专利名称：水文信息采集仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测量水文参数的装置，具体地说，涉及一种用于雨水情信息的智能化采集、传输的水文信息采集仪。
背景技术：
防汛抗旱工作是关系到国计民生的一件大事，水文情报预报是防汛抗旱的耳目和参谋，是合理调度、利用和保护水资源的科学依据。而雨水情信息的及时与否主要取决于数据的采集、传输以及处理的速度。目前，国内大部分流域机构、省(自治区)的水利部门分别研制或推广了各种型号的雨水信息采集、传输仪器，但开发应用水平参差不齐，大部分产品并不能真正的实现雨水情信息的智能化采集、传输。
发明内容
本发明要解决的问题是针对以上不足，提供一种数据传输及时、准确、灵活、使用方便的水文信息采集仪。为解决上述问题，本发明采取了如下技术方案水文信息采集仪，其特征在于所述水文信息采集仪包括电连接的微处理器U1、水位计接口电路、雨量计接口电路、GPRS/GSM 接口电路、PSTN接口电路、存储器电路和电源电路；
水位计接口电路，用于连接水位计，将水位计所测水位信号传输至微处理器Ul ； 雨量计接口电路，用于连接雨量计，将雨量计所测雨量信号传输至微处理器Ul ； 微处理器U1，型号为MSP430F149，用于接收水位信号和雨量信号，并进行处理； 存储器电路，用于将微处理器Ul处理后的水位和雨量信号数据进行存储； GPRS/GSM接口电路和PSTN接口电路，用于远程设置参数或远程查询、传送、监测水位和雨量信号数据；
电源电路，用于对微处理器Ul、水位计接口电路、雨量计接口电路、GPRS/GSM接口电路、PSTN接口电路、存储器电路提供工作电源。作为上述技术方案的进一步改进
所述GPRS/GSM接口电路包括集成电路U2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6和电容 C7，集成电路U2的型号为MAX232AM，电容C3连接在集成电路U2的Cl+端与Cl-端之间， 电容C4连接在集成电路U2的C2+端与C2-端之间，电容C5连接在集成电路U2的VDD端与VCC端之间，电容C6的一端连接集成电路U2的VCC端，另一端连接连接集成电路U2的 GND端并经电容C7连接集成电路U2的VEE端；集成电路U2的TlIN端连接微处理器Ul的 P3. 4端，集成电路U2的T2IN端连接微处理器Ul的P3. 6端，集成电路U2的RlOUT端连接微处理器Ul的P3.5端，集成电路U2的R20UT端连接微处理器Ul的P3.7端。所述存储器电路包括存储器U3、电容C8和电阻R12，存储器U3的型号为 AT45DB081B,电容C8连接在存储器U3的VCC端与GND端之间，电阻R12连接在存储器U3的VCC端与/WP端之间，存储器U3的/CS端连接微处理器Ul的P5. 0端，存储器U3的SCK端连接微处理器Ul的P5. 3端，存储器U3的SI端连接微处理器Ul的P5. 1端，存储器U3的 SO端连接微处理器Ul的P5. 2端，存储器U3的/RET端连接微处理器Ul的P2. 7端。所述水位计接口电路包括集成电路TO、集成电路U6、电容C10、电容Cll和接口 U7，集成电路TO、集成电路TO的型号为74HCM4，集成电路TO的VCC端经电容ClO接地，集成电路U6的VCC端经电容Cll接地，集成电路U5和集成电路U6的Yl端J5端分别接微处理器Ul的P5. 4端，集成电路U5和集成电路U6的Y2端、Y6端分别接微处理器Ul的P5. 5 端，集成电路U5和集成电路U6的TO端、Y7端分别接微处理器Ul的P5. 6端，集成电路U5 和集成电路U6的W端、Y8端分别接微处理器Ul的P5. 7端；集成电路U5的Al端、A2端、 A3端、A4端、A5端、A6端、A7端和A8端依次接接口 U7的1端至8端，集成电路U6的Al 端、A2端、A3端、A4端、A5端、A6端、A7端和A8端依次接接口 U7的9端至16端，接口 U7 用来连接水位计。所述雨量计接口电路包括电感L、光电耦合器U11、电阻R9、电阻R10、电阻Rl 1、二极管D3、电容C18和接口 U10，光电耦合器Ul 1的一个输入端接电感L与电阻R9的一端，光电耦合器Ull的另一个输入端经电容C18接地并接电阻RlO的一端，光电耦合器Ull的一个输出端接地，另一个输出端接微处理器Ul的P2. 2端与电阻Rll的一端，电阻R9、电阻RlO 和电阻Rll的另一端接电源，电感L的另一端接接口 UlO的3脚，接口 UlO的2脚接地，接口 UlO的1脚经二极管D3接电源，接口 UlO用来接雨量计。所述PSTN接口电路包括调制解调器U12、接口 U13，调制解调器U12的3脚接微处理器Ul的P3. 6端，调制解调器U12的4脚接微处理器Ul的P3. 7端，19脚、20脚及21脚、 22脚分别并联后接接口 U13，接口 U13用来接电话线。所述电源电路包括三端稳压器U8、三端稳压器U9、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电阻R8、发光二级管Dl和稳压二极管D2，三端稳压器U9的输入端经开关K接电源并接电容C14、电容C15的一端，电容C14、电容C15的另一端接地，三端稳压器U9的输出端经并联的电容C16、电容C17接地并接电阻R8的一端和三端稳压器U8 的输入端，稳压二极管D2连接在三端稳压器W的输出端与三端稳压器U9的公共端之间， 电阻R8的另一端经发光二级管Dl接地，电容C12、电容C13连接在三端稳压器U8的输出端与地之间。所述微处理器Ul连接有PS2接口和PC机串口接口，用来连接键盘和外接PC机以读取数据或写入数据。本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点充分利用电信有线公网和GPRS/GSM无线公网，由采集仪为基本测报设备完成测站数据采集，以水情信息分中心为汇集点，组成星形报汛通信网，并通过电信广域网实时、动态地将汛情信息进行传输处理，形成切实的报汛组网，数据传输及时、准确、灵活；
采用自动或人工置数两种方式传输雨、水情信息，接收设备安装在水情分中心，接收采集仪发送的信息并进行处理；
采用有线与无线两种传输通道，两种信道之间可以自动相互转换，互为备份，提高了报汛采集仪信息传输的安全性，可以对终端采集仪的各项参数进行远程设置，监测各测站采集仪工作状态；设置大容量固态存储器，可存储4年以上的雨量、水位数据，以备核查和读取； PS2接口和PC机串口接口可以用来连接键盘和外接PC机以读取数据或写入数据，使用方便。下面结合附图和实例对本发明进行详细说明。
附图1为本发明实例中水文信息采集仪的电路框图； 附图2为本发明实例中微处理器的电路结构附图3为本发明实例中GPRS/GSM接口电路的电路原理图； 附图4为本发明实例中存储器电路的电路原理图； 附图5为本发明实例中时钟电路的电路原理图； 附图6为本发明实例中水位计接口电路的电路原理图； 附图7为本发明实例中雨量计接口电路的电路原理图； 附图8为本发明实例中PSTN接口电路的电路原理图； 附图9为本发明实例中电源电路的电路原理图。
具体实施例方式实施例，如图1所示，水文信息采集仪，包括电连接的微处理器U1、水位计接口电路、雨量计接口电路、GPRS/GSM接口电路、PSTN接口电路、时钟电路、存储器电路和电源电路；
水位计接口电路，用于连接水位计，将水位计所测水位信号传输至微处理器Ul ； 雨量计接口电路，用于连接雨量计，将雨量计所测雨量信号传输至微处理器Ul ； 存储器电路，用于将微处理器Ul处理后的水位和雨量信号数据进行存储； GPRS/GSM接口电路和PSTN接口电路，用于远程设置参数或远程查询、传送、监测水位和雨量信号数据；
电源电路，用于对微处理器Ul、水位计接口电路、雨量计接口电路、GPRS/GSM接口电路、PSTN接口电路、存储器电路提供工作电源。如图2所示，微处理器Ul的型号为MSP430F149，用于接收水位信号和雨量信号，并进行处理；微处理器Ul的1端接3. 3V电源并经并联的电容Cl、电容C2接地，微处理器Ul 的1端与64端之间连接电阻R1。如图3所示，GPRS/GSM接口电路包括集成电路U2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6和电容C7，集成电路U2的型号为MAX232AM，电容C3连接在集成电路U2的Cl+端与 Cl-端之间，电容C4连接在集成电路U2的C2+端与C2-端之间，电容C5连接在集成电路U2 的VDD端与VCC端之间，电容C6的一端连接集成电路U2的VCC端，另一端连接连接集成电路U2的GND端并经电容C7连接集成电路U2的VEE端；集成电路U2的TlIN端连接微处理器Ul的P3. 4端，集成电路U2的T2IN端连接微处理器Ul的P3. 6端，集成电路U2的RlOUT 端连接微处理器Ul的P3.5端，集成电路U2的R20UT端连接微处理器Ul的P3.7端。如图4所示，存储器电路包括存储器U3、电容C8和电阻R12，存储器U3的型号为 AT45DB081B,电容C8连接在存储器U3的VCC端与GND端之间，电阻R12连接在存储器U3的VCC端与/WP端之间，存储器U3的/CS端连接微处理器Ul的P5. 0端，存储器U3的SCK端连接微处理器Ul的P5. 3端，存储器U3的SI端连接微处理器Ul的P5. 1端，存储器U3的 SO端连接微处理器Ul的P5. 2端，存储器U3的/RET端连接微处理器Ul的P2. 7端。
如图5所示，时钟电路包括时钟芯片U4、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻 R6、电阻R7、电容C9，时钟芯片U4的型号为DS12887，时钟芯片U4的M端接电源，24端与 19端之间连接电阻R6，19端经电阻R7接微处理器Ul的P2. 1端，18端经电阻R2接电源，1 端和12端经电容C9接电源，14端经电阻R3接微处理器Ul的P3. 1端，13端经电阻R4接微处理器Ul的P3. 0端，17端经电阻R5接微处理器Ul的P3. 3端。
如图6所示，水位计接口电路包括集成电路U5、集成电路U6、电容ClO、电容Cl 1和接口 U7，集成电路TO、集成电路TO的型号为74HCM4，集成电路TO的VCC端经电容ClO接地，集成电路U6的VCC端经电容Cll接地，集成电路U5和集成电路U6的Yl端、Y5端分别接微处理器Ul的P5. 4端，集成电路U5和集成电路U6的Y2端、Y6端分别接微处理器Ul的 P5. 5端，集成电路U5和集成电路U6的TO端、Y7端分别接微处理器Ul的P5. 6端，集成电路U5和集成电路U6的W端、Y8端分别接微处理器Ul的P5. 7端；集成电路U5的Al端、 A2端、A3端、A4端、A5端、A6端、A7端和A8端依次接接口 U7的1端至8端，集成电路U6 的Al端、A2端、A3端、A4端、A5端、A6端、A7端和A8端依次接接口 U7的9端至16端，接口 U7用来连接水位计。如图7所示，雨量计接口电路包括电感L、光电耦合器Ul 1、电阻R9、电阻RlO、电阻 Rl 1、二极管D3、电容C18和接口 U10，光电耦合器Ul 1的一个输入端接电感L与电阻R9的一端，光电耦合器Ull的另一个输入端经电容C18接地并接电阻RlO的一端，光电耦合器Ull 的一个输出端接地，另一个输出端接微处理器Ul的P2. 2端与电阻Rll的一端，电阻R9、电阻RlO和电阻Rll的另一端接电源，电感L的另一端接接口 UlO的3脚，接口 UlO的2脚接地，接口 UlO的1脚经二极管D3接电源，接口 UlO用来接雨量计。如图8所示，PSTN接口电路包括调制解调器U12、接口 U13，调制解调器U12的3脚接微处理器Ul的P3. 6端，调制解调器U12的4脚接微处理器Ul的P3. 7端，19脚、20脚及 21脚、22脚分别并联后接接口 U13，接口 U13用来接电话线。如图9所示，电源电路包括三端稳压器U8、三端稳压器U9、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电阻R8、发光二级管Dl和稳压二极管D2，三端稳压器 U9的输入端经开关K接电源并接电容C14、电容C15的一端，电容C14、电容C15的另一端接地，三端稳压器U9的输出端经并联的电容C16、电容C17接地并接电阻R8的一端和三端稳压器U8的输入端，稳压二极管D2连接在三端稳压器U9的输出端与三端稳压器U9的公共端之间，电阻R8的另一端经发光二级管Dl接地，电容C12、电容C13连接在三端稳压器U8 的输出端与地之间。
权利要求
1.水文信息采集仪，其特征在于所述水文信息采集仪包括电连接的微处理器U1、水位计接口电路、雨量计接口电路、GPRS/GSM接口电路、PSTN接口电路、存储器电路和电源电路；水位计接口电路，用于连接水位计，将水位计所测水位信号传输至微处理器Ul ；雨量计接口电路，用于连接雨量计，将雨量计所测雨量信号传输至微处理器Ul ；微处理器U1，型号为MSP430F149，用于接收水位信号和雨量信号，并进行处理；存储器电路，用于将微处理器Ul处理后的水位和雨量信号数据进行存储；GPRS/GSM接口电路和PSTN接口电路，用于远程设置参数或远程查询、传送、监测水位和雨量信号数据；电源电路，用于对微处理器Ul、水位计接口电路、雨量计接口电路、GPRS/GSM接口电路、PSTN接口电路、存储器电路提供工作电源。
2.如权利要求1所述的水文信息采集仪，其特征在于所述GPRS/GSM接口电路包括集成电路U2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6和电容C7，集成电路U2的型号为MAX232AM， 电容C3连接在集成电路U2的Cl+端与Cl-端之间，电容C4连接在集成电路U2的C2+端与C2-端之间，电容C5连接在集成电路U2的VDD端与VCC端之间，电容C6的一端连接集成电路U2的VCC端，另一端连接连接集成电路U2的GND端并经电容C7连接集成电路U2 的VEE端；集成电路U2的TlIN端连接微处理器Ul的P3. 4端，集成电路U2的T2IN端连接微处理器Ul的P3. 6端，集成电路U2的RlOUT端连接微处理器Ul的P3. 5端，集成电路U2 的R20UT端连接微处理器Ul的P3. 7端。
3.如权利要求1所述的水文信息采集仪，其特征在于所述存储器电路包括存储器U3、 电容C8和电阻R12，存储器U3的型号为AT45DB081B，电容C8连接在存储器U3的VCC端与 GND端之间，电阻R12连接在存储器U3的VCC端与/WP端之间，存储器U3的/CS端连接微处理器Ul的P5. 0端，存储器U3的SCK端连接微处理器Ul的P5. 3端，存储器U3的SI端连接微处理器Ul的P5. 1端，存储器U3的SO端连接微处理器Ul的P5. 2端，存储器U3的 /RET端连接微处理器Ul的P2. 7端。
4.如权利要求1所述的水文信息采集仪，其特征在于所述水位计接口电路包括集成电路U5、集成电路TO、电容C10、电容Cll和接口 U7，集成电路TO、集成电路TO的型号为 74HC244,集成电路U5的VCC端经电容ClO接地，集成电路U6的VCC端经电容Cll接地，集成电路U5和集成电路U6的Yl端、Y5端分别接微处理器Ul的P5. 4端，集成电路U5和集成电路U6的Y2端、Y6端分别接微处理器Ul的P5. 5端，集成电路U5和集成电路U6的TO 端、Y7端分别接微处理器Ul的P5. 6端，集成电路U5和集成电路U6的W端、Y8端分别接微处理器Ul的P5. 7端；集成电路U5的Al端、A2端、A3端、A4端、A5端、A6端、A7端和A8 端依次接接口 U7的1端至8端，集成电路U6的Al端、A2端、A3端、A4端、A5端、A6端、A7 端和A8端依次接接口 U7的9端至16端，接口 U7用来连接水位计。
5.如权利要求1所述的水文信息采集仪，其特征在于所述雨量计接口电路包括电感 L、光电耦合器U11、电阻R9、电阻R10、电阻R11、二极管D3、电容C18和接口 U10，光电耦合器Ull的一个输入端接电感L与电阻R9的一端，光电耦合器Ull的另一个输入端经电容 C18接地并接电阻RlO的一端，光电耦合器Ull的一个输出端接地，另一个输出端接微处理器Ul的P2. 2端与电阻Rll的一端，电阻R9、电阻RlO和电阻Rll的另一端接电源，电感L的另一端接接口 Uio的3脚，接口 UlO的2脚接地，接口 UlO的1脚经二极管D3接电源，接口 UlO用来接雨量计。
6.如权利要求1所述的水文信息采集仪，其特征在于所述PSTN接口电路包括调制解调器U12、接口 U13，调制解调器U12的3脚接微处理器Ul的P3. 6端，调制解调器U12的4 脚接微处理器Ul的P3. 7端，19脚、20脚及21脚、22脚分别并联后接接口 U13，接口 U13用来接电话线。
7.如权利要求1所述的水文信息采集仪，其特征在于所述电源电路包括三端稳压器 U8、三端稳压器U9、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电阻R8、发光二级管Dl和稳压二极管D2，三端稳压器U9的输入端经开关K接电源并接电容C14、电容 C15的一端，电容C14、电容C15的另一端接地，三端稳压器U9的输出端经并联的电容C16、 电容C17接地并接电阻R8的一端和三端稳压器U8的输入端，稳压二极管D2连接在三端稳压器U9的输出端与三端稳压器U9的公共端之间，电阻R8的另一端经发光二级管Dl接地， 电容C12、电容C13连接在三端稳压器U8的输出端与地之间。
8.如权利要求1-7其中之一所述的水文信息采集仪，其特征在于所述微处理器Ul连接有PS2接口和PC机串口接口，用来连接键盘和外接PC机以读取数据或写入数据。
全文摘要
本发明涉及一种水文信息采集仪，包括微处理器U1、水位计接口电路、雨量计接口电路、GPRS/GSM接口电路、PSTN接口电路、存储器电路和电源电路；水位计接口电路将水位计所测水位信号传输至微处理器U1；雨量计接口电路将雨量计所测雨量信号传输至微处理器U1；微处理器U1用于接收水位信号和雨量信号，并进行处理；存储器电路用于将微处理器U1处理后的水位和雨量信号数据进行存储；GPRS/GSM接口电路和PSTN接口电路用于远程设置参数或远程查询、传送、监测水位和雨量信号数据；电源电路用于对微处理器U1、水位计接口电路、雨量计接口电路、GPRS/GSM接口电路、PSTN接口电路、存储器电路提供工作电源，数据传输及时、准确、灵活，使用方便。
文档编号G08C17/02GK102393195SQ201110247070
公开日2012年3月28日 申请日期2011年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者王金良 申请人:潍坊大禹水文科技有限公司