一种闸门测控装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子测控领域，特别涉及了一种闸门测控装置。
【背景技术】
[0002]在大坝闸门监控系统中，需要实时地测量并向信息中心上报水位数据，以供信息中心收集和处理，为防洪防汛、防灾减灾提供准确的、科学的数据，同时需要实时地接收信息处理中心下达的开启或关闭闸门的指令，从而控制闸门电机的运行，当时由于通信机制和控制机制的缺陷，在现实中常常发生数据传输不通畅或者延迟明显，以及闸门控制速度慢，无法满足及时性要求，从而对防洪防汛工作带来不便。因此，急需设计出一种具有可靠的通信和控制机制的闸门测控系统。
【实用新型内容】
[0003]为了解决上述【背景技术】提出的技术问题，本实用新型旨在提供一种闸门测控装置，提高闸门开度检测和闸门控制的稳定性以及信息传输的可靠性。
[0004]为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案为:
[0005]一种闸门测控装置，包括电源电路、微控制器以及分别与微控制器连接的通信电路、语音录放电路、闸门检测电路、闸门控制电路、水位计和LCD，所述电源电路分别为微控制器、通信电路、语音录放电路、闸门检测电路、闸门控制电路、水位计接口和LCD供电，所述通信电路包含有线通信电路和无线通信电路，实现微控制器与上位机的有线通信和无线通信；所述闸门检测电路采集闸门的开度信号、水位计采集水位信号，并将闸门的开度信号和水位信号传送给微控制器，微控制器通过通信电路将闸门的开度信号和水位信号上传给上位机，上位机也通过通信电路将闸门的开度控制信号下达给微处理器，微处理器根据闸门的开度控制信号驱动闸门控制电路调节闸位，当闸门的开度信号或水位信号超出微控制器预设的上、下限时，语音录放电路进行语音报警，LCD实时显示水位信息和闸位信息。
[0006]其中，上述闸门检测电路包括光电编码器ROQ425和通信收发芯片MAX491，光电编码器ROQ425经通信收发芯片MAX491与微控制器连接。
[0007]其中，上述闸门控制电路包括数个电机驱动模块M0C3063，它们分别与闸门的电机相连，驱动电机实现正、反转，从而调节闸门位置。
[0008]其中，上述有线通信电路包括通信收发模块MAX3485和串行接口 RS485，微控制器依次经通信收发模块MAX3485和串行接口 RS485与上位机相连。
[0009]其中，上述无线通信模块包括射频芯片CCllOl和天线，微控制器经射频芯片CCllOl与天线连接。
[0010]其中，上述水位计采用浮子式水位计。
[0011]其中，上述微控制器的型号为C8051F021，所述语音录放电路的型号为ISD1700。
[0012]采用上述技术方案带来的有益效果:
[0013]本实用新型采用有线和无线两种通信方式，可以应用于多种场合，提高了通信可靠性，采用浮子式水位计采集水位信号，采用光电编码器采集闸门开度信号，信号精确度高，从而能够更加精准的控制闸门电机。此外，语音录放电路和LCD提供了良好的人机交互环境，便于大坝闸门终端整体功能的实现和维护。本实用新型结构简单，采用的均是常见的电子元件，成本较低，还具有很好的扩展性。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的系统结构框图。
[0015]图2是本实用新型的具体电路图。
[0016]附图中主要标号说明:I 电源电路；2 微控制器；3 闸门检测电路；4一一闸门控制电路；5—一通信电路；6—一语音录放电路；7—一水位计；8—一IXD。
【具体实施方式】
[0017]以下将结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。
[0018]如图1所示本实用新型的系统结构框图，一种闸门测控装置，包括电源电路、微控制器以及分别与微控制器连接的通信电路、语音录放电路、闸门检测电路、闸门控制电路、水位计和LCD，所述电源电路分别为微控制器、通信电路、语音录放电路、闸门检测电路、闸门控制电路、水位计接口和LCD供电，所述通信电路包含有线通信电路和无线通信电路，实现微控制器与上位机的有线通信和无线通信。
[0019]在本实施例中，闸门检测电路包括光电编码器ROQ425和通信收发芯片MAX491，光电编码器ROQ425经通信收发芯片MAX491与微控制器连接。闸门控制电路包括数个电机驱动模块M0C3063，它们分别与闸门的电机相连，驱动电机实现正、反转，从而调节闸门位置。有线通信电路包括通信收发模块MAX3485和串行接口 RS485，微控制器依次经通信收发模块MAX3485和串行接口 RS485与上位机相连。无线通信模块包括射频芯片CCllOl和天线，微控制器经射频芯片CCllOl与天线连接。水位计采用浮子式水位计。微控制器的型号为C8051F021，所述语音录放电路的型号为ISD1700。
[0020]如图2所示本实用新型的具体电路图，包括电源电路1、微控制器2、闸门检测电路3、闸门控制电路4、通信电路5、语音录放电路6、水位计7、IXD8。
[0021]在电源电路I中，用AC-DC交直流电源转换模块将交流市电转换为5V直流电，再通过直流电源转换芯片AMXl 117将5V直流电转换为3.3V直流电。5V直流电经滤波后，一端接到通信收发芯片MAX491和光电编码器ROQ425、语音芯片ISD1700的数字电源输入端，另一端通过电阻Rl (型号:0欧姆)输出为语音芯片ISD1700的模拟电源输入端供电，3.3V通过滤波后，一端接到微控制器C8051F021、通信收发芯片MAX3485和射频芯片CCllOl的数字电源输入端，另一端通过电阻R2 (型号:0欧姆)输出为C8051F021和射频芯片CCllOl提供模拟电源输入。
[0022]C8051F021的P2.1端和P2.2端分别控制6个电机驱动模块M0C3063的通断，6个M0C3063中有3个M0C3063控制电机正转，正转由C8051F021的P2.1端控制，另外3个M0C3063控制电机反转，反转由C8051F021的P2.2端控制。C8051F021的P0.1端、Pl.1端、Pl.2端、P0.0端和通信收发芯片MAX491的RO、/RE、DE、DI端相连，MAX491和ROQ425通过SSI协议进行数据传输。C8051R)21的P0.7,Pl.0,P0.6端分别与有线通信电路中通信收发模块MAX3485的R0、/RE和DE的公共端、DE端相连，MAX3485的A、B端与RS485相连。
[0023]C8051F021 的 Pl.3、Pl.4、Pl.5、Pl.6、Pl.7、P2.0 端和与射频芯片 CCllOl 的 S1、SCLK, GODU G0D2、GODO, CSn 端连接。C8051F021 的的 P0.3、P0.4、P0.2、P0.5 端分别与ISD1700的MIS0、M0S1、SCLK、/SS端相连接，通过SPI协议控制语音芯片的录音、播放、快进、快退等功能，语音芯片中LSl为录音麦克风，Mic2为播音喇叭。C8051R)21的P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7、P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4、P2.5、P2.6 端和水位计的 12 位格雷码口连接，C8051F021的P3.7和I号引脚分别与IXD的数据线口和信号线口相连。
[0024]本实用新型的工作流程:
[0025]微控制器预先设定水位报警值和闸门开度的上、下限，水位计和光电编码器分别采集水位信号和闸门开度信号并传送给微控制器，微控制器利用有线通信电路或无线通信电路与上位机进行通信，将水位信号和闸门开度信号上传给上位机。上位机也通过有线通信电路或无线通信电路下达闸门开度控制信息，微控制器接收到上位机的闸门开度信息后，将和当前的闸门开度信息进行比较，如果比当前的闸门开度大，则通过闸门控制电路使闸门电机正转，闸门开度变大，如果比当前的闸门开度小，则控制闸门电机反转，使闸门开度变小。事先通过录音麦克风在ISD1700里录制多个语音报警或提示片段，当微控制器获取的水位信号超过预设的水位报警值，或者闸门开度超过预先设置的闸门开度上、下限值，或开度变化速度超过正常值等情况时，微控制器将控制ISD1700播放适当的报警语音，提示工作人员进行紧急处理。LCD12864工作在串行方式，用于显示水位、闸位、闸门开度变化状态、紧急事态类型等信息，为闸门测控现场处理相关事态提供参考。
[0026]以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
【主权项】
1.一种闸门测控装置，其特征在于:包括电源电路、微控制器以及分别与微控制器连接的通信电路、语音录放电路、闸门检测电路、闸门控制电路、水位计和LCD，所述电源电路分别为微控制器、通信电路、语音录放电路、闸门检测电路、闸门控制电路、水位计接口和LCD供电，所述通信电路包含有线通信电路和无线通信电路，实现微控制器与上位机的有线通信和无线通信；所述闸门检测电路采集闸门的开度信号、水位计采集水位信号，并将闸门的开度信号和水位信号传送给微控制器，微控制器通过通信电路将闸门的开度信号和水位信号上传给上位机，上位机也通过通信电路将闸门的开度控制信号下达给微处理器，微处理器根据闸门的开度控制信号驱动闸门控制电路调节闸位，当闸门的开度信号或水位信号超出微控制器预设的上、下限时，语音录放电路进行语音报警，LCD实时显示水位信息和闸位信息。
2.根据权利要求1所述一种闸门测控装置，其特征在于:所述闸门检测电路包括光电编码器R0Q425和通信收发芯片MAX491，光电编码器R0Q425经通信收发芯片MAX491与微控制器连接。
3.根据权利要求1所述一种闸门测控装置，其特征在于:所述闸门控制电路包括数个电机驱动模块M0C3063，它们分别与闸门的电机相连，驱动电机实现正、反转，从而调节闸门位置。
4.根据权利要求1所述一种闸门测控装置，其特征在于:所述有线通信电路包括通信收发模块MAX3485和串行接口 RS485，微控制器依次经通信收发模块MAX3485和串行接口RS485与上位机相连。
5.根据权利要求1所述一种闸门测控装置，其特征在于:所述无线通信模块包括射频芯片CCllOl和天线，微控制器经射频芯片CCllOl与天线连接。
6.根据权利要求1所述一种闸门测控装置，其特征在于:所述水位计采用浮子式水位i+o
7.根据权利要求1所述一种闸门测控装置，其特征在于:所述微控制器的型号为C8051F021，所述语音录放电路的型号为ISD1700。
【专利摘要】本实用新型公开了一种闸门测控装置，包括电源电路、微控制器以及分别与微控制器连接的通信电路、语音录放电路、闸门检测电路、闸门控制电路、水位计和LCD，所述电源电路分别为微控制器、通信电路、语音录放电路、闸门检测电路、闸门控制电路、水位计接口和LCD供电，所述通信电路包含有线通信电路和无线通信电路，实现微控制器与上位机的有线通信和无线通信。本实用新型提高了闸门开度检测和闸门控制的稳定性以及信息传输的可靠性。
【IPC分类】G05B19-042, G01D21-02
【公开号】CN204270083
【申请号】CN201420826174
【发明人】严锡君, 江磊, 葛绍亮, 王艺瑶, 范媛媛
【申请人】河海大学
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年12月23日