一种基于单片机设计的降雨量实时监测系统.doc.doc

一种基于单片机控制的降雨量实时监测系统彭建( 贵州大学电气工程学院,贵州贵阳 550003) 摘要: 本文介绍的是一个利用 89C51 单片机为核心设计的降雨量数据采集、远距离无线数据传输并在监测中心显示、存储降雨量数据的实时监测系统。该系统具有成本低、安装方便、工作稳定、抗干扰能力强、采集的降雨量数据准确的特点, 便于水库、江河流域、气象部门实现实时降雨量数据的无人采集、无人记录和自动实时显示; 另外, 该系统还具有历史数据查询、上传数据到管理级计算机的功能,因此具有较大的推广价值。关键词: 单片机;降雨量;数据采集;无线数据传输;实时监测前言当前水安全和水资源问题已经成为社会和经济发展中的重要因素。建立兼顾防灾和水资源优化管理的保障系统, 是现代水利和水利工程管理的需要。水情自动监测是采用现代科技对水文信息进行实时遥测、传送和处理的专门技术,是有效解决水库及江河流域洪水预报、防洪调度及水资源合理利用的先进手段。提高了水情监测速度和洪水预报精度, 改变了以往仅靠人工测量水情数据的落后状况, 扩大了水情测报范围, 对水库及江河流域安全度汛和电厂经济运行以及水资源合理利用等方面都能发挥重大作用。鉴于此,近年来国内各种水情自动测报系统在一些水库及江河流域都得到了成功的运用, 并发挥着越来越重要的作用。经过调研发现, 这些系统的研制投入都较高, 而根据我省某水库管理部门的实际情况和提出的具体要求, 我们采用了单片机技术、无线数传模块通信技术及其它相关技术, 设计出了一套低成本的有两个雨量采集站和一个雨量数据接收显示装置的降雨量数据实时监测系统, 作为对该单位雨水情自动测报系统的补充和完善。经过长期的实际运行证明,系统操作简单、工作稳定可靠、抗干扰能力强、采集的降雨量数据准确。一、系统组成降雨量实时监测系统主要有两个智能雨量采集站 RTU 、一个雨量数据接收显示装置和相应数据采集、通信、显示处理软件组成。系统组成结构如下图 1-1 所示。 1. 雨量采集站A和B 负责在有降雨时将同一库域中两个不同雨量采集点的降雨量数据通过数传模块传到位于监测室的显示装置。 2. 显示装置负责实时显示和存储 A、B 两个雨量站的降雨量数据, 必要时可通过其配备的标准 RS-232 接口将数据上传给 PC 机,以便对数据进行处理和长期保存。 、B 两站与显示装置的通信频率在 223 — 235MHz 频段上,无需特别申请,数据传输速率 1200 bit/s 。 4. 系统中软件由雨量采集站的控制、通信软件和显示装置的控制、数据处理、通信软件等两大部分组成。二、系统硬件介绍 1. 雨量采集站电路及工作原理雨量采集站 RTU 由以 89C51 单片机为核心的控制器、数传发送模块、电源模块、雨量传感器、复位电路和工作状态显示电路等单元构成, 电路原理图如下图 2-1 所示。由 89C51 单片机( U7)、电容 C5、 C6、 C7、 C8、晶体振荡器 Z1、按钮开关 K1、电阻 R3、 74LS00(U5) 的 1/4 与非门和“看门狗”集成电路 AMD691(U3) 等组成 89C51 最小单片机系统。图 1-1 系统组成结构“看门狗”集成电路 AMD691(U3) 的 RES 端与由 C5、 C6、 K1、 R3 组成的上电、手动复位电路通过 U5的 1/4 与非门( 1