基于MT8880的水库水位监测系统设计

本文介绍了一种地下水位实时监测系统的设计方案。该系统主要包括信号采集、无线模块、数据处理及存储三部分。该方案对提高监测系统的便携性，降低成本和能耗，有一定的参考价值。

　　对上游水库水情的可靠准确掌握是实现灌区配水调度、科学管理的先决条件，水情信息主要是靠人工完成，人为因素影响较大，做不到准确及时的掌握。因此，某灌区管理局拟对其上游三座水库进行水库水位的远程遥测，鉴于水库均处于山区，用无线传输的方式使用方便，但信号强度可能不稳定，因而采用有线方式。有线方式种类较多，主要有双绞线（如网线、电话线）、同轴电缆和光纤等，专用电缆的铺设一次性投资较高，运行期间需专业人员维护。本方案在通信方式上采用租用电话线，即PSTN方式。

　　1 系统组成

　　本遥测系统由超声波水位传感器、采集前端机、电信交换机和调度站遥测终端组成，如图1所示。超声波传感器采集水位信息，采集前端机对超声波传感器测到的水位信号进行编码，并通过电话线传送到调度中心，前端机工作模式为被动式，即不进行自动上报水位，等待调度站的遥测指令；调度站遥测终端由人工操作，只要按下招测键即可在液晶显示器上显示水库水位。本文研究遥测终端的通讯部分，采集终端和遥测终端的电路类似。

 

　　2 单元电路

　　2.1 硬件系统组成

　　本系统主要分2部分，即遥测终端和采集前端机，两者之间双工通讯，其通讯电路基本相同，本文主要对其通信电路进行详细的论述。每个单元电路框图如图2所示，主要包括CPU、电话来电振铃检测、模拟摘机、编码和解码、语音提示电路以及其他电路。其他电路包括液晶显示驱动电路、键盘扫描电路和数据采集电路。下面对几个主要模块电路详细地进行论述。

 

　　2.2 振铃检测电路

　　公用电话网的传输线路为二线模拟线路，采用直流环路信号方式，能向模拟话机提供直流馈电、振铃信号、话音数据、音频数据、双音频数据等。我国规定的标准为，话机在不通话时，电话线中的直流电压是48 V.当有电话呼入时，同时还有（25±15）V、25 Hz的正弦信号加在电话线上，所以向用户振铃的铃流电压为（75±15）V、25 Hz的交流电压。光电耦合器输出的信号可以直接被CPU检测。

 

　　2.3 模拟摘机电路

　　当系统检测到有振铃，且振铃次数为3次，就"接通"电话，这里采用模拟摘机电路，如图4所示。用户话机的摘挂机状态，是通过对直流环路上电流的通断来实现的。图4中，NPN三极管VQ202接收到CPU控制端发出的高电平就开通，然后将PNP三极管VQ201的基极电位拉低，VQ201开通，即直流环路接通，R203（300 Ω）是限流电阻，B201是整流桥，保证VQ201一直开通。