水位与降雨量监测系统的研究［摘要］为解决防洪中水位和降雨量人工监测存在的操作不安全、数据不准确和实时性不强等问题，我们设计了单片机控制的水位与降雨量监测系统。该系统以单片机为控制核心，采用了较好的系统软件与硬件。利用该系统，可实现江河、湖泊与水库水位及降雨量信息的自动采集和处理。［关键词］单片机；水位；降雨量；监测［］TP277［文献标识码［点击阅读全文］＞＞］A［］1005-6432(2011)31-0136-03由于我国的水灾频频发生，因此必须监测江河、湖泊与水库等的水位及这些区域的降雨量。这种监测不但可为预防水灾、及时进行防汛决策提供大量可靠的数据和资料，同吋还可为防洪抢险救灾和保护人民生命财产安全发挥重要作用。冃前，国内许多水文站监测水位和降雨量仍采用人工方法。该方法不但存在测量的人身安全问题，而且还存在数据测量难准确、监测实时性不强等问题。为了实时准确监测水位及降雨量，我们设计了一套单片机控制的水位与降雨量监测系统。该系统以单片机为控制核心，采用了较好的系统软件与硬件。利用该系统，可以实现江河、湖泊及水库等水位和该区域降雨量的有效监测。1.系统功能由于单片机控制水位与降雨量监测系统是用丁•江河、湖泊及水库水位和该区域降雨量的监测，因此这个系统应具有如下功能：1.1水位自动检测功能该系统能口动检测江河、湖泊及水库等水位。水位检测范围为0〜100m,误差＜10mo1.2降雨量自动检测功能该系统能自动检测江河、湖泊及水库等区域的降雨量。降雨量测量范围为0〜500m,误差＜lm01.3自动报警、数据处理、显示及打印功能当水位、降雨量达警戒线时，该系统能自动进行声、光报警。能自动记录水位及降雨量数据，并可利用自己的数据处理软件实时进行数据处理。能口动显示与打印指定时间段的水位、降雨量报表等。该系统的显示器件采用液晶显示屏。1.4通信功能该系统通过RS232通信协议进行内部数据传送，它可与其他水文信息监测系统进行联网运行。2•系统总体结构及工作原理系统主要由数据采集器、数据传送器、数据处理部分等组成。该系统是一种单片机集散控制系统。图中的数据采集器主要担负水位和降雨量信息的采集任务，并将采集的信息实时传送数据传送器中。数据传送器接收信息后，无线发送信息至采集点主机，再由该主机进行分析和处理。由于采集点主机通过RS-232C接口与Modem相连，Modem又接入公用电话网(PSTN),因此该主机处理后的信息又可通过PSTN以数据包的形式发送到数据处理中心。3•数据采集器3.1数据采集器硬件数据采集器由80C51单片机、通信电路、复位及“看门狗”屯路、时钟屯路、A/D转换器电路等组成。由于数据采集器被置丁•水下，因此它不宜自帯电源。其电源由位丁•水而上的数据传送器提供。水位传感器与降雨量传感器的原理和结构都有所不同，但本文不作详细介绍。微处理器监控芯片采用ADM692o时钟芯片采用S—3530o时钟芯片每5分钟输出一个中断信号，请求CPU进行数据采样和转换。A/D转换器芯片采用AD0809,其分辨率为8位，其逐次逼近的转换时间为lOOuSo3.2数据采集器软体为提高水位和降雨量釆样信号的真实度，本系统利用程序对外部干扰进行数字滤波。即利用程序将采样信号进行加工处理，去除或削弱干扰的影响。由于测量水位时江河、湖泊及水库波浪冲击可能引起采样信号产生瞬时、幅值较大的脉冲干扰。这种干扰一旦出现在采样时刻，则破坏系统的正常工作，因此数据采集器必须对采样信号进行滤波。数据采集器采用中值滤波法。即对水位或降雨量信息在每5分钟连续采样5次，然后将采样值从小到大排队，再取中间值为真实信号。在软件设计时，为防止干扰，系统软件的程序中安排了“冗余指令”和“软件陷阱”，同时还考虑到万一程序“弹飞”，应能让其自动复位到正常状态而设置了“看门狗”。“看门狗”溢出周期为1.6s,复位时间为50mso4•数据传送器4.1数据传送器硬件数据传送器接收数据采集器传送的水位或降雨量信号，并采用无线发送方式将此信号传送给采集点主机。图中,微处理器监控芯片采用ADM695o无线发射模块釆用微型远程无线发送组件CSJ—TGN150,最大发射距离1500m、工作频率351MH乙最人功耗500mWo由于电源需同时为...