥测终端领域，具体涉及一种水文测控终端。
【背景技术】
[0002]现有的水文测控终端可分为两种基本形式，即自报式和应答式。自报式水文测控终端为遥测站根据遥测参数的变化而随机向数据采集中心发送信息；应答式水文测控终端是遥测站根据服务器的命令而发送采集信息。自报式水文测控终端又可分为:
[0003]1)实时自报:当有外部事件发生并达到设置的值时，立即将数据发送到中心站；
[0004]2)定时自报:测站每隔一定时间自报一次，把本站当前的水文数据发送出去；
[0005]3)召测报:服务器可随时向测站发送召测命令，测站会立即返回当前的水文数据。
[0006]由于市场上的水文测控终大多都是以单片机为平台设计的，受限于处理速度、图像处理能力因素，导致以下两点缺陷:
[0007]1)人机界面不太友好，基本是点阵液晶+按键模式；
[0008]2)无法远程升级程序，这一功能在客户想更改要求，而设备已安装在现场的情况下尤其重要。
[0009]为此，需设计一种功能更加完善的水文测控终端，以满足市场上的新需求。
【发明内容】
[0010]为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于ARM的水文测控终端，所述终端以微处理器单元为核心，连接电源管理模块、存储器、触摸屏和传输单元，所述的传输单元包括格雷码接口电路和无线传输模块，所述的格雷码接口电路连接传感器。
[0011]所述的传感器包括水位传感器、流量传感器、温湿度传感器、气压传感器、雨量传感器等。
[0012]所述的微处理器单元通过Modem模块与服务器连接，微处理器单元与Modem模块之间通过RS232总线连接，Modem模块与服务器通过Internet进行通信，所述服务器用于与微处理器单元传输升级信息。
[0013]所述的微处理器单元优选为微处理器S3C2440。
[0014]本发明以微处理器S3C2440为核心，包括信号传感器、数据调理、A/D转换、触摸屏、无线通信、时钟等电路，可远程升级，也可结合友好的人机界面增强用户体验，解决了现有技术的缺陷，除此之外，还包括以下有益效果:
[0015]S3C2440的核心处理器采用的是ARM920T，属于RISC处理器，实现了 MMU、AMBA BUS和Harvard高速缓冲体系结构。这一结构具有独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache。每个都是由具有8字长的行组成。通过提供一套完整的通用系统外设，S3C2440减少整体系统成本和无需配置额外的组件。有五种工作模式，其中掉电模式功耗最低，小于1MA，适合太阳能供电要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明一种基于ARM的水文测控终端的结构框图；
[0017]图2为温湿度测量电路图；
[0018]图3为雨量测量电路原理图；
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图以实施例一对本发明做进一步说明:
[0020]实施例一:
[0021]本发明提供的一种基于ARM的水文测控终端主要对水情信息进行采集和处理，并做出准确的预报和调度。系统采用了水位、雨量等传感器，经信号调理、模数转换后，送微处理器S3C2440处理，实现了水情数据的采集。利用移动通信网络中提供的GPRS服务进行水情信息的传输，为水情系统的信息传输提供了一种有效的方法。
[0022]具体技术方案如下:
[0023]一种基于ARM的水文测控终端，所述终端以微处理器单元为核心，连接电源管理模块、存储器、触摸屏和传输单元，所述的传输单元包括格雷码接口电路和无线传输模块，所述的格雷码接口电路连接传感器。
[0024]所述的传感器包括水位传感器、流量传感器、温湿度传感器、气压传感器、雨量传感器等。
[0025]所述的微处理器单元通过Modem模块与服务器连接，微处理器单元与Modem模块之间通过RS232总线连接，Modem模块与服务器通过Internet进行通信，所述服务器用于与微处理器单元传输升级信息。
[0026]所述的微处理器单元优选为微处理器S3C2440。
[0027]系统以微处理器S3C2440为核心，包括信号传感器、数据调理、A/D转换、触摸屏、无线通信、时钟等电路，系统结构如图1所示。
[0028]S3C2440的核心处理器采用的是ARM920T，属于RISC处理器，实现了 MMU、AMBA BUS和Harvard高速缓冲体系结构。这一结构具有独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache。每个都是由具有8字长的行组成。通过提供一套完整的通用系统外设，S3C2440减少整体系统成本和无需配置额外的组件。有五种工作模式，其中掉电模式功耗最低，小于1MA，适合太阳能供电要求。
[0029]系统需要测水位、雨量、流量、温度、气压等水情相关参数，相应传感器的输出量有模拟量、数字量、频率量等。
[0030]1)水位传感器采用南控的超声波水位计，它的输出信号是485数字量，直接通过485芯片采集；
[0031]2)流量传感器用用HR系列涡街流量传感器，输出标准电流量，需要通过IV转换电话路把它转换成电压信号，再经过放大后送AD转换器。
[0032]3)温湿度测量采用热电阻传感器，由于距离较短，可采用二线式连接方法。连结成电桥形式以提高灵敏度，采用+5V基准电压激励。输出信号再经过放大后送模数转换器，具体测量电路如图2所示。
[0033]4)气压传感器采用KYC01系列绝压传感器，它采用高精度、高稳定性非隔离式压力传感器组件，通过精密温度补偿而成。
[0034]5)雨量传感器采用翻斗雨量计，其输出为开关量。为了将开关信号输入处理器，要对信号进行隔离、滤波等处理，转换成处理器能接受的逻辑信号，图3为原理图，当开关节点断开时，输出为高电平，当节点闭合时为低电平。图中R6电阻起来防止由潮湿引起的泄漏电流的作用，其中R1、C10起到防抖动和抗干扰的作用，最后处理器进行计数形成雨量数据。
[0035]本发明的存储器采用Nand-flash,是flash内存的一种，其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。Nand-f lash存储器具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，因而在业界得到了越来越广泛的应用，如嵌入式产品中包括数码相机、MP3随身听记忆卡、体积小巧的U盘等。
[0036]本发明的无线传输模块采用华为GTM900-C模块，利用GPRS上网，都是通过呼叫固定号码的PPP服务器进行握手认证，以及协议的配置，握手完成以后，PPP链路建立。链路层之上就是IP层，IP层之上可选的协议主要有面向连接的TCP协议和非面向连接的UDP协议，TCP协议实现起来比较复杂。UDP协议没有可靠性的保证，但它对网络的负荷较小，比较适合实时数据的传输，该系统对数据的可靠性要求不太高，比较适合选择UDP协议。
[0037]本发明采用3.5寸触摸屏，支持黑白、4级灰度、16级灰度、256色、4096色STN液晶屏，屏幕分辨率可以达到1024x768象素。配合LINUX内核，及驱动程序，可以使人机界面变得十分友好，方便新手快速掌握操作步骤。
[0038]本发明以三星的S3C2440ARM微处理器为平台，以Keil MDK为开发工具。本方案使用多种校验技术，最大限度的保障传输数据的正确性；使用bootloader机制，即使因意外事件(断电，编程Flash失败等)造成升级失败后，程序也能返回到升级前的状态。
【权利要求】
1.一种基于ARM的水文测控终端，其特征在于，所述终端以微处理器单元为核心，连接电源管理模块、存储器、触摸屏和传输单元，所述的传输单元包括格雷码接口电路和无线传输模块，所述的格雷码接口电路连接传感器；所述的传感器包括水位传感器、流量传感器、温湿度传感器、气压传感器以及雨量传感器。
2.根据权利要求1所述的一种基于ARM的水文测控终端，其特征在于，所述的微处理器单元通过Modem模块与服务器连接,微处理器单元与Modem模块之间通过RS232总线连接，Modem模块与服务器通过Internet进行通信，所述服务器用于与微处理器单元传输升级信肩、O
3.根据权利要求1或2所述的一种基于ARM的水文测控终端，其特征在于，所述的微处理器单元为微处理器S3C2440。
【文档编号】G05B19/042GK204101925SQ201420348309
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】周峰 申请人:南京易周能源科技有限公司