基于gprs定位的供水管网终端的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子通信领域，涉及一种基于GPRS定位的供水管网终端。
【背景技术】
[0002]在许多城市里，供水管网和水质监测站分布在城区的各个地点，过去主要采取人工抄表、电话报数、现场检测、手动操作调试的原始调度方法。位于控制中心管理若干个地理位置比较集中的站点的管理人员很难及时了解现场的运行状况，因此每个监测站点必须配备值站员对站内运行情况就地监测、记录、调节，并定期向其所属的控制中心报告当前的运行数据。由于供水管网地理位置分散，如要对这些指标逐一实时检测，无疑会耗费大量的人力物力，给整个供水系统运行管理增加了相当大的难度。并且利用人工现场采集的方法收集信息数量少、处理慢、传递迟，调度处于低级阶段，以保证不缺水和维持正常运行为主，谈不上优化调度。遇上爆漏及其他事故，不能及时地诊断报警，影响供水管网系统的可靠运行。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术所存在的不足，本发明公开了一种基于GPRS定位的供水管网终端。
[0004]本发明所述基于GPRS定位的供水管网终端，包括主控CPU，以及与主控CPU连接的GPRS通信模块和JTAG接口、总线接口单元电路，还包括与主控CPU连接的信号处理电路，所述信号处理电路与水位现场传感器连接，所述GPRS通信模块还与S頂卡通信连接。
[0005]优选的，所述总线接口单元电路为RS485或RS232总线接口单元电路。
[0006]优选的，所述主控CPU为MSP430F149。
[0007]优选的，还包括为主控CPU和GPRS通信模块单独供电的电池供电电路。
[0008]本发明采用低功耗单片机并对耗能最大的GPRS模块采取限能措施，提高了电池的寿命，增加了系统可靠运行的时间。同时本系统可以将现场参数的监测量，通过短信息、网络及E-mail等多种方式进行传送，可实现点对点，点对多点等灵活的组网方式。
【附图说明】
[0009]图1示出本发明的一种【具体实施方式】结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0011]本发明所述基于GPRS定位的供水管网终端，包括SDA和SCL数据总线及与其信号连接的数字调谐电路和解调电路；所述数字调谐电路通过模数转换电路连接解调电路；还包括与SDA和SCL数据总线连接的总线控制电路，所述总线控制电路还与主机接口电路连接，所述主机接口电路通过解复用电路连接解调电路。
[0012]本系统就是在传统供水管网监测系统的基础上，结合GPRS技术而发展起来的新型监测系统。系统采用“控制中心一监测站”的构建模式。控制中心是整个系统运作的核心，负责收集各监测站上传的监测信息，发送各种操作命令以控制监测站的动作。监测站被分散放置于远离控制中心的各监测点处，负责完成信息的采集和响应控制中心发出的控制命令。监测站与控制中心之间可以通过多种方式进行通信，如短信、网络和E-mail等方式。由于有的监测站无人值守，考虑到系统的低功耗设计要求，的设计实现可根据不同的应用目的和应用环境，采用特定的技术形式，利用MSP430F系列单片机与GPRS模块构成各监测子站。
[0013]监测终端通过现场传感器将压力、流量等物理量变换成模拟信号，经过电路转换成数字信号送入单片机。单片机对采集到的数据进行数字滤波后存储起来，然后利用AT指令控制GPRS模块，发送到控制中心。采集的时间间隔和发送间隔均由时钟芯片控制，完成定时采集和发送任务。
[0014]根据监测终端的功能和工作环境，选择TI公司近几年推出的16位系列单片机MSP430作为CPU。MSP430工作在1.8?3.6V电压下，有正常工作模式(AM)和4种低功耗工作模式，可以方便的在各种工作模式之间切换。MSP430的超低功耗使其在电池供电、便携式设备的应用中表现出非常优良的特性。MSP430内部具有多通道12bit的A/D转换、片内精密比较器、多个具有PWM功能的定时器、看门狗定时器及大量的I/O端口等优点。GPRS模块选择的深圳倚天科技开发有限公司的ETPro++模块来实现。该模块ETPro++内部包含嵌入式TCP/IP单片机系统部分和GPRS模块。他们之间是串口连接(Serial2)用户上位机与ETPro++也是串口连接(Serial I)这两个串口连接可以进行独立配置和操作的(例如波特率和流控制方式)。终端的硬件电路框图如图1示。
[0015]本系统采用的MSP430单片机本身就是一款超低功耗的机型，非常适合电池供电的场合。在IMHz时钟下工作电流只有0.l~400uA，对于容量为1600mAh镍氢电池即使在最大电流消耗下也可以用170天左右。为实现进一步减少能量消耗，系统中对模块的供电采取节能控制方式，即在设定的发送时间到时程序才通过光电耦合器和中功率线性开关向模块供电，其它时间切断模块电源。
[0016]模块每次通信时间大约为两分钟，模块的功率为700mW，如果无异常情况，每天进行一次通信，这样每天模块的功耗约为0.14mAh，即整体系统每天的功耗在9.8mAh左右，对于容量为1600mAh的电池大约可以用160天左右。
[0017]MSP430F149 单片机编译环境为 IAR Embedded Workbench For MSP430 v3 软件版本，并在该软件的基础上调试整个系统程序。它主要实现了对系统周围各个器件的初始化，为了能让系统节省更多的电量，开始就要将GSM模块的电源关闭，需要发送短信时才将其电源打开。为了便于系统的初期阶段调试，在硬件上还设置了一个手动发短信按键。这样需要在判断完时间是否到时后，再进行按键的判断。主程序就是完成按键的判断、端口的扫描以及定时进入低功耗状态。这样无论是从硬件上还是软件上都做到了节省电量的方法。使得系统具有功耗低、操作方便、实用性强等综合特点。
[0018]前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.基于GPRS定位的供水管网终端，其特征在于，包括主控CPU，以及与主控CPU连接的GPRS通信模块和JTAG接口、总线接口单元电路，还包括与主控CPU连接的信号处理电路，所述信号处理电路与水位现场传感器连接，所述GPRS通信模块还与S頂卡通信连接。2.如权利要求1所述的基于GPRS定位的供水管网终端，其特征在于，所述总线接口单元电路为RS485或RS232总线接口单元电路。3.如权利要求1所述的基于GPRS定位的供水管网终端，其特征在于，所述主控CPU为MSP430F149。4.如权利要求1所述的基于GPRS定位的供水管网终端，其特征在于，还包括为主控CPU和GPRS通信模块单独供电的电池供电电路。
【专利摘要】基于GPRS定位的供水管网终端，包括主控CPU，以及与主控CPU连接的GPRS通信模块和JTAG接口、总线接口单元电路，还包括与主控CPU连接的信号处理电路，所述信号处理电路与水位现场传感器连接，所述GPRS通信模块还与SIM卡通信连接。本发明采用低功耗单片机并对耗能最大的GPRS模块采取限能措施，提高了电池的寿命，增加了系统可靠运行的时间。同时本系统可以将现场参数的监测量，通过短信息、网络及E-mail等多种方式进行传送，可实现点对点，点对多点等灵活的组网方式。
【IPC分类】G08C17/02
【公开号】CN105528881
【申请号】CN201410575915
【发明人】史军
【申请人】史军
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年10月25日