一种河流地表水生态治理系统的制作方法

本发明涉及地表水治理技术领域，特别是涉及一种河流地表水生态治理系统。

背景技术：

城市河流是城市景观中一个流动的、与城市居民生活环境紧密联系，且相对开放的复杂生态系统。随着社会经济的快速发展，水质污染日益严重，河流地表水生态治理的必要性不言而喻。而河流地表水监测就是对水环境中的污染物及污染因素进行监测，其目的是评价污染物产生的原因及污染途径为防治污染提供技术支持，主要包括对地表水的水量、水位和水质等数据进行监测。目前，河流地表水生态治理系统主要通过无线传输技术对监测数据和调度指令进行远程传输，而在远程调度过程中调度指令会随着距离的增加而逐渐衰减，且指令信号在发射时也会存在外界高频信号噪声干扰，影响发射精度和稳定性，导致远程调度失效或出现错误，造成河流地表水生态治理系统远程控制并不理想。

所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种河流地表水生态治理系统。

其解决的技术方案是：一种河流地表水生态治理系统，包括信息采集单元、管理服务器和指令传输单元，所述指令传输单元包括隔离滤波电路、指令放大调节电路和功放发射电路，所述隔离滤波电路的输入端连接所述管理服务器的调度指令输出端，所述指令放大调节电路包括运放器u3、u4，运放器u3的同相输入端通过电容c4连接所述隔离滤波电路的输出端，并通过电阻r6连接电阻r5、r7的一端，电阻r5的另一端连接+5v电源，电阻r7的另一端连接电阻r9的一端和三极管vt1的集电极，电阻r9的另一端与三极管vt1的基极连接稳压二极管dz1的阴极，稳压二极管dz1的阳极接地，三极管vt1的发射极通过电容c7接地，运放器u3的反相输入端通过并联的电阻r8、电容c5连接运放器u3的输出端和电阻r10的一端，电阻r10的另一端连接运放器u4的同相输入端，并通过电容c6接地，运放器u4的输出端连接mos管q1的栅极，mos管q1的源极连接运放器u4的反相输入端、三极管vt2的基极和稳压二极管dz2的阴极，稳压二极管dz2的阳极接地，三极管vt2的发射极通过电阻r11接地，mos管q1的漏极连接三极管vt1的发射极、vt2的集电极，并通过电容c8连接所述功放发射电路。

进一步的，所述隔离滤波电路包括包括运放器u1，运放器u1的同相输入端通过电容c1连接所述管理服务器的调度指令输出端，并通过电阻r1接地，运放器u1的反相输入端通过电阻r2连接运放器u1的输出端和电阻r3的一端，电阻r3的另一端连接电阻r4、电容c2的一端，电阻r4的另一端连接运放器u2的同相输入端，并通过电容c3接地，运放器u2的反相输入端、输出端连接电容c2的另一端和所述指令放大调节电路的输入端。

进一步的，所述功放发射电路包括三极管vt3、vt4，三极管vt3的基极连接电感l1的一端，三极管vt3的集电极连接电阻r14的一端和+24v电源，电阻r14、电感l1的另一端连接电阻r12的一端，三极管vt3的发射极连接vt4的发射极，并通过电容c11连接信号发射器e1，三极管vt4的基极连接电阻r13的一端，电阻r12、r13的另一端连接所述指令放大调节电路的输出端和电阻r15、电容c9的一端，电容c9的另一端接地，电阻r15的另一端连接电阻r16、r17的一端和三极管vt4的集电极，电阻r16的另一端连接电容c10的一端，电阻r17、电容c10的另一端接地。

通过以上技术方案，本发明的有益效果为：

1.隔离滤波电路运用电压跟随器原理对调度指令信号进行隔离输出，保证指令下发的稳定度，同时提升信号的电流驱动能力，然后运用带通滤波器原理可有效消除外界高频杂波干扰，提升调度指令信号的精度；

2.指令放大调节电路采用运放器u3、u4对调度指令信号进行两级放大，并设计复合稳定放大管很好地提升了调度指令信号放大输出的稳定效果；

3.功放发射电路运用三极管互补推挽放大电路原理避免指令信号在功放过程中产生交越失真，并利用lc谐振选频提升调度指令的发射精度，并保持很好的发射功率强度。

附图说明

图1为本发明中隔离滤波电路原理图。

图2为本发明中指令放大调节电路和功放发射电路原理图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

一种河流地表水生态治理系统，包括信息采集单元、管理服务器和指令传输单元，指令传输单元包括隔离滤波电路、指令放大调节电路和功放发射电路。其中，隔离滤波电路的输入端连接管理服务器的调度指令输出端，如图1所示，隔离滤波电路包括运放器u1，运放器u1的同相输入端通过电容c1连接管理服务器的调度指令输出端，并通过电阻r1接地，运放器u1的反相输入端通过电阻r2连接运放器u1的输出端和电阻r3的一端，电阻r3的另一端连接电阻r4、电容c2的一端，电阻r4的另一端连接运放器u2的同相输入端，并通过电容c3接地，运放器u2的反相输入端、输出端连接电容c2的另一端和指令放大调节电路的输入端。

为了避免外界高频信号噪声干扰指令传输过程中的精度和稳定性，隔离滤波电路首先对管理服务器下发的调度指令信号处理。其中，调度指令信号经电容c1耦合后送入运放器u1的同相输入端，运放器u1运用电压跟随器原理对调度指令信号进行隔离输出，保证指令下发的稳定度，同时提升信号的电流驱动能力。然后由电阻r3、r4与电容c2、c3形成二阶rc带通滤波网络，其中心频率与调度指令信号频率一致，并与运放器u2构成带通滤波器，运用带通滤波器原理可有效消除外界高频杂波干扰，提升调度指令信号的精度。

隔离滤波电路的输出信号送入指令放大调节电路中进行信号增强处理，如图2所示，指令放大调节电路包括运放器u3、u4，运放器u3的同相输入端通过电容c4连接隔离滤波电路的输出端，并通过电阻r6连接电阻r5、r7的一端，电阻r5的另一端连接+5v电源，电阻r7的另一端连接电阻r9的一端和三极管vt1的集电极，电阻r9的另一端与三极管vt1的基极连接稳压二极管dz1的阴极，稳压二极管dz1的阳极接地，三极管vt1的发射极通过电容c7接地，运放器u3的反相输入端通过并联的电阻r8、电容c5连接运放器u3的输出端和电阻r10的一端，电阻r10的另一端连接运放器u4的同相输入端，并通过电容c6接地，运放器u4的输出端连接mos管q1的栅极，mos管q1的源极连接运放器u4的反相输入端、三极管vt2的基极和稳压二极管dz2的阴极，稳压二极管dz2的阳极接地，三极管vt2的发射极通过电阻r11接地，mos管q1的漏极连接三极管vt1的发射极、vt2的集电极，并通过电容c8连接功放发射电路。

在指令放大调节电路的处理过程中，运放器u3首先对运放器u2的输出信号进行同相放大，+5v电源经电阻分压后在运放器u3的同相输入端形成基准电压，对调度指令信号起到准确量化的作用，提高系统对指令的分辨能力。同时电阻r8与电容c5在运放过程中起到相位补偿的作用，避免产生高频自激，对指令放大起到稳定作用。运放器u3的放大信号经rc滤波降噪后送入运放器u4中进行次级放大，mos管q1与三极管vt2构成复合稳定放大管对运放器u2的输出信号进行处理，其中，mos管q1利用自身良好的温度特性对运放器u4的输出信号波形进行改善，然后再送入三极管vt2中进行放大，利用共发射极放大原理很好的提升了信号的处理效率。稳压二极管dz2对mos管q1的源极电压和三极管t1的基极电压起到稳定作用，保证其工作状态的稳定性。而mos管q1漏极与三极管vt2基极的导通电压由三极管vt1、电阻r9与稳压二极管dz1组成的三极管稳压器，三极管稳压器对+5v电源的电阻分压进行稳压处理，然后通过电容c7滤波后向mos管q1漏极和三极管vt2基极提高导通电压，很好地提升了调度指令信号放大输出的稳定效果。

功放发射电路包括三极管vt3、vt4，三极管vt3的基极连接电感l1的一端，三极管vt3的集电极连接电阻r14的一端和+24v电源，电阻r14、电感l1的另一端连接电阻r12的一端，三极管vt3的发射极连接vt4的发射极，并通过电容c11连接信号发射器e1，三极管vt4的基极连接电阻r13的一端，电阻r12、r13的另一端连接指令放大调节电路的输出端和电阻r15、电容c9的一端，电容c9的另一端接地，电阻r15的另一端连接电阻r16、r17的一端和三极管vt4的集电极，电阻r16的另一端连接电容c10的一端，电阻r17、电容c10的另一端接地。

复合稳定放大管的输出信号经电容c8耦合后送入功放发射电路中进行功放处理，其中，三极管vt3、vt4构成三极管互补推挽放大电路，可以很好地避免指令信号在功放过程中产生交越失真，电阻r15-r17与电容c9、c10形成的rc网络对功放过程起到很好的稳定作用。同时，电感l1与电容c11形成lc谐振对功放信号起到选频作用，提升调度指令的发射精度，并保持很好的发射功率强度。

本发明在具体使用时，信息采集单元采用多个无线传感器模块对河流地表水的水量、水位和水质等数据进行监测，并将采集数据发送到管理服务器中进行集中监控管理。当数据出现异常并需要进行远程调度时，管理服务器运用现有成熟的模拟控制技术在其调度指令输出端输出具有特定频率的模拟控制指令信号，并作为调度指令信号送入隔离滤波电路中进行处理。隔离滤波电路运用电压跟随器原理对调度指令信号进行隔离输出，保证指令下发的稳定度，同时提升信号的电流驱动能力，然后运用带通滤波器原理可有效消除外界高频杂波干扰，提升调度指令信号的精度。指令放大调节电路采用运放器u3、u4对调度指令信号进行两级放大，并设计复合稳定放大管很好地提升了调度指令信号放大输出的稳定效果。功放发射电路运用三极管互补推挽放大电路原理避免指令信号在功放过程中产生交越失真，并利用lc谐振选频提升调度指令的发射精度，并保持很好的发射功率强度，最后由信号发射器e1将处理后的调度指令远程发射到现场调度控制器中，由现场调度控制器对调度设备进行指挥部署，从而实现河流地表水生态治理系统的高效调度和有效控制。

以上是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。