申请/专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司

申请日：2022-07-12

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN115183751B

主分类号：G01C13/00

分类号：G01C13/00;G08C17/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.11.01#实质审查的生效;2022.10.14#公开

摘要：本发明公开了一种基于双信道网络通讯的水文遥测装置及数据传输方法，水文遥测装置包含电源供电电路、定时电路、中央控制电路、信号采集电路、数据转换电路和通讯电路；所述的电源供电电路与遥测装置中所有电路连接；所述的定时电路与中央控制电路连接；所述的中央控制电路分别与信号采集电路、数据转换电路、通讯电路连接。该种水文遥测装置使用了物联网通讯系统和北斗卫星通迅系统相结合的方法。在进行数据传输时，两通讯系统会同时搜索信号，自动比较两种信号强度，选择较强的通道进行数据发送。

主权项：1.一种基于双信道网络通讯的水文遥测装置，其特征在于，所述的水文遥测装置包含电源供电电路、定时电路、中央控制电路、信号采集电路、数据转换电路和通讯电路；所述的电源供电电路为其他的功能电路供电；所述的定时电路与中央控制电路连接；所述的中央控制电路分别与信号采集电路、数据转换电路、通讯电路连接；所述的定时电路给遥测装置提供稳定的时间信息，并且当设置时间间隔到时会产生触发信号，将信号传递给中央控制电路，中央控制电路控制信号采集电路以电信号形式进行数据采集，然后中央控制电路将采集的物理量发送给数据转换电路进行计算处理和模数转换，并将转换后的数据通过通讯电路进行发送；在进行数据发送时，中央控制电路还会通过比较物联网信号和北斗信号的强弱，选择信号更好的通道进行数据发送，同时会检查数据是否发送成功，当发送失败时会自动重新发送；所述的电源供电电路设置一级放大电路、二级放大电路、三级放大电路和电源输出电路；一级放大电路的作用是对输入的电源电压进行一次放大处理；二级放大电路的作用是对输入的电源电压进行二次放大处理；三级放大电路的作用是对输入的电源电压进行三次放大处理；电源输出电路作用是对处理后的电压信号进行分压、充电等，以供给各部分电路使用；具体包括；电容C1一端与直流输入正极连接，电容C1另一端与电阻R1第一端连接；电阻R2第二端与直流输入负极连接并接地；电阻R2一端与直流输入正极连接，电阻R2另一端与三极管Q1集电极连接并接地；电阻R3一端与电阻R2第二端连接，电阻R3另一端与三极管Q1基极连接并与三极管Q3集电极连接；二极管D1正极与电阻R2第二端连接，二极管D1负极与电阻R3第二端连接；电容C2一端与电阻R2第二端连接，电容C2另一端与电阻R4第一端连接；电阻R4第二端与三极管Q2基极连接；电容C3一端与直流输入负极连接，电容C3另一端与三极管Q2集电极连接；电阻R5一端与三极管Q1发射极连接，电阻R5另一端与电容C6第一端连接；电容C6第二端与直流输出正极连接；二极管D2负极与电阻R5第二端连接，二极管D2正极与三极管Q3发射极连接；电容C4一端与二极管D2正极连接，电容C4另一端与三极管Q2发射极连接；电阻R6一端与三极管Q3基极连接，电阻R6另一端与三极管Q2发射极连接；电阻R7一端与电阻R5第二端连接，电阻R7另一端与电容C5第一端连接；电容C5第二端与三极管Q2发射极连接并与直流输出负极连接；所述的定时电路设置芯片U1，芯片U1的型号为EC200107-075B-0A81定时芯片，分别与所述的芯片U1串接设置整流电路、时钟电路和控制电路；整流电路的作用是对信号进行整流，使电压为正向电压信号；时钟电路作用是提供准确的时间信息，确保触发信号的产生；控制电路的作用是控制数据的发送，当设定时间间隔到时，时钟电路会提供准确的时间信息，控制电路将信号及时传递给中央控制电路，及时进行信号采集和信号发送；具体包括：电容C1一端与电源V1连接，电容C1另一端与电阻R4第一端连接；电阻R4第二端与芯片U1的2号管脚连接；电阻R1一端与电源V1连接，电阻R1另一端与电阻R2第一端连接；电阻R2第二端与芯片U1的7和8号管脚连接；二极管D1负极与电阻R1第二端连接，二极管D1正极与电容C2第一端连接；电容C2第二端接地；二极管D2负极与二极管D1正极连接，二极管D2正极与芯片U1的1号管脚连接；电阻R3一端与电阻R2第一端连接，电阻R3另一端与芯片U1的1号管脚连接；二极管D3正极与电阻R2第二端连接，二极管D3负极与电阻R7第一端连接；电阻R7第二端与芯片U1的6号管脚连接；电阻R6一端与芯片U1的6号管脚连接，电阻R6另一端与芯片U1的5号管脚连接；电容C4一端与芯片U1的6号管脚连接，电容C4另一端接地；电容C3一端与芯片U1的3号管脚连接，电容C3另一端接地；电阻R5一端与芯片U1的4号管脚连接，电阻R5另一端接地；所述的中央控制电路设置芯片U1和芯片U2，芯片U1的型号为UC3844，芯片U2的型号为PC817，分别连接芯片U1和芯片U2设置控制传感器电路、控制通讯电路、滤波电路、整流电路和控制存储电路，整流电路的作用是对电压信号进行整流，控制电流方向；滤波电路的作用是对电压信号进行滤波，减小电路干扰；控制通讯电路的作用是通过控制通讯部分电路进行信号的发送；控制存储电路的作用是通过控制存储部分电路进行数据的存储与删除；控制传感器电路的作用是通过控制信号采集电路进行传感器信号的采集；具体包括：电阻R1一端与二极管D1负极连接，电阻R1另一端与芯片U1的3号管脚连接；电容C1一端与二极管D1正极连接，电容C1另一端接地；电阻R2一端与二极管D1负极连接，电阻R2另一端与二极管D3正极连接；电阻R3一端与二极管D3正极连接，电阻R3另一端与芯片U1的2号管脚连接；电容C2一端与芯片U1的2号管脚连接，电容C2另一端接地；电容C3一端与芯片U1的3号管脚连接，电容C3另一端接地；芯片U1的3号管脚同时与信号采集电路中的电阻R3第一端连接；电容C4与电容C3并联；发光二极管D2正极与芯片U1的1、8号管脚连接，发光二极管D2负极与电阻R5第一端连接；电阻R5第二端与芯片U2的1号管脚连接；芯片U1的4号管脚接地；芯片U1的5号管脚与电源V1连接；电阻R6一端与芯片U1的6号管脚连接并与芯片U2的2号管脚连接，电阻R6另一端接地；电阻R4一端与二极管D3正极连接，电阻R4另一端接地；电容C5与电阻R4并联；电容C6一端与二极管D3正极连接，电容C6另一端与电阻R7第一端连接；电阻R7第二端与芯片U2的4号管脚连接；电阻R8一端与二极管D3负极连接，电阻R8另一端与芯片U2的4号管脚连接；同时芯片U2的4号管脚与数据转换电路中模数转换芯片AD的1号管脚连接；电容C6一端与芯片U2的3号管脚连接并与电源V2连接，电容C6另一端接地；芯片U1的7号管脚与通讯电路中芯片U1的4号管脚连接；所述的信号采集电路设置一次滤波电路，对传感器数据进行一次滤波处理，消除杂波；二次滤波电路的对传感器数据进行二次滤波处理，消除尖端毛刺；一级放大电路对两次滤波后的数据进行一次放大；二级放大电路对一次放大后的数据进行二级放大处理；三级放大电路对二次放大后的数据进行三次放大处理；三次滤波电路进一步消除放大后的数据的尖端毛刺和杂波；具体包括：电阻R1一端与电源V1连接，电阻R1另一端与运算放大器A1的同相输入端连接；电阻R2一端与电阻R1第二端连接，电阻R2另一端接地；电容C1与电阻R2并联；电阻R3第一端与中央控制电路中芯片U1的3号端子连接；电阻R3第二端与运算放大器A1的反向输入端连接；电容C3一端与运算放大器A1的反向输入端连接，电容C2另一端与电阻R5第一端连接；电阻R5第二端与运算放大器A1的输出端连接并与三极管Q1基极连接；电阻R4与电容C2并联；电容C3一端与电阻R5第二端连接，电容C3第二端接地；电阻R6一端与电源V2连接，电阻R6另一端与三极管Q1发射极连接并与运算放大器A2的同向输入端连接；电阻R7一端与三极管Q1集电极连接，电阻R7另一端接地；运算放大器A2反向输入端接地；电阻R8一端与运算放大器A2的输出端连接，电阻R8另一端与电容C4第一端连接；电容C4第二端与运算放大器A3的反向输入端连接；电阻R9一端与运算放大器A3的反向输入端连接，电阻R9另一端运算放大器A3的输出端连接；电容C5与电阻R9并联；运算放大器A3的同向输入端与电源V3连接；运算放大器A3的输出端同时与数据转换电路中的输入端IN连接；所述的数据转换电路设置模数转换芯片AD，所使用模数转换芯片型号为AD7895；围绕模数转换芯片AD设置信号输入电路、信号整理电路和AD转换电路；信号输入电路的作用是控制信号的输入；信号整理部分的作用是对输入的电路进行整理计算；AD转换电路的作用是将整理计算后的电信号转换为数字信号；具体包括：输入端IN与信号采集电路中运算放大器A3的输出端连接；电阻R1一端与输入端IN连接，电阻R1另一端与电容C1第一端连接；电容C2一端与电容C1第二端连接，电容C2另一端与模数转换芯片AD的2号管脚连接；模数转换芯片AD的1号管脚与中央控制电路中芯片U2的4号管脚连接；电阻R2一端与模数转换芯片AD的3号管脚连接，电阻R2另一端与电容C3第一端连接；电容C3第二端接地；电容C4一端连接电源V1并与模数转换芯片AD的4号管脚连接，电容C4另一端接地；电容C3一端与电容C1的第二端连接，电容C3另一端与电阻R3的第一端连接‘电阻R3的第二端与模数转换芯片AD的7号管脚连接；电阻R5一端与模数转换芯片AD的7号管脚连接，电阻R5另一端与输出端OUT连接；输出端OUT通过串口装置与通讯电路中芯片U1的15、16号管脚连接，并与通讯电路中芯片U2的18、20号管脚连接；电阻R4一端与模数转换芯片AD的6号管脚连接，电阻R4另一端与模数转换芯片AD的7号管脚连接；电容C5一端与模数转换芯片AD的5号管脚连接，电容C5另一端接地；模数转换芯片AD的8号管脚与电源V2连接；所述的通讯电路设置芯片U1和芯片U2，芯片U1的型号为M5313，芯片U2的型号为FB3511；围绕芯片U1和芯片U2设置物联网通讯电路、物联网通信电源电路、信号选择电路、功放电源电路、北斗通信电源电路和北斗通信电路，物联网通讯电路的作用是通过物联网方式进行数据的发送与接收；物联网通信电源电路的作用是给物联网电路进行供电；信号选择电路的作用是通过信号强弱，选择物联网或北斗通讯中信号较强的通道进行通信工作；功放电源电路的作用是给功放板进行供电；北斗通信电源电路的作用是给北斗通信电路进行供电；北斗通信电路的作用是通过北斗通信方式进行数据的发送与接收；具体包括：电阻R1一端与电源V1连接，电阻R1另一端与芯片U1的12号管脚连接；电阻R2一端与电源V1连接，电阻R2另一端与芯片U1的11号管脚连接；电容C1一端与电源V1连接，电容C1另一端接地；电阻R3一端与芯片U1的10号管脚连接，电阻R3另一端接地；芯片U1的9号管脚接地；电阻R4一端与电源V2连接，电阻R4另一端与芯片U1的8号管脚连接；电容C3一端与电阻R4的第二端连接，电容C3另一端与芯片U2的1号管脚连接；电容C4一端与电阻R4的第二端连接，电容C4另一端与芯片U2的2号管脚连接；电容C5一端与电阻R4的第二端连接，电容C5另一端与芯片U2的1号管脚连接；电容C6一端与电阻R4的第二端连接，电容C6另一端与芯片U2的4号管脚连接；电容C7一端与电阻R4的第二端连接，电容C7另一端与芯片U2的5号管脚连接；电阻R5一端与芯片U1的1号管脚连接，电阻R5另一端与电阻R4第二端连接；电阻R6一端与芯片U1的3号管脚连接，电阻R6另一端与电阻R4第二端连接；电容C2一端与电阻R4第二端连接，电容C2另一端接地；电阻R7一端与芯片U1的8号管脚连接，电阻R7另一端与电源V3连接；电容C8一端与电源V4连接，电容C8另一端与芯片U2的6、7、8和9号管脚连接；电阻R8一端与芯片U2的10、11、12和13号管脚连接，电阻R8另一端接地；电阻R9一端与电源V5连接并与芯片U2的14号管脚连接，电阻R9另一端与发光二极管D1正极连接；发光二极管D1负极与芯片U2的15号管脚连接；芯片U2的16、21和22号管脚接地；芯片U1的15和16号管脚通过串口装置与数据转换电路中的OUT端连接；芯片U1的2号管脚悬空；芯片U1的4号管脚与中央控制电路中的U1的7号管脚连接；芯片U1的5、6和7号管脚为物联网SIM接口，通过SIM卡槽连接物联网SIM卡；芯片U2的17和19号管脚为GPSRNSS串口通信接口，与GPS定位模块连接；芯片U2的18和20号管脚为RDSS串口通信接口，通过串口装置与数据转换电路中的OUT端连接；芯片U2的23、24和25号管脚为北斗SIM接口，通过SIM卡槽连接北斗SIM卡。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中煤科工集团西安研究院有限公司 一种基于双信道网络通讯的水文遥测装置及数据传输方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD