一体化雨量计.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103852814 A (43)申请公布日 2014.06.11 CN 103852814 A (21)申请号 201410102578.8 (22)申请日 2014.03.19 G01W 1/14(2006.01) G08C 17/02(2006.01) H04L 29/06(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (71)申请人 刘志香 地址 261061 山东省潍坊市奎文区院校街 23 号 (72)发明人 刘志香 (74)专利代理机构 北京联瑞联丰知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 11411 代理人 郑自群 (54) 发明名称 一体化雨量。

2、计 (57) 摘要 本发明提出了一体化雨量计， 包括 ： 微处理 器， 微处理器连接有PS2接口和PC机串口接口， 还 包括分别与微处理器连接的雨量计接口电路、 水 位计接口电路、 存储器电路、 GPRS/GSM 接口电路 和 PSTN 接口电路， 雨量计接口电路和水位计接口 电路分别连接雨量计和水位计， 并分别将雨量信 号和水位信号传输至微处理器， 存储器电路将微 处理器处理后的雨量信号数据进行存储 ； GPRS/ GSM 接口电路， 用于远程无线设置参数或查询、 传 送、 监测水位和雨量信号数据 ； PSTN 接口电路用 于在线实时、 动态地将水位和雨量信号数据进行 传输处理。本发明由一体。

3、化为基本测报设备完成 测站数据采集， 并通过电信广域网实时、 动态地将 汛情信息进行传输处理， 形成切实的报汛组网， 数 据传输及时、 准确、 灵活。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103852814 A CN 103852814 A 1/2 页 2 1. 一体化雨量计， 包括 ： 微处理器以及与所述微处理器连接的电源电路和时钟电路， 其特征在于， 所述微处理器连接有 PS2 接口和 PC 机串口接口， 所述 PS2 接口用于连。

4、接键盘， 所述 PC 机串口接口用于外接 PC 机以读取数据或写入数据 ； 以及分别与所述微处理器连接 的雨量计接口电路、 水位计接口电路、 存储器电路、 GPRS/GSM 接口电路和 PSTN 接口电路， 所 述雨量计接口电路， 用于连接雨量计， 所述水位计接口电路用于连接水位计， 并分别将雨量 计所测得的雨量信号和水位计所测得了水位信号传输至所述微处理器， 所述存储器电路， 用于将所述微处理器处理后的雨量信号数据进行存储 ； 所述 GPRS/GSM 接口电路， 用于远程 无线设置参数或查询、 传送、 监测水位和雨量信号数据 ； 所述 PSTN 接口电路用于在线实时、 动态地将水位和雨量信号。

5、数据进行传输处理。 2. 根据权利要求 1 所述的一体化雨量计， 其特征在于， 所述雨量计接口电路包括光电 耦合器和接口， 所述接口与雨量计连接， 所述光电耦合器的一个输入端接电感 L 与电阻 R9 的一端， 所述光电耦合器的另一个输入端经电容C18接地并接电阻R10的一端， 所述光电耦 合器的一个输出端接地， 所述光电耦合器另一个输出端接所述微处理器的 P2.2 端与电阻 R11 的一端， 所述电阻 R9、 电阻 R10 和电阻 R11 的另一端接电源， 所述电感 L 的另一端与接 口的 3 脚连接， 所述接口的 2 脚接地， 所述接口的 1 脚经二极管接电源。 3. 根据权利要求 2 所述。

6、的一体化雨量计， 其特征在于， 所述光电耦合器的型号为 TLP521。 4. 根据权利要求 1 所述的一体化雨量计， 其特征在于， 所述存储器电路包括存储器、 电 容 C8 和电阻 R12， 所述电容 C8 连接在所述存储器的 VCC 端与 GND 端之间， 所述电阻 R12 连 接在所述存储器的 VCC 端与 /WP 端之间， 所述存储器的 /CS 端与所述微处理器的 P5.0 端连 接， 所述存储器的 SCK 端与所述微处理器的 P5.3 端连接， 所述存储器的 SI 端与所述微处理 器的 P5.1 端连接， 所述存储器的 SO 端连接所述微处理器的 P5.2 端， 所述存储器的 /RET。

7、 端 连接所述微处理器的 P2.7 端。 5. 根据权利要求 4 所述的一体化雨量计， 其特征在于， 所述存储器的型号为 AT45DB081B。 6. 根据权利要求 1 所述的一体化雨量计， 其特征在于， 所述 GPRS/GSM 接口电路包括电 平转换电路， 电容 C3 连接在所述电平转换电路的 C1+ 端与 C1- 端之间， 电容 C4 连接在所述 电平转换电路的 C2+ 端与 C2- 端之间， 电容 C5 连接在所述电平转换电路的 VDD 端与 VCC 端 之间， 电容 C6 的一端连接所述电平转换电路的 VCC 端， 另一端连接所述电平转换电路 U2 的 GND端并经电容C7连接所述电平。

8、转换电路的VEE端， 所述电平转换电路的T1IN端连接所述 微处理器的 P3.4 端， 所述电平转换电路的 T2IN 端连接所述微处理器的 P3.6 端， 所述电平 转换电路的 R1OUT 端连接所述微处理器的 P3.5 端， 所述电平转换电路的 R2OUT 端连接所述 微处理器的 P3.7 端。 7. 根据权利要求 6 所述的一体化雨量计， 其特征在于， 所述电平转换电路的型号为 MAX232AM。 8. 根据权利要求 1 所述的一体化雨量计， 其特征在于， 所述电源电路包括三端稳压器 U8 和三端稳压器 U9， 所述三端稳压器 U9 的输入端经开关 K 接电源并接电容 C14、 电容 C1。

9、5 的一端， 所述电容 C14 和电容 C15 的另一端接地， 所述三端稳压器 U9 的输出端经并联的电 容C16、 电容C17接地并接电阻R8的一端和所述三端稳压器U8的输入端， 稳压二极管D2连 权 利 要 求 书 CN 103852814 A 2 2/2 页 3 接在所述三端稳压器 U9 的输出端与所述三端稳压器 U9 的公共端之间， 电阻 R8 的另一端经 发光二级管 D1 接地， 电容 C12、 电容 C13 连接在所述三端稳压器 U8 的输出端与地之间。 9. 根据权利要求 8 所述的一体化雨量计， 其特征在于， 所述三端稳压器 U8 的型号为 SPX29300， 所述三端稳压器 。

10、U9 的型号为 HT7533。 10. 根据权利要求 1 所述的一体化雨量计， 其特征在于， 所述 PSTN 接口电路包括调制 解调器 U12 和接口 U13， 所述接口 U13 与电话线连接， 所述调制解调器 U12 的 3 脚接所述微 处理器的 P3.6 端， 所述调制解调器 U12 的 4 脚接所述微处理器的 P3.7 端， 19 脚、 20 脚及 21 脚、 22 脚分别并联后与所述接口 U13 连接。 权 利 要 求 书 CN 103852814 A 3 1/4 页 4 一体化雨量计 技术领域 0001 本发明涉及一种用于测量降水量参数的装置， 特别是指一种用于雨水情信息的智 能化采。

11、集、 传输的一体化雨量计。 背景技术 0002 防汛抗旱工作是关系到国计民生的一件大事， 水文情报预报是防汛抗旱的耳目和 参谋， 是合理调度、 利用和保护水资源的科学依据。 而雨水情信息的及时与否主要取决于数 据的采集、 传输以及处理的速度。 0003 目前， 国内大部分流域机构、 省 （自治区） 的水利部门分别研制或推广了各种型号 的雨量信息采集、 传输仪器， 但开发应用水平参差不齐， 大部分产品并不能真正的实现雨水 情信息的智能化采集和传输， 不能提供模块化安装。 发明内容 0004 本发明针对以上不足提出一种自动喷涂仪， 提供一种数据传输及时、 准确、 装配灵 活、 使用方便的一体化雨量。

12、计。 0005 本发明的技术方案是这样实现的 ： 0006 一体化雨量计， 包括 ： 微处理器以及与微处理器连接的电源电路和时钟电路， 微处 理器连接有 PS2 接口和 PC 机串口接口， PS2 接口用于连接键盘， PC 机串口接口用于外接 PC 机以读取数据或写入数据 ； 以及分别与微处理器连接的雨量计接口电路、 水位计接口电路、 存储器电路、 GPRS/GSM 接口电路和 PSTN 接口电路， 雨量计接口电路， 用于连接雨量计， 水位 计接口电路用于连接水位计， 并分别将雨量计所测得的雨量信号和水位计所测得了水位信 号传输至微处理器， 存储器电路， 用于将微处理器处理后的雨量信号数据进行。

13、存储 ； GPRS/ GSM 接口电路， 用于远程无线设置参数或查询、 传送、 监测水位和雨量信号数据 ； PSTN 接口 电路用于在线实时、 动态地将水位和雨量信号数据进行传输处理。 0007 优选的， 雨量计接口电路包括光电耦合器和接口， 接口与雨量计连接， 光电耦合器 的一个输入端接电感 L 与电阻 R9 的一端， 光电耦合器的另一个输入端经电容 C18 接地并接 电阻 R10 的一端， 光电耦合器的一个输出端接地， 光电耦合器另一个输出端接微处理器的 P2.2 端与电阻 R11 的一端， 电阻 R9、 电阻 R10 和电阻 R11 的另一端接电源， 电感 L 的另一端 与接口的 3 脚。

14、连接， 接口的 2 脚接地， 接口的 1 脚经二极管接电源。 0008 优选的， 光电耦合器的型号为 TLP521。 0009 优选的， 存储器电路包括存储器、 电容 C8 和电阻 R12， 电容 C8 连接在存储器的 VCC 端与 GND 端之间， 电阻 R12 连接在存储器的 VCC 端与 /WP 端之间， 存储器的 /CS 端与微处理 器的 P5.0 端连接， 存储器的 SCK 端与微处理器的 P5.3 端连接， 存储器的 SI 端与微处理器 的 P5.1 端连接， 存储器的 SO 端连接微处理器的 P5.2 端， 存储器的 /RET 端连接微处理器的 P2.7 端。 0010 优选的，。

15、 存储器的型号为 AT45DB081B。 说 明 书 CN 103852814 A 4 2/4 页 5 0011 优选的， GPRS/GSM 接口电路包括电平转换电路， 电容 C3 连接在电平转换电路的 C1+ 端与 C1- 端之间， 电容 C4 连接在电平转换电路的 C2+ 端与 C2- 端之间， 电容 C5 连接在 电平转换电路的 VDD 端与 VCC 端之间， 电容 C6 的一端连接电平转换电路的 VCC 端， 另一端 连接电平转换电路 U2 的 GND 端并经电容 C7 连接电平转换电路的 VEE 端， 电平转换电路的 T1IN 端连接微处理器的 P3.4 端， 电平转换电路的 T2I。

16、N 端连接微处理器的 P3.6 端， 电平转 换电路的R1OUT端连接微处理器的P3.5端， 电平转换电路的R2OUT端连接微处理器的P3.7 端。 0012 优选的， 电平转换电路的型号为 MAX232AM。 0013 优选的， 电源电路包括三端稳压器U8和三端稳压器U9， 三端稳压器U9的输入端经 开关K接电源并接电容C14、 电容C15的一端， 电容C14和电容C15的另一端接地， 三端稳压 器 U9 的输出端经并联的电容 C16、 电容 C17 接地并接电阻 R8 的一端和三端稳压器 U8 的输 入端， 稳压二极管 D2 连接在三端稳压器 U9 的输出端与三端稳压器 U9 的公共端之间。

17、， 电阻 R8 的另一端经发光二级管 D1 接地， 电容 C12、 电容 C13 连接在三端稳压器 U8 的输出端与地 之间。 0014 优选的， 三端稳压器 U8 的型号为 SPX29300， 三端稳压器 U9 的型号为 HT7533。 0015 优选的， PSTN 接口电路包括调制解调器 U12 和接口 U13， 接口 U13 与电话线连接， 调制解调器 U12 的 3 脚接微处理器的 P3.6 端， 调制解调器 U12 的 4 脚接微处理器的 P3.7 端， 19 脚、 20 脚及 21 脚、 22 脚分别并联后与接口 U13 连接。 0016 本发明充分利用电信有线公网和 GPRS/G。

18、SM 无线公网， 由一体化为基本测报设备 完成测站数据采集， 以水情信息分中心为汇集点， 组成星形报汛通信网， 并通过电信广域网 实时、 动态地将汛情信息进行传输处理， 形成切实的报汛组网， 数据传输及时、 准确、 灵活 ； 采用自动置数传输雨、 水情信息， 接收设备安装在水情分中心， 接收采集仪发送的信息并进 行处理 ； 采用无线传输通道， 可以对终端控制器的各项参数进行远程设置， 监测各测站控制 器工作状态 ； 设置大容量固态存储器， 可存储4年以上的雨量数据， 以备核查和读取 ； PS2接 口和 PC 机串口接口可以用来连接键盘和外接 PC 机以读取数据或写入数据， 使用方便。 附图说明。

19、 0017 为了更清楚地说明本发明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 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可 以根据这些附图获得其他的附图。 0018 图 1 为本发明的电路框图 ； 0019 图 2 为本发明中微处理器的电路原理图 ； 0020 图 3 为本发明中 GPRS/GSM 接口电路的电路原理图 ； 0021 图 4 为本发明中存储器电路的电路原理图 ； 0022 图 5 为本发明中时钟电路的电路原理图 ； 0023 图 6 为本发明中雨。

20、量计接口电路的电路原理图 ； 0024 图 7 为本发明中电源电路的电路原理图。 0025 图中 ： 说 明 书 CN 103852814 A 5 3/4 页 6 0026 1、 微处理器 ； 2、 雨量计接口电路 ； 3、 GPRS/GSM 接口电路 ； 4、 时钟电路 ； 5、 存储器电 路 ； 6、 电源电路 ； 7、 水位计接口电路 ； 8、 PSTN 接口电路。 具体实施方式 0027 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人。

21、员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0028 如图1所示， 本发明的一体化雨量计， 包括分别与微处理器1电连接的雨量计接口 电路 2、 GPRS/GSM 接口电路 3、 时钟电路 4、 存储器电路 5 和电源电路 6 ； 雨量计接口电路 2， 用于连接雨量计， 将雨量计所测雨量信号传输至微处理器 1 ； 存储器电路 5， 用于将微处理 器1处理后的水位和雨量信号数据进行存储 ； GPRS/GSM接口电路3， 用于远程设置参数或远 程查询、 传送、 监测水位和雨量信号数据 ； 电源电路 6， 用于对微处理器 1、 水位计接口电路 7、 雨量计接口电路。

22、 2、 GPRS/GSM 接口电路 3、 PSTN 接口电路 8、 存储器电路 5 提供工作电源。 0029 如图 2 所示， 微处理器 U1 的型号为 MSP430F149， 用于接收雨量信号， 并进行处理 ； 微处理器 U1 的第 1 端为电源端， 电源端与 3.3V 电源连接并经并联的电容 C1 和电容 C2 接 地， 电容 C1 的电容值为 10uf， 电容 C2 的电容值为 0.1uf， 微处理器 U1 的第 1 端与第 64 端 之间连接电阻 R1， 电阻 R1 的阻值为 0.01K。 0030 如图 3 所示， GPRS/GSM 接口电路包括电平转换芯片 U2、 电容 C3、 电。

23、容 C4、 电容 C5、 电容 C6 和电容 C7， 电容 C3 至 C7 的电容值均为 1uf， 电平转换芯片 U2 的型号为 MAX232AM， 电容 C3 连接在芯片 U2 的 C1+ 端与 C1- 端之间， 电容 C4 连接在芯片 U2 的 C2+ 端与 C2- 端之 间， 电容 C5 连接在芯片 U2 的 VDD 端与 VCC 端之间， 电容 C6 的一端连接芯片 U2 的 VCC 端， 另一端连接芯片 U2 的 GND 端并经电容 C7 连接芯片 U2 的 VEE 端 ； U2 的 T1IN 端连接微处理 器 U1 的 P3.4 端， U2 的 T2IN 端连接微处理器 U1 的 。

24、P3.6 端， U2 的 R1OUT 端连接微处理器 U1 的 P3.5 端， U2 的 R2OUT 端连接微处理器 U1 的 P3.7 端。 0031 如图 4 所示， 存储器电路包括存储器 U3、 电容 C8 和电阻 R12， 存储器 U3 的型号为 AT45DB081B， 电容 C8 的电容值为 0.1uf， 电阻 R12 的阻值为 10k， 电容 C8 连接在存储器 U3 的 VCC 端与 GND 端之间， 电阻 R12 连接在存储器 U3 的 VCC 端与 /WP 端之间， 存储器 U3 的 / CS 端连接微处理器 U1 的 P5.0 端， 存储器 U3 的 SCK 端连接微处理器。

25、 U1 的 P5.3 端， 存储器 U3 的 SI 端连接微处理器 U1 的 P5.1 端， 存储器 U3 的 SO 端连接微处理器 U1 的 P5.2 端， 存 储器 U3 的 /RET 端连接微处理器 U1 的 P2.7 端。 0032 如图 5 所示， 时钟电路包括时钟芯片 U4、 电阻 R2、 电阻 R3、 电阻 R4、 电阻 R5、 电阻 R6、 电阻 R7 和电容 C9， 电阻 R2 的阻值为 10K， 电阻 R3、 R4、 R5 和 R7 的阻值为 0.1k， 电阻 R6 的阻值为 10K， 电容 C9 的电容值为 0.1uf， 时钟芯片 U4 的型号为 DS12887， 时钟芯。

26、片 U4 的 第 24 端为电源端， 电源端接电源， 电源端与 19 端之间连接电阻 R6， 19 端经电阻 R7 接微处 理器 U1 的 P2.1 端， 18 端经电阻 R2 接电源， 1 端和 12 端经电容 C9 接电源， 14 端经电阻 R3 接微处理器 U1 的 P3.1 端， 13 端经电阻 R4 接微处理器 U1 的 P3.0 端， 17 端经电阻 R5 接微 处理器 U1 的 P3.3 端。 0033 如图 6 所示， 雨量计接口电路包括电感 L、 光电耦合器 U11、 电阻 R9、 电阻 R10、 电 说 明 书 CN 103852814 A 6 4/4 页 7 阻 R11、。

27、 二极管 D3、 电容 C18 和接口 U10， 电感 L 的电感量为 30mh， 光电耦合器 U11 的型号为 TLP521， 电阻 R9 和 R11 的阻值为 10K， 电阻 R10 的阻值为 1K， 二极管 D3 的型号为 IN4007， 电 容C18的电容值为0.1uf， 光电耦合器U11的一个输入端接电感L与电阻R9的一端， 光电耦 合器 U11 的另一个输入端经电容 C18 接地并接电阻 R10 的一端， 光电耦合器 U11 的一个输 出端接地， 另一个输出端接微处理器 U1 的 P2.2 端与电阻 R11 的一端， 电阻 R9、 电阻 R10 和 电阻 R11 的另一端接电源， 。

28、电感 L 的另一端与接口 U10 的 3 脚连接， 接口 U10 的 2 脚接地， 接口 U10 的 1 脚经二极管 D3 接电源， 接口 U10 用来接雨量计。 0034 如图 7 所示， 电源电路包括三端稳压器 U8、 三端稳压器 U9、 电容 C12、 电容 C13、 电 容 C14、 电容 C15、 电容 C16、 电容 C17、 电阻 R8、 发光二级管 D1 和稳压二极管 D2， 三端稳压器 U8 的型号为 SPX29300， 三端稳压器 U9 的型号为 HT7533， 电容 C12 的电容值为 10uf， 电容 C13、 C15、 C17 的阻值为 0.1uf， 电容 C14 的。

29、电容值为 220uf， 电容 C16 的电容值为 100uf， 电 阻R8的阻值为5.1k， 发光二级管D1和稳压二极管D2的工作电压为5.6V， 三端稳压器U9的 输入端经开关 K 接电源并接电容 C14、 电容 C15 的一端， 电容 C14、 电容 C15 的另一端接地， 三端稳压器 U9 的输出端经并联的电容 C16、 电容 C17 接地并接电阻 R8 的一端和三端稳压 器 U8 的输入端， 稳压二极管 D2 连接在三端稳压器 U9 的输出端与三端稳压器 U9 的公共端 之间， 电阻 R8 的另一端经发光二级管 D1 接地， 电容 C12、 电容 C13 连接在三端稳压器 U8 的 输。

30、出端与地之间。 0035 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103852814 A 7 1/5 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103852814 A 8 2/5 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103852814 A 9 3/5 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 103852814 A 10 4/5 页 11 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103852814 A 11 5/5 页 12 图 7 说 明 书 附 图 CN 103852814 A 12 。