基于MT8880的水庫水位監測系統設計

本文介紹了一種地下水位實(shí)時(shí)監測系統的設計方案。該系統主要包括信號采集、無(wú)線(xiàn)模塊、數據處理及存儲三部分。該方案對提高監測系統的便攜性，降低成本和能耗，有一定的參考價(jià)值。

　　對上游水庫水情的可靠準確掌握是實(shí)現灌區配水調度、科學(xué)管理的先決條件，水情信息主要是靠人工完成，人為因素影響較大，做不到準確及時(shí)的掌握。因此，某灌區管理局擬對其上游三座水庫進(jìn)行水庫水位的遠程遙測，鑒于水庫均處于山區，用無(wú)線(xiàn)傳輸的方式使用方便，但信號強度可能不穩定，因而采用有線(xiàn)方式。有線(xiàn)方式種類(lèi)較多，主要有雙絞線(xiàn)（如網(wǎng)線(xiàn)、電話(huà)線(xiàn)）、同軸電纜和光纖等，專(zhuān)用電纜的鋪設一次性投資較高，運行期間需專(zhuān)業(yè)人員維護。本方案在通信方式上采用租用電話(huà)線(xiàn)，即PSTN方式。

　　1 系統組成

　　本遙測系統由超聲波水位傳感器、采集前端機、電信交換機和調度站遙測終端組成，如圖1所示。超聲波傳感器采集水位信息，采集前端機對超聲波傳感器測到的水位信號進(jìn)行編碼，并通過(guò)電話(huà)線(xiàn)傳送到調度中心，前端機工作模式為被動(dòng)式，即不進(jìn)行自動(dòng)上報水位，等待調度站的遙測指令；調度站遙測終端由人工操作，只要按下招測鍵即可在液晶顯示器上顯示水庫水位。本文研究遙測終端的通訊部分，采集終端和遙測終端的電路類(lèi)似。

　　2 單元電路

　　2.1 硬件系統組成

　　本系統主要分2部分，即遙測終端和采集前端機，兩者之間雙工通訊，其通訊電路基本相同，本文主要對其通信電路進(jìn)行詳細的論述。每個(gè)單元電路框圖如圖2所示，主要包括CPU、電話(huà)來(lái)電振鈴檢測、模擬摘機、編碼和解碼、語(yǔ)音提示電路以及其他電路。其他電路包括液晶顯示驅動(dòng)電路、鍵盤(pán)掃描電路和數據采集電路。下面對幾個(gè)主要模塊電路詳細地進(jìn)行論述。

　　2.2 振鈴檢測電路

　　公用電話(huà)網(wǎng)的傳輸線(xiàn)路為二線(xiàn)模擬線(xiàn)路，采用直流環(huán)路信號方式，能向模擬話(huà)機提供直流饋電、振鈴信號、話(huà)音數據、音頻數據、雙音頻數據等。我國規定的標準為，話(huà)機在不通話(huà)時(shí)，電話(huà)線(xiàn)中的直流電壓是48 V.當有電話(huà)呼入時(shí)，同時(shí)還有（25±15）V、25 Hz的正弦信號加在電話(huà)線(xiàn)上，所以向用戶(hù)振鈴的鈴流電壓為（75±15）V、25 Hz的交流電壓。光電耦合器輸出的信號可以直接被CPU檢測。

　　2.3 模擬摘機電路

　　當系統檢測到有振鈴，且振鈴次數為3次，就接通電話(huà)，這里采用模擬摘機電路，如圖4所示。用戶(hù)話(huà)機的摘掛機狀態(tài)，是通過(guò)對直流環(huán)路上電流的通斷來(lái)實(shí)現的。圖4中，NPN三極管VQ202接收到CPU控制端發(fā)出的高電平就開(kāi)通，然后將PNP三極管VQ201的基極電位拉低，VQ201開(kāi)通，即直流環(huán)路接通，R203（300 Ω）是限流電阻，B201是整流橋，保證VQ201一直開(kāi)通。