基于A(yíng)T89S52的水情遙測終端設計與實(shí)現
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系統軟件的主程序流程如圖5所示：系統初始化，確保系統處于正常工作狀態(tài)：默認進(jìn)入休眠模式，以降低終端系統功耗；等待外部中斷喚醒系統，進(jìn)行數據采集、傳送，實(shí)現各種控制功能。實(shí)現功能的硬中斷例程主要包括雨量中斷例程、定時(shí)器中斷例程(圖5)、鍵盤(pán)中斷例程(圖5)。雨量中斷例程完成雨量的累加、存儲和發(fā)送。定時(shí)器中斷例程首先采集水位數據，檢查測量值變化是否超過(guò)1 cm，是則存儲數據并重新采集雨量、水位、閘位等水情數據及電源電壓參數后發(fā)送；否則讀取實(shí)時(shí)時(shí)鐘的值，計算時(shí)間間隔，若達報平安周期，則進(jìn)行各種數據的采集和發(fā)送。鍵盤(pán)中斷例程主要負責接受鍵盤(pán)命令，進(jìn)行相應處理，包括實(shí)時(shí)顯示和參數設置。例程中定時(shí)器的作用是規定最大按鍵操作時(shí)間(一般2～3 min)，即在按鍵超時(shí)后強行進(jìn)入低功耗狀態(tài)，防止無(wú)操作而無(wú)限的鍵盤(pán)掃描循環(huán)。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/172937.htm
上述軟件流程中主要包括數據采集、數據存儲、數據發(fā)送和實(shí)時(shí)顯示等功能模塊。數據采集的重點(diǎn)是水位采集，浮子式水位計輸出12位格雷碼為統一存儲和發(fā)送格式，須將其轉換為BCD碼。由于測量水位時(shí)波浪沖擊會(huì )引起瞬時(shí)干擾，為提高準確性采用軟件濾波進(jìn)行防浪處理，方法是對水位信息連續采樣5次，將采樣值從小到大排列，取中間3次取平均值為最終測量值。數據存儲包括數據存入和數據讀出，水情數據的存儲格式為：特征字、數據、時(shí)間標志。特征字用來(lái)區別數據是雨量、水位還是閘位，時(shí)標是在數據讀入前先讀取實(shí)時(shí)時(shí)鐘為數據進(jìn)行的時(shí)間標記。數據發(fā)送首先根據緩沖區數據長(cháng)度計算校驗字節，連同站號、參數特征碼和數據等整合成幀，送入MODEM進(jìn)行調制后發(fā)送。
系統標準的數據幀格式如圖6所示，單一數據發(fā)送采用格式1，每次發(fā)送1個(gè)參數數據，通過(guò)數據特征區別；全量發(fā)送采用格式2。為了提高通信的可靠性，采用CRC-16信道編碼方式。
顯示模塊和按鍵配合，用于測站終端的參數設置，如測站編號、采樣時(shí)間間隔、發(fā)送時(shí)間間隔等；同時(shí)可用于測站的檢測維護。
4 結束語(yǔ)
基于AT89S52單片機實(shí)現的低功耗水情遙測終端硬件設計簡(jiǎn)單靈活，軟件架構合理，功能與性能滿(mǎn)足水情測報的技術(shù)要求，可實(shí)時(shí)采集雨量、水位、閘位等多種水文數據和氣象參數，并進(jìn)行固態(tài)存儲，同時(shí)具有水位防浪和報平安功能。系統通過(guò)采用低功耗的外圍器件和休眠、外部中斷喚醒的工作方式降低耗電量，實(shí)現低功耗。設計的RS-232通信接口，可連接多種通信模塊，提高了RTU的通用性。
該遙測終端可廣泛應用于水文水利、城市防洪、給排水、環(huán)境與氣象監測等方面，實(shí)際應用中該RTU在值守狀態(tài)下的整機電流60μA，已存參數可掉電保持50年以上。由于系統功能相對完善，性能可靠，投入使用以來(lái)工作正常，取得了良好的效果。此外，針對不同項目需求和應用環(huán)境不同，需結合實(shí)際對系統進(jìn)行進(jìn)一步的完善和改進(jìn)，如優(yōu)化防雷擊、軟硬件抗干擾保護設計，增加各種新型的數字和模擬接口以擴展測報參數范圍，加強信道偵聽(tīng)以提高數據傳輸質(zhì)量等。
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