本发明磁致伸缩式电子水尺控制装置，属于。
背景技术：
目前使用的电子水尺一般用于对地表水或江河水位进行监测，根据实际需要，电子水尺可以在外部加装相应的功能扩展模块或装置，如加装传感器激励装置，传感信号放大模块，避雷器等；在实际使用过程中，工作人员发现由于外设装置与电子水尺内部的控制器不匹配，经常会出现控制异常，数据采集误差大，信号传输不稳定等问题，由于可选择的电子水尺专用的控制器种类有限，只能从当前控制电路中进行改进，确保电子水尺保证较高的灵敏度，提高对水位监控的准确性和效率。
技术实现要素：
本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种信号传输稳定，传感器灵敏度高，水位数据测量准确度高且可靠的磁致伸缩式电子水尺控制装置；为了解决该技术问题，本发明采用的技术方案为：磁致伸缩式电子水尺控制装置，包括中央控制器、稳压模块、数据通信模块、信号放大模块、传感器激励模块、避雷模块；
所述中央控制器通过导线分别与稳压模块、数据通信模块、信号放大模块、传感器激励模块、避雷模块相连；
所述中央控制器的电路结构为：所述中央控制器使用的控制芯片为控制器u1；
所述控制器u1的2脚并接电阻r1的一端后与端口p1的2脚相连，所述端口p1的3脚并接输入电源vcc后与电阻r1的另一端相连，所述端口p1的1脚接地；
所述控制器u1的3脚、5脚相互并接后接地，所述控制器u1的4脚、6脚相互并接后与输入电源vcc相连；
所述控制器u1的7脚并接晶振jz1的一端后与电容c6的一端相连，所述控制器u1的8脚并接晶振jz1的另一端后与电容c10的一端相连，所述电容c6的另一端并接电容c10的另一端后接地；
所述控制器u1的10脚与电阻r18的一端相连；
所述控制器u1的11脚与电阻r20的一端相连；
所述控制器u1的12脚并接电阻r19的一端后与比较器u3的1脚相连，所述电阻r19的另一端与3.3v输入电源相连；
所述比较器u3的2脚并接电阻r20的另一端后与可调电阻dw1的3脚相连；
所述可调电阻dw1的1脚串接电阻r21后与3.3v输入电源相连；
所述可调电阻dw1的2脚接地；
所述比较器u3的3脚并接电阻r18的另一端、电阻r24的一端后与放大器u4的7脚相连；
所述比较器u3的4脚接地；
所述比较器u3的8脚并接电容c8的一端后与电感l1的一端相连，所述电容c8的另一端接地，所述电感l1的另一端与3.3v输入电源相连；
所述控制器u1的15脚与端口j2的7脚相连；
所述控制器u1的16脚与端口j2的6脚相连；
所述控制器u1的17脚与端口j2的5脚相连；
所述控制器u1的18脚并接电容c9的一端后与电感l2的一端相连，所述电容c9的另一端接地，电感l2的另一端与输入电源vcc相连；
所述控制器u1的20脚串接电容c5后接地；
所述控制器u1的21脚接地；
所述控制器u1的23脚与稳压模块相连；
所述控制器u1的24脚与场效应管q1b的栅极相连；
所述控制器u1的25脚与电阻r38的一端相连；
所述控制器u1的27脚与端口j3的2脚相连；
所述控制器u1的30脚与通信芯片u2的1脚相连；
所述控制器u1的31脚与通信芯片u2的4脚相连；
所述数据通信模块的电路结构为：
所述通信芯片u2的2脚、3脚相互并接后与电阻r14的一端相连，所述电阻r14的另一端接地；
所述通信芯片u2的5脚接地；
所述通信芯片u2的6脚和7脚通过rs485现场通信总线与监控计算机相连；
所述通信芯片u2的8脚与输入电源vcc相连；
所述信号放大模块的电路结构为：
端口j4的1脚与电阻r29的一端相连，所述电阻r29的另一端并接电阻r39的一端，电容c20的一端，电阻r30的一端，放大器u4的5脚后与放大器u4的3脚相连；
所述端口j4的2脚依次并接电容c18的一端，电容c19的一端，电容c16的一端，电阻r25的一端后与电阻r26的一端相连，所述电阻r26的另一端并接二极管d7的负极，二极管d8的正极，电阻r22的一端后与放大器u4的2脚相连；
所述电容c18的另一端并接电容c19的另一端后接地；所述电容c16的另一端与电阻r25的另一端相连；
所述放大器u4的8脚并接电阻r30的另一端，电容c21的一端后与电阻r31的一端相连，所述电阻r31的另一端与3.3v输入电源，所述电阻r39的另一端，电容c20的另一端，电容c21的另一端相互并接后接地；
所述二极管d7的正极并接二极管d8的负极，电阻r22的另一端，电容c17的一端后与放大器u4的1脚相连；
所述放大器u4的4脚接地；
所述电容c17的另一端与电阻r28的一端相连，所述电阻r28的另一端并接电阻r23的一端后与放大器u4的6脚相连，所述电阻r23的另一端与电阻r24的另一端相连；
所述端口j4的3脚与5脚接地；
所述端口j4的4脚与电阻r32的一端相连。
所述传感器激励模块的电路结构为：
所述电阻r38的另一端与三极管q4的基极相连，所述三极管q4的发射极接地，所述三极管q4的集电极并接电阻r27的一端后与场效应管q1a的栅极相连，所述场效应管q1a的源极并接电阻r27的另一端后与3.3v电源输入端相连；
所述场效应管q1a的漏极与电阻r37的一端相连；
所述电阻r37的另一端并接电阻r36的一端，场效应管q1b的源极，场效应管q2a的栅极后与有极电容c26的正极相连，所述有极电容c26的负极并接电阻r44的一端后接地；
所述电阻r36的另一端并接电阻r35的一端，场效应管q2a的源极，场效应管q2b的栅极后与有极电容c25的正极相连，所述有极电容c25的负极并接电阻r43的一端，场效应管q1b的漏极后与电阻r44的另一端相连；
所述电阻r35的另一端并接电阻r34的一端，场效应管q2b的源极，场效应管q3a的栅极后与有极电容c24的正极相连，所述有极电容c24的负极并接电阻r42的一端，场效应管q2a的漏极后与电阻r43的另一端相连；
所述电阻r34的另一端并接电阻r33的一端，场效应管q3a的源极，场效应管q3b的栅极后与有极电容c23的正极相连，所述有极电容c23的负极并接电阻r41的一端，场效应管q2b的漏极后与电阻r42的另一端相连；
所述电阻r33的另一端并接场效应管q3b的源极后与有极电容c22的正极相连，所述有极电容c22的负极并接电阻r40的一端，场效应管q3a的漏极后与电阻r41的另一端相连；
所述场效应管q3b的漏极并接电阻r40的另一端后与电阻r32的另一端相连。
所述避雷模块的电路结构为：
端口j5的1脚依次并接稳压二极管qt6的正极，稳压二极管qt4的正极，稳压二极管d6的正极，稳压二极管d4的正极后接地；
端口j5的2脚依次串接电阻r58和电阻r56后接地；
端口j5的3脚与电阻r57的一端相连，所述电阻r57的另一端并接稳压二极管qt5的负极、稳压二极管qt4的负极后与电阻r55的一端相连，所述稳压二极管qt5的正极与稳压二极管qt6的负极相连，所述电阻r55的另一端并接稳压二极管d5的负极、稳压二极管d4的负极后与端口j6的5脚相连，所述稳压二极管d5的正极与稳压二极管d6的负极相连；
端口j5的4脚依次串接电阻r54和电阻r52后与端口j6的3脚相连；
端口j5的5脚与电阻r53的一端相连，所述电阻r53的另一端并接稳压二极管qt1的负极，稳压二极管qt3的负极后与电阻r51的一端相连，所述稳压二极管qt1的正极与稳压二极管qt2的负极相连；
所述电阻r51的另一端并接稳压二极管d1的负极，稳压二极管d3的负极后与端口j6的1脚相连，所述稳压二极管d1的正极与稳压二极管d2的负极相连；
所述稳压二极管qt2的正极依次并接稳压二极管qt3的正极，稳压二极管d2的正极，稳压二极管d3的正极后接地。
所述数据通信模块还通过rs485现场通信总线与监控计算机相连。
所述场效应管q1a、q1b、q2a、q2b、q3a、q3b的型号均为irf7750；
所述控制器u1的型号为atmega168pa；
所述通信芯片u2的型号为sp3485en；
所述比较器u3的型号为lm293a；
所述放大器u4的型号为tlv2782idr。
本发明相对于现有技术所具备的有益效果为：本发明通过对现有电子水尺的控制电路进行改进，另外设置的传感器激励模块可在传感器采集信号时，提供稳定的加载电源，获得稳定的反馈信号，并准确处理算出相应的水位高度数据，同时对计算数据进行二次放大，使控制器获得稳定准确的采集反馈信号，整个控制装置各控制及采集模块相互之间信号传输稳定，控制准确，监测水位数据准确度高，可推广使用。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1为本发明的电路结构示意图；
图2为本发明中央控制器的电路图；
图3为本发明信号放大模块的电路图；
图4为本发明传感器激励模块的电路图；
图5为本发明避雷模块的电路图；
图中：1为中央控制器、2为稳压模块、3为数据通信模块、4为信号放大模块、5为传感器激励模块、6为避雷模块、7为监控计算机。
具体实施方式
如图1至图5所示，本发明磁致伸缩式电子水尺控制装置，包括中央控制器1、稳压模块2、数据通信模块3、信号放大模块4、传感器激励模块5、避雷模块6；
所述中央控制器1通过导线分别与稳压模块2、数据通信模块3、信号放大模块4、传感器激励模块5、避雷模块6相连；
所述中央控制器1的电路结构为：所述中央控制器1使用的控制芯片为控制器u1；
所述控制器u1的2脚并接电阻r1的一端后与端口p1的2脚相连，所述端口p1的3脚并接输入电源vcc后与电阻r1的另一端相连，所述端口p1的1脚接地；
所述控制器u1的3脚、5脚相互并接后接地，所述控制器u1的4脚、6脚相互并接后与输入电源vcc相连；
所述控制器u1的7脚并接晶振jz1的一端后与电容c6的一端相连，所述控制器u1的8脚并接晶振jz1的另一端后与电容c10的一端相连，所述电容c6的另一端并接电容c10的另一端后接地；
所述控制器u1的10脚与电阻r18的一端相连；
所述控制器u1的11脚与电阻r20的一端相连；
所述控制器u1的12脚并接电阻r19的一端后与比较器u3的1脚相连，所述电阻r19的另一端与3.3v输入电源相连；
所述比较器u3的2脚并接电阻r20的另一端后与可调电阻dw1的3脚相连；
所述可调电阻dw1的1脚串接电阻r21后与3.3v输入电源相连；
所述可调电阻dw1的2脚接地；
所述比较器u3的3脚并接电阻r18的另一端、电阻r24的一端后与放大器u4的7脚相连；
所述比较器u3的4脚接地；
所述比较器u3的8脚并接电容c8的一端后与电感l1的一端相连，所述电容c8的另一端接地，所述电感l1的另一端与3.3v输入电源相连；
所述控制器u1的15脚与端口j2的7脚相连；
所述控制器u1的16脚与端口j2的6脚相连；
所述控制器u1的17脚与端口j2的5脚相连；
所述控制器u1的18脚并接电容c9的一端后与电感l2的一端相连，所述电容c9的另一端接地，电感l2的另一端与输入电源vcc相连；
所述控制器u1的20脚串接电容c5后接地；
所述控制器u1的21脚接地；
所述控制器u1的23脚与稳压模块2相连；
所述控制器u1的24脚与场效应管q1b的栅极相连；
所述控制器u1的25脚与电阻r38的一端相连；
所述控制器u1的27脚与端口j3的2脚相连；
所述控制器u1的30脚与通信芯片u2的1脚相连；
所述控制器u1的31脚与通信芯片u2的4脚相连；
所述数据通信模块3的电路结构为：
所述通信芯片u2的2脚、3脚相互并接后与电阻r14的一端相连，所述电阻r14的另一端接地；
所述通信芯片u2的5脚接地；
所述通信芯片u2的6脚和7脚通过rs485现场通信总线与监控计算机7相连；
所述通信芯片u2的8脚与输入电源vcc相连；
所述信号放大模块4的电路结构为：
端口j4的1脚与电阻r29的一端相连，所述电阻r29的另一端并接电阻r39的一端，电容c20的一端，电阻r30的一端，放大器u4的5脚后与放大器u4的3脚相连；
所述端口j4的2脚依次并接电容c18的一端，电容c19的一端，电容c16的一端，电阻r25的一端后与电阻r26的一端相连，所述电阻r26的另一端并接二极管d7的负极，二极管d8的正极，电阻r22的一端后与放大器u4的2脚相连；
所述电容c18的另一端并接电容c19的另一端后接地；所述电容c16的另一端与电阻r25的另一端相连；
所述放大器u4的8脚并接电阻r30的另一端，电容c21的一端后与电阻r31的一端相连，所述电阻r31的另一端与3.3v输入电源，所述电阻r39的另一端，电容c20的另一端，电容c21的另一端相互并接后接地；
所述二极管d7的正极并接二极管d8的负极，电阻r22的另一端，电容c17的一端后与放大器u4的1脚相连；
所述放大器u4的4脚接地；
所述电容c17的另一端与电阻r28的一端相连，所述电阻r28的另一端并接电阻r23的一端后与放大器u4的6脚相连，所述电阻r23的另一端与电阻r24的另一端相连；
所述端口j4的3脚与5脚接地；
所述端口j4的4脚与电阻r32的一端相连。
所述传感器激励模块5的电路结构为：
所述电阻r38的另一端与三极管q4的基极相连，所述三极管q4的发射极接地，所述三极管q4的集电极并接电阻r27的一端后与场效应管q1a的栅极相连，所述场效应管q1a的源极并接电阻r27的另一端后与3.3v电源输入端相连；
所述场效应管q1a的漏极与电阻r37的一端相连；
所述电阻r37的另一端并接电阻r36的一端，场效应管q1b的源极，场效应管q2a的栅极后与有极电容c26的正极相连，所述有极电容c26的负极并接电阻r44的一端后接地；
所述电阻r36的另一端并接电阻r35的一端，场效应管q2a的源极，场效应管q2b的栅极后与有极电容c25的正极相连，所述有极电容c25的负极并接电阻r43的一端，场效应管q1b的漏极后与电阻r44的另一端相连；
所述电阻r35的另一端并接电阻r34的一端，场效应管q2b的源极，场效应管q3a的栅极后与有极电容c24的正极相连，所述有极电容c24的负极并接电阻r42的一端，场效应管q2a的漏极后与电阻r43的另一端相连；
所述电阻r34的另一端并接电阻r33的一端，场效应管q3a的源极，场效应管q3b的栅极后与有极电容c23的正极相连，所述有极电容c23的负极并接电阻r41的一端，场效应管q2b的漏极后与电阻r42的另一端相连；
所述电阻r33的另一端并接场效应管q3b的源极后与有极电容c22的正极相连，所述有极电容c22的负极并接电阻r40的一端，场效应管q3a的漏极后与电阻r41的另一端相连；
所述场效应管q3b的漏极并接电阻r40的另一端后与电阻r32的另一端相连。
所述避雷模块6的电路结构为：
端口j5的1脚依次并接稳压二极管qt6的正极，稳压二极管qt4的正极，稳压二极管d6的正极，稳压二极管d4的正极后接地；
端口j5的2脚依次串接电阻r58和电阻r56后接地；
端口j5的3脚与电阻r57的一端相连，所述电阻r57的另一端并接稳压二极管qt5的负极、稳压二极管qt4的负极后与电阻r55的一端相连，所述稳压二极管qt5的正极与稳压二极管qt6的负极相连，所述电阻r55的另一端并接稳压二极管d5的负极、稳压二极管d4的负极后与端口j6的5脚相连，所述稳压二极管d5的正极与稳压二极管d6的负极相连；
端口j5的4脚依次串接电阻r54和电阻r52后与端口j6的3脚相连；
端口j5的5脚与电阻r53的一端相连，所述电阻r53的另一端并接稳压二极管qt1的负极，稳压二极管qt3的负极后与电阻r51的一端相连，所述稳压二极管qt1的正极与稳压二极管qt2的负极相连；
所述电阻r51的另一端并接稳压二极管d1的负极，稳压二极管d3的负极后与端口j6的1脚相连，所述稳压二极管d1的正极与稳压二极管d2的负极相连；
所述稳压二极管qt2的正极依次并接稳压二极管qt3的正极，稳压二极管d2的正极，稳压二极管d3的正极后接地。
所述数据通信模块3还通过rs485现场通信总线与监控计算机7相连。
所述场效应管q1a、q1b、q2a、q2b、q3a、q3b的型号均为irf7750；
所述控制器u1的型号为atmega168pa；
所述通信芯片u2的型号为sp3485en；
所述比较器u3的型号为lm293a；
所述放大器u4的型号为tlv2782idr。
本发明在工作前对电子水尺进行安装，其中控制箱内设置有各控制模块，控制箱外接测杆，测杆底部设置浮球；其中测杆的内侧设置有波导丝安装支架，测杆的外侧设置有一层不锈钢管，作为保护管可以保护内部安装的磁致伸缩测量元件；所述测杆中心为一根对磁场变化敏感的磁致伸缩波导丝，可准确传递测量信号；浮球内部设置有环形磁铁，浮球在被测水面的位置信号通过波导丝传递至中央控制器1。
所述中央控制器1首先对接收信号进行分析处理，将波导丝传递来的测量信号通过计算和转换处理为数字信号输出，并通过数据通信模块3将数据发送至监控计算机7，为保证传输稳定可靠，数据通信模块3通过rs485现场通信总线与监控计算机7进行连接；
在磁致伸缩波导丝对水位高度进行感应测量时，所述信号放大模块4将会对采集信号进行放大处理，再传输至中央控制器1；所述传感器激励模块5作为稳压模块，在传感器每次进行采样时，加载到磁致伸缩波导丝上的电压都是稳定的，该电压不会随着外部电压的变化而变化，所以反馈回来的信号也是稳定的信号，使得传感器最终可以采集到稳定准确的高度值。
由于在野外工作，电子水尺依然可能有被雷击的风险，同时需要对避雷模块6进行改进；改进后的避雷模块6通过串并联相应稳压二极管和电阻，可以使其在遭受雷击时保护中央控制器1避免受到电流冲击。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。