基于MT8880的水库水位监测系统设计

基于MT8880的水库水位监测系统设计,第1张

本文介绍了一种地下水位实时监测系统的设计方案。该系统主要包括信号采集、无线模块、数据处理及存储三部分。该方案对提高监测系统的便携性,降低成本和能耗,有一定的参考价值。

  对上游水库水情的可靠准确掌握是实现灌区配水调度、科学管理的先决条件,水情信息主要是靠人工完成,人为因素影响较大,做不到准确及时的掌握。因此,某灌区管理局拟对其上游三座水库进行水库水位的远程遥测,鉴于水库均处于山区,用无线传输的方式使用方便,但信号强度可能不稳定,因而采用有线方式。有线方式种类较多,主要有双绞线(如网线、电话线)、同轴电缆光纤等,专用电缆的铺设一次性投资较高,运行期间需专业人员维护。本方案在通信方式上采用租用电话线,即PSTN方式。

  1 系统组成

  本遥测系统由超声波水位传感器、采集前端机、电信交换机和调度站遥测终端组成,如图1所示。超声波传感器采集水位信息,采集前端机对超声波传感器测到的水位信号进行编码,并通过电话线传送到调度中心,前端机工作模式为被动式,即不进行自动上报水位,等待调度站的遥测指令;调度站遥测终端由人工 *** 作,只要按下招测键即可在液晶显示器上显示水库水位。本文研究遥测终端的通讯部分,采集终端和遥测终端的电路类似。

 基于MT8880的水库水位监测系统设计,第2张

  2 单元电路

  2.1 硬件系统组成

  本系统主要分2部分,即遥测终端和采集前端机,两者之间双工通讯,其通讯电路基本相同,本文主要对其通信电路进行详细的论述。每个单元电路框图如图2所示,主要包括CPU、电话来电振铃检测、模拟摘机、编码和解码、语音提示电路以及其他电路。其他电路包括液晶显示驱动电路、键盘扫描电路和数据采集电路。下面对几个主要模块电路详细地进行论述。

 基于MT8880的水库水位监测系统设计,第3张

  2.2 振铃检测电路

  公用电话网的传输线路为二线模拟线路,采用直流环路信号方式,能向模拟话机提供直流馈电、振铃信号、话音数据、音频数据、双音频数据等。我国规定的标准为,话机在不通话时,电话线中的直流电压是48 V.当有电话呼入时,同时还有(25±15)V、25 Hz的正弦信号加在电话线上,所以向用户振铃的铃流电压为(75±15)V、25 Hz的交流电压。光电耦合器输出的信号可以直接被CPU检测。

 基于MT8880的水库水位监测系统设计,第4张

  2.3 模拟摘机电路

  当系统检测到有振铃,且振铃次数为3次,就"接通"电话,这里采用模拟摘机电路,如图4所示。用户话机的摘挂机状态,是通过对直流环路上电流的通断来实现的。图4中,NPN三极管VQ202接收到CPU控制端发出的高电平就开通,然后将PNP三极管VQ201的基极电位拉低,VQ201开通,即直流环路接通,R203(300 Ω)是限流电阻,B201是整流桥,保证VQ201一直开通。

 基于MT8880的水库水位监测系统设计,第5张

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