[发明专利]一种带无线传输的水文测量系统及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及水文测量领域，尤其涉及一种带无线传输的水文测量系统及测量方法。

背景技术

研究开发江河湖海，预测自然灾害，水文检测是必不可少的工作。例如，水流仪就是一种常用的水文测量装置。现有的水文测量装置一般是现场采集水文数据，然后通过有线传输发送至水文检测中心，流向测试则采用专用电缆来传输相应的数字信号，这种方式采集的数据受流速的大小影响很大，流速大时需要采用比较粗的电缆，这样挡水面积大，使钢丝绳弧度加大，影响测量水深的精度，从而大大影响整个流量测量的精度。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种带无线传输的水文测量系统及测量方法。

本发明提出的带无线传输的水文测量系统，包括：电源、水文测量装置、嵌入在水文测量装置上的信号处理装置和与检测中心通讯的无线传输装置，所述的信号处理装置包括：

信号放大模块，用于对水文测量装置采集的信号进行放大处理；

信号整形模块，用于将放大的信号进行削波、滤波处理，使其变成幅度基本不变的稳定波形，再用电压比较电路将具有正负幅值的方波变成只有正幅值的方波信号；

光电隔离模块，通过光电耦合器使无线传输装置的主芯片的数字系统与输入信号隔离，提高系统硬件的抗干扰能力。

所述的信号处理装置还可以包括一个信号计数模块，用于对采集的水文信号数据进行计数，并根据单片机内设有的时钟计算出单位时间的相应水文数据。

在一实施例中，所述的信号放大模块由电阻R1、R2、R3、R4和三极管Q1组成，R1、R2、R3组成一个偏置电路，使三极管Q1处于放大状态，采集的信号经放大后，变成具有一定幅值的方波信号，该方波信号的输出端为A2。

所述的光电隔离模块由光敏三极管Q2、光电耦合器VD和电阻R5、R6、R7、R8、R9组成，其中R5、R6是上拉电阻，一端接电源Vc,另一端分别连接光电耦合器VD， R8、R9是光电耦合器VD中光敏三极管Q2基极的偏置电路，光电隔离模块的输入端A4与放大模块的输出端A2连接，当三极管Q1输出端A2一个高电平时，光敏三极管 Q2的基极输入一个高电平，此时发光二极管开启发光，通过光的作用，光敏三极管闭合，输出端A5的电平变高。

所述的信号整形模块由三极管Q3、电阻R10、R11和R12组成，光电隔离模块输出端A5直接与信号整形模块输入端A7连接，经三极管Q3再次放大，整形输出到后面单片机的AIN0端口，光电隔离模块的输出端A6和信号整形模块输入端A8相连构成一个负反馈电路，对信号起到整形的作用。

本发明还提出一种带无线传输的水文测量方法，包括下列步骤：

步骤1. 采集水文信号数据；

步骤2. 对采集的水文信号数据进行放大处理；

步骤3. 对采集的水文信号数据进行光电隔离处理；

步骤4. 对采集的水文信号数据进行整形处理；

步骤5. 对采集的信号进行信号处理计数的步骤。

步骤6. 将步骤5处理后的数据通过无线传输装置发送至检测中心。

与现有技术相比，本发明把信号处理装置和无线传输系统嵌入水文检测装置中，对现场采集的水文数据进行处理，提高了测量的精度和可靠性；将现场采集的数据实时传送至检测中心，有效地实现了远程监控；此外，本发明安装容易、结构简单、可以重复使用，并且系统维护方便。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明的原理框图；

图2是本发明的电路结构图；

图3是本发明中信号处理装置的电路图；

图4是图2中信号放大模块的电路图；

图5是图2中光电隔离模块的电路图；

图6是图2中信号整形模块的电路图；

图7是本发明的方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出的带无线传输的水文测量系统包括：电源、水文测量装置、嵌入在水文测量装置上的信号处理装置和与检测中心通讯的无线传输装置，所述的信号处理装置包括：

信号放大模块，用于对水文测量装置采集的信号进行放大处理；

信号整形模块，用于将放大的信号进行削波、滤波处理，使其变成幅度基本不变的稳定波形，再用电压比较电路将具有正负幅值的方波变成只有正幅值的方波信号；

光电隔离模块，通过光电耦合器使无线传输装置的主芯片的数字系统与输入信号隔离，提高系统硬件的抗干扰能力；