一種基于arm與gprs技術(shù)的水質(zhì)多參數(shù)采集儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于ARM與GPRS技術(shù)的水質(zhì)多 參數(shù)采集儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)在水質(zhì)污染越來(lái)越嚴(yán)重，我們國(guó)家現(xiàn)在整體的地表水水質(zhì)狀況比較差，但人們 對(duì)水質(zhì)的要求越來(lái)越高，因此對(duì)水質(zhì)進(jìn)行有效檢測(cè)顯得尤為迫切，為此，相應(yīng)出臺(tái)了很多的 治污減排的措施。傳統(tǒng)的環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作主要以人工現(xiàn)場(chǎng)采樣，實(shí)驗(yàn)室儀器分析為主。雖 然在實(shí)驗(yàn)室中分析手段完備，但實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)存在監(jiān)測(cè)頻次低，采樣誤差大，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分散， 不能及時(shí)反映污染變化狀況等缺陷，難以滿足水環(huán)境監(jiān)測(cè)的需求。
[0003] 近20年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)也相繼經(jīng)歷了被動(dòng)監(jiān)測(cè)，主動(dòng) 監(jiān)測(cè)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)三個(gè)階段。但從全國(guó)來(lái)看，我國(guó)大部分省市開(kāi)展的在線監(jiān)測(cè)水平不一，主要 表現(xiàn)在現(xiàn)有系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，故障率高，無(wú)法滿足高性能，穩(wěn)定性的要求。數(shù)據(jù)傳輸方式落 后多采用電話線撥號(hào)的方式，成本較高，在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控模式，廣域接入遠(yuǎn)程通信， 系統(tǒng)容錯(cuò)，系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)分析處理與管理，環(huán)境決策支持等方面還存在諸多缺陷和 不足：無(wú)法實(shí)現(xiàn)多種功能擴(kuò)充；儀器功能分散，產(chǎn)品沒(méi)有統(tǒng)一的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有一套較 完備的統(tǒng)一的多功能集合于一體的智能監(jiān)測(cè)儀器。記錄儀的可擴(kuò)展能力比較差。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種基于ARM與GPRS技術(shù)的水 質(zhì)多參數(shù)采集儀。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決：
[0006] 一種基于ARM與GPRS技術(shù)的水質(zhì)多參數(shù)采集儀，包括主板、4. 3寸觸摸彩色I(xiàn)XD、 模擬量采集板和AV視頻采集板，其中模擬量采集板、AV視頻采集板分別采用有線方式或無(wú) 線方式與主板進(jìn)行連接，主板采用32位控制器STM32, STM32采用COTEX-M3內(nèi)核，模擬量采 集板連接有多個(gè)傳感器輸入接口，所述傳感器為水位傳感器、雨量傳感器、測(cè)風(fēng)傳感器、溫 濕度傳感器、氣壓傳感器、墑情傳感器、大壩滲壓傳感器、流量傳感器、水質(zhì)傳感器中的一種 或幾種；模擬量采集板連接有6路12V/24V電源輸出接口；AV視頻采集板連接有AV視頻輸 入接口，AV視頻輸入接口與視頻系統(tǒng)連接，AV視頻采集板連接有電源輸出接口，所述電源 輸出接口為1路12V/24V電源輸出接口；主板具有多個(gè)RS232、RS485數(shù)據(jù)接口。
[0007] 在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，模擬量采集板、AV視頻采集板分別采用GPRS/CDMA、SMS、 超短波或衛(wèi)星信道方式與主板進(jìn)行連接。
[0008] 在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，模擬量采集板中連接8個(gè)傳感器輸入接口。
[0009] 在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述水位傳感器為浮子式、激光、超聲波、壓力式或氣泡 式水位傳感器。
[0010] 在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述雨量傳感器為lmm，0. 5mm，0. 2mm單/雙簧翻斗式雨 量計(jì)。
[0011] 在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述STM32內(nèi)部包括：內(nèi)部64K SRAM，IXD控制器，帶握手 的5通道UART，4通道DMA，外部存儲(chǔ)控制器，帶有PWM功能的5通道定時(shí)器，I/O端口，RTC， 8通道12位ADC，12C總線接口。
[0012] 在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，主板中包括晶振電路及復(fù)位電路和存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器芯片 采用 SST25VF064。
[0013] 在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，主板中還具有3組12V電源輸出接口和1路12V電源輸 入接口。
[0014] 在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，主板通過(guò)GPRS/CDMA、SMS、超短波或衛(wèi)星信道方式與4. 3 寸觸摸彩色I(xiàn)XD進(jìn)行連接。
[0015] 本實(shí)用新型的基于ARM與GPRS技術(shù)的水質(zhì)多參數(shù)采集儀可進(jìn)行多點(diǎn)，多參數(shù)實(shí)時(shí) 監(jiān)測(cè)，控制，便于操作，可以方便快捷地將各個(gè)水質(zhì)參數(shù)通過(guò)GPRS模塊定時(shí)傳輸給水質(zhì)監(jiān) 測(cè)管理中心。該基于ARM與GPRS技術(shù)的水質(zhì)多參數(shù)采集儀可用于水文遙測(cè)、氣象監(jiān)測(cè)和環(huán) 境監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)中，完成野外數(shù)據(jù)采集、無(wú)線信道數(shù)據(jù)傳輸控制任務(wù)。多參數(shù)水質(zhì)在線采集模 塊為智能化設(shè)計(jì)，可同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)水質(zhì)參數(shù)、雨量、水位和視頻等12個(gè)參數(shù)，可接入的傳感 器達(dá)100多種，用途廣泛，適應(yīng)性強(qiáng)。通過(guò)設(shè)置本實(shí)用新型的基于ARM與GPRS技術(shù)的水質(zhì) 多參數(shù)采集儀，用戶可以及時(shí)、準(zhǔn)確掌握水情、雨情、氣象信息及地質(zhì)安全等信息，快速作出 相應(yīng)的決策。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分， 本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng) 限定。在附圖中：
[0017] 圖1為水質(zhì)多參數(shù)采集儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2為主板的電源電路示意圖；
[0019] 圖3是晶振電路及復(fù)位電路原理示意圖；
[0020] 圖4是存儲(chǔ)器電路不意圖；
[0021] 圖5是信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路示意圖；
[0022] 圖6是主板的RS485數(shù)據(jù)接口示意圖；
[0023] 圖7是AV視頻輸入接口的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖8是主板系統(tǒng)中多組電源輸出結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖9、10是模擬量采集板的硬件結(jié)構(gòu)、接口示意圖；
[0026] 圖11是4. 3寸觸摸彩色I(xiàn)XD運(yùn)行原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新 型實(shí)施例的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的 實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；谒枋龅谋緦?shí)用新型的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬 于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0028] 如圖1所示，本實(shí)用新型的基于ARM與GPRS技術(shù)的水質(zhì)多參數(shù)采集儀包括主板、 觸摸彩色LCD、模擬量采集板和AV視頻采集板，其中模擬量采集板、AV視頻采集板可以分 別采用有線方式優(yōu)選地采用無(wú)線方式如GPRS/CDMA、SMS、超短波和衛(wèi)星信道方式與主板進(jìn) 行連接，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳遞和傳輸數(shù)據(jù)。主板采用32位控制器STM32, STM32采用 COTEX-M3內(nèi)核，優(yōu)選地觸摸彩色I(xiàn)XD采用4. 3寸觸摸彩色I(xiàn)XD，進(jìn)一步地，模擬量采集板連 接有多個(gè)傳感器輸入接口，其中所述傳感器可以為水位傳感器（浮子式、激光、超聲波、壓 力式、氣泡式等）、雨量傳感器（lmm，〇. 5mm，0. 2mm單/雙簧翻斗式雨量計(jì)）、測(cè)風(fēng)傳感器、溫 濕度傳感器、氣壓傳感器、墑情傳感器、大壩滲壓傳感器、流量傳感器、水質(zhì)傳感器中的一種 或幾種，也可以是根據(jù)用戶需要的其他數(shù)字傳感器或模擬傳感器，在一種優(yōu)選實(shí)施方式中， 模擬量采集板中可以連接8個(gè)傳感器輸入接口。如圖9、10所示，進(jìn)一步地，模擬量采集板 連接有多個(gè)電源輸出接口，優(yōu)選地，所述多個(gè)電源輸出接口為6路12V/24V電源輸出接口。 通過(guò)連接上述多種不同傳感器，該基于ARM與GPRS技術(shù)的水質(zhì)多參數(shù)采集儀不但可以監(jiān)測(cè) 水位、雨量，還可以監(jiān)測(cè)其他風(fēng)向風(fēng)速、溫濕度、氣壓、大壩滲壓、墑情、流量、水質(zhì)、蒸發(fā)量、 工情參數(shù)等不同參數(shù)。AV視頻采集板連接有AV視頻輸入接口，AV視頻輸入接口可以與視 頻系統(tǒng)連接，AV視頻輸入接口的電路結(jié)構(gòu)如圖7所示，進(jìn)一步地，AV視頻采集板連接有電源 輸出接口，優(yōu)選地，所述電源輸出接口為1路12V/24V電源輸出接口。
[0029] 如圖1所示，主板具有多個(gè)RS232、RS485數(shù)據(jù)接口，并通過(guò)有線方式優(yōu)選地采用無(wú) 線方式如GPRS/CDMA、SMS、超短波和衛(wèi)星信道方式與4. 3寸觸摸彩色I(xiàn)XD進(jìn)行連接，用戶可 以直接通過(guò)4. 3寸觸摸彩色I(xiàn)XD對(duì)主板進(jìn)行控制。同時(shí)主板也可以通過(guò)所述多個(gè)RS232、 RS485數(shù)據(jù)接口將信息發(fā)送至服務(wù)器或其他控制機(jī)構(gòu)。
[0030] 進(jìn)一步地，主板系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)包括最小系統(tǒng)和外圍接口電路的設(shè)計(jì)，其選用的 控制芯片為ST推出的32位控制器STM3