基于AT89S52的水情遙測終端設計與實現
加入技術交流群
系統(tǒng)軟件的主程序流程如圖5所示：系統(tǒng)初始化，確保系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)：默認進入休眠模式，以降低終端系統(tǒng)功耗；等待外部中斷喚醒系統(tǒng)，進行數據采集、傳送，實現各種控制功能。實現功能的硬中斷例程主要包括雨量中斷例程、定時器中斷例程(圖5)、鍵盤中斷例程(圖5)。雨量中斷例程完成雨量的累加、存儲和發(fā)送。定時器中斷例程首先采集水位數據，檢查測量值變化是否超過1 cm，是則存儲數據并重新采集雨量、水位、閘位等水情數據及電源電壓參數后發(fā)送；否則讀取實時時鐘的值，計算時間間隔，若達報平安周期，則進行各種數據的采集和發(fā)送。鍵盤中斷例程主要負責接受鍵盤命令，進行相應處理，包括實時顯示和參數設置。例程中定時器的作用是規(guī)定最大按鍵操作時間(一般2～3 min)，即在按鍵超時后強行進入低功耗狀態(tài)，防止無操作而無限的鍵盤掃描循環(huán)。本文引用地址：http://m.ptau.cn/article/172937.htm
上述軟件流程中主要包括數據采集、數據存儲、數據發(fā)送和實時顯示等功能模塊。數據采集的重點是水位采集，浮子式水位計輸出12位格雷碼為統(tǒng)一存儲和發(fā)送格式，須將其轉換為BCD碼。由于測量水位時波浪沖擊會引起瞬時干擾，為提高準確性采用軟件濾波進行防浪處理，方法是對水位信息連續(xù)采樣5次，將采樣值從小到大排列，取中間3次取平均值為最終測量值。數據存儲包括數據存入和數據讀出，水情數據的存儲格式為：特征字、數據、時間標志。特征字用來區(qū)別數據是雨量、水位還是閘位，時標是在數據讀入前先讀取實時時鐘為數據進行的時間標記。數據發(fā)送首先根據緩沖區(qū)數據長度計算校驗字節(jié)，連同站號、參數特征碼和數據等整合成幀，送入MODEM進行調制后發(fā)送。
系統(tǒng)標準的數據幀格式如圖6所示，單一數據發(fā)送采用格式1，每次發(fā)送1個參數數據，通過數據特征區(qū)別；全量發(fā)送采用格式2。為了提高通信的可靠性，采用CRC-16信道編碼方式。
顯示模塊和按鍵配合，用于測站終端的參數設置，如測站編號、采樣時間間隔、發(fā)送時間間隔等；同時可用于測站的檢測維護。
4 結束語
基于AT89S52單片機實現的低功耗水情遙測終端硬件設計簡單靈活，軟件架構合理，功能與性能滿足水情測報的技術要求，可實時采集雨量、水位、閘位等多種水文數據和氣象參數，并進行固態(tài)存儲，同時具有水位防浪和報平安功能。系統(tǒng)通過采用低功耗的外圍器件和休眠、外部中斷喚醒的工作方式降低耗電量，實現低功耗。設計的RS-232通信接口，可連接多種通信模塊，提高了RTU的通用性。
該遙測終端可廣泛應用于水文水利、城市防洪、給排水、環(huán)境與氣象監(jiān)測等方面，實際應用中該RTU在值守狀態(tài)下的整機電流60μA，已存參數可掉電保持50年以上。由于系統(tǒng)功能相對完善，性能可靠，投入使用以來工作正常，取得了良好的效果。此外，針對不同項目需求和應用環(huán)境不同，需結合實際對系統(tǒng)進行進一步的完善和改進，如優(yōu)化防雷擊、軟硬件抗干擾保護設計，增加各種新型的數字和模擬接口以擴展測報參數范圍，加強信道偵聽以提高數據傳輸質量等。
評論