一种超声波一体化监测终端的制作方法

本实用新型涉及自动检测领域，尤其涉及一种超声波一体化监测终端。

背景技术：

水利信息化，是充分另现代化技术，伸入开发和广泛利用水利信息资源，提升水利工作的效率，为科学的水利决策做出重要参考，因此实现水利信息化是非常有必要的。

现有的河道、湖泊、塘坝、地表及山洪水位等水文信息采集，经实时监测后，大都使用GPRS无线网络进行数据传输，信号质量与基站距离有很大关系，这样会使水位信息采集受到基站分布的限制，而网络信号不稳定会影响水位监测信息传输的连续性。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提出了一种可实现实时超声波水位监控、不依赖运营商网络、具有超远距离信号传输能力和超长续航时间的超声波一体化监测终端。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种超声波一体化监测终端，包括STM32F103C8T6单片机(1)、超声波测距模块(2)、LoRa无线传输模块(3)、GPS定位模块(4)和稳压电路(5)，所述超声波测距模块(2)的输入端和输出端均与STM32F103C8T6单片机(1)的通用输入输出端电性连接；LoRa无线传输模块(3)的输入端和输出端分别与STM32F103C8T6单片机(1)的一UART端口的输出端和输入端电性连接，LoRa无线传输模块(3)的数据输入输出指示端与STM32F103C8T6单片机(1)的通用输入输出端电性连接；GPS定位模块(4)的输入端和输出端分别与STM32F103C8T6单片机(1)的另一UART端口的输出端和输入端电性连接；稳压电路(5)分别与STM32F103C8T6单片机(1)、超声波测距模块(2)、LoRa无线传输模块(3)、GPS定位模块(4)电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述STM32F103C8T6单片机(1)的引脚1与电容C1的一端电性连接，电容C1的另一端接地；电容C2的一端与电容C3的一端电性连接后接地，电容C2的另一端和晶振Y1的一端均与引脚5电性连接，电容C3的另一端和晶振Y1的另一端均与引脚6电性连接；引脚7与电阻R1的一端和电容C4的一端并联，电阻R1的另一端与3.3V电源连接，电容C4的另一端接地；引脚8接地；引脚9与3.3V电源连接；引脚10和引脚11分别与超声波测距模块(2)的输入端和输出端电性连接；引脚12和引脚13分别与GPS定位模块(4)的输入端和输出端电性连接；引脚20与跳线J1的引脚2电性连接，跳线J1的引脚1与3.3V电源连接，跳线J1的引脚3接地；引脚24同时与电容C5、电容C6、电容C7和电容C8的一端电性连接，引脚23同时与电容C5、电容C6、电容C7和电容C8的另一端电性连接后接地；引脚29与LoRa无线传输模块(3)的数据输入输出指示端电性连接；引脚30和引脚31分别与LoRa无线传输模块(3)的输入端和输出端电性连接；引脚35接地，引脚36与3.3V电源电性连接；引脚44与跳线J2的引脚2电性连接，跳线J2的引脚1与3.3V电源电性连接，跳线J1的引脚3接地；引脚47接地；引脚48与3.3V电源电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述超声波测距模块(2)为HC-SR04模块。

进一步优选的，所述超声波测距模块(2)的引脚1与5V电源电性连接；引脚2与STM32F103C8T6单片机(1)的引脚10电性连接；引脚3与STM32F103C8T6单片机(1)的引脚11电性连接；引脚4接地。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述LoRa无线传输模块(3)为APC340信号传输模块，LoRa无线传输模块(3)的引脚1、引脚3和引脚7接地，引脚2与3.3V电源连接，引脚4与STM32F103C8T6单片机(1)的引脚30电性连接，引脚5与STM32F103C8T6单片机(1)的引脚31电性连接，引脚6与STM32F103C8T6单片机(1)的引脚28电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述GPS定位模块(4)为GY-GPS6MV2，GPS定位模块(4)的引脚1与3.3V电源电性连接，引脚2与STM32F103C8T6单片机(1)的引脚12电性连接，引脚3与STM32F103C8T6单片机(1)的引脚13电性连接，引脚4接地。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述稳压电路(5)包括电源、二极管IN4007、电阻R2、电阻R3、电容C9、稳压芯片LM1117和电容C10；电源正极与二极管IN4007正极电性连接，二极管IN4007的负极与电阻R2的一端电性连接，电阻R2的另一端与分别与电阻R3的一端、电容C9的一端和LM1117的引脚3并联；电源的负极分别与电阻R3的另一端、电容C9的另一端、LM1117的引脚1和电容C10的负极并联后接地；LM1117的引脚2与电容C10的一端和3.3V电源输出端并联。

本实用新型提供的一种超声波一体化监测终端，相对于现有技术，具有以下有益效果：

(1)STM32F103C8T6单片机，具有功耗低、成本少、功能强大的优点,接口资源丰富，具有强大的扩展能力，工作温度范围大，适应野外环境长期运行；

(2)超声波测距模块HC-SR04模块测距范围0.1-3米，测度距离精确，性能稳定；

(3)LoRa无线传输终端采用APC340，具有多个工作模式，省电模式和休眠模式下可待机数年，工作发送状态可持续发送而不丢包，数据传输距离远且可靠，特别适合长期数据的传输；

(4)LoRa无线传输终端可搭建自有LoRa网络，无需电信运营商介入，不依赖通信基站，组网建设成本低；

(5)稳压电路可为STM32F103C8T6单片机、超声波测距模块、LoRa无线传输模块、GPS定位模块提供稳定电压输入，保证系统稳定工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种超声波一体化监测终端的系统结构图；

图2为本实用新型一种超声波一体化监测终端的STM32F103C8T6单片机的接线图；

图3为本实用新型一种超声波一体化监测终端的超声波测距模块的接线图；

图4为本实用新型一种超声波一体化监测终端的LoRa无线传输模块的接线图；

图5为本实用新型一种超声波一体化监测终端的GPS定位模块；

图6为本实用新型一种超声波一体化监测终端的稳压电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种超声波一体化监测终端，包括STM32F103C8T6单片机1、超声波测距模块2、LoRa无线传输模块3、GPS定位模块4和稳压电路5。

由图1可知，超声波测距模块2的输入端和输出端均与STM32F103C8T6单片机1的通用输入输出端电性连接；LoRa无线传输模块3的输入端和输出端分别与STM32F103C8T6单片机1的一UART端口的输出端和输入端电性连接，LoRa无线传输模块3的数据输入输出指示端与STM32F103C8T6单片机1的通用输入输出端电性连接；GPS定位模块4的输入端和输出端分别与STM32F103C8T6单片机1的另一UART端口的输出端和输入端电性连接；稳压电路5分别与STM32F103C8T6单片机1、超声波测距模块2、LoRa无线传输模块3、GPS定位模块4电性连接。

如图2所示，STM32F103C8T6单片机1的引脚1与电容C1的一端电性连接，电容C1的另一端接地；电容C2的一端与电容C3的一端电性连接后接地，电容C2的另一端和晶振Y1的一端均与引脚5电性连接，电容C3的另一端和晶振Y1的另一端均与引脚6电性连接；引脚7与电阻R1的一端和电容C4的一端并联，电阻R1的另一端与3.3V电源连接，电容C4的另一端接地；引脚8接地；引脚9与3.3V电源连接；引脚10和引脚11分别与超声波测距模块2的输入端和输出端电性连接；引脚12和引脚13分别与GPS定位模块4的输入端和输出端电性连接；引脚20与跳线J1的引脚2电性连接，跳线J1的引脚1与3.3V电源连接，跳线J1的引脚3接地；引脚24同时与电容C5、电容C6、电容C7和电容C8的一端电性连接，引脚23同时与电容C5、电容C6、电容C7和电容C8的另一端电性连接后接地；引脚29与LoRa无线传输模块3的数据输入输出指示端电性连接；引脚30和引脚31分别与LoRa无线传输模块3的输入端和输出端电性连接；引脚35接地，引脚36与3.3V电源电性连接；引脚44与跳线J2的引脚2电性连接，跳线J2的引脚1与3.3V电源电性连接，跳线J1的引脚3接地；引脚47接地；引脚48与3.3V电源电性连接。

超声波测距模块2为HC-SR04模块。超声波测距模块2的引脚1与5V电源电性连接；引脚2与STM32F103C8T6单片机1的引脚10电性连接；引脚3与STM32F103C8T6单片机1的引脚11电性连接；引脚4接地。

LoRa无线传输模块3为APC340信号传输模块，LoRa无线传输模块3的引脚1、引脚3和引脚7接地，引脚2与3.3V电源连接，引脚4与STM32F103C8T6单片机1的引脚30电性连接，引脚5与STM32F103C8T6单片机1的引脚31电性连接，引脚6与STM32F103C8T6单片机1的引脚28电性连接。APC340信号传输模块是基于无线扩频芯片SX1276设计，具有三千米有效传输距离，最大功率100mW，工作频率433MHz、470MHz、868MHz或者915MHz可选，内置看门狗；适合极其恶劣的环境和对距离有苛刻要求的场合。

GPS定位模块4为GY-GPS6MV2，GPS定位模块4的引脚1与3.3V电源电性连接，引脚2与STM32F103C8T6单片机1的引脚12电性连接，引脚3与STM32F103C8T6单片机1的引脚13电性连接，引脚4接地。GPS定位模块4采用U-BLOX NEO-6M模组，体积小巧，性能优异，自带IPX接口，可以连接各种有源天线；兼容3.3V/5V电平，方便连接各种单片机。

稳压电路5包括电源、二极管IN4007、电阻R2、电阻R3、电容C9、稳压芯片LM1117和电容C10；电源正极与二极管IN4007正极电性连接，二极管IN4007的负极与电阻R2的一端电性连接，电阻R2的另一端与分别与电阻R3的一端、电容C9的一端和LM1117的引脚3并联；电源的负极分别与电阻R3的另一端、电容C9的另一端、LM1117的引脚1和电容C10的负极并联后接地；LM1117的引脚2与电容C10的一端和3.3V电源输出端并联。稳压电路5能为STM32F103C8T6单片机1、超声波测距模块2、LoRa无线传输模块3、GPS定位模块4提供稳定的3.3V工作电压，为本实用新型长期稳定运行提供能源供应。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。