基于AT89S52的水情遥测终端设计与实现
加入技术交流群
系统软件的主程序流程如图5所示：系统初始化，确保系统处于正常工作状态：默认进入休眠模式，以降低终端系统功耗；等待外部中断唤醒系统，进行数据采集、传送，实现各种控制功能。实现功能的硬中断例程主要包括雨量中断例程、定时器中断例程(图5)、键盘中断例程(图5)。雨量中断例程完成雨量的累加、存储和发送。定时器中断例程首先采集水位数据，检查测量值变化是否超过1 cm，是则存储数据并重新采集雨量、水位、闸位等水情数据及电源电压参数后发送；否则读取实时时钟的值，计算时间间隔，若达报平安周期，则进行各种数据的采集和发送。键盘中断例程主要负责接受键盘命令，进行相应处理，包括实时显示和参数设置。例程中定时器的作用是规定最大按键操作时间(一般2～3 min)，即在按键超时后强行进入低功耗状态，防止无操作而无限的键盘扫描循环。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/172937.htm
上述软件流程中主要包括数据采集、数据存储、数据发送和实时显示等功能模块。数据采集的重点是水位采集，浮子式水位计输出12位格雷码为统一存储和发送格式，须将其转换为BCD码。由于测量水位时波浪冲击会引起瞬时干扰，为提高准确性采用软件滤波进行防浪处理，方法是对水位信息连续采样5次，将采样值从小到大排列，取中间3次取平均值为最终测量值。数据存储包括数据存入和数据读出，水情数据的存储格式为：特征字、数据、时间标志。特征字用来区别数据是雨量、水位还是闸位，时标是在数据读入前先读取实时时钟为数据进行的时间标记。数据发送首先根据缓冲区数据长度计算校验字节，连同站号、参数特征码和数据等整合成帧，送入MODEM进行调制后发送。
系统标准的数据帧格式如图6所示，单一数据发送采用格式1，每次发送1个参数数据，通过数据特征区别；全量发送采用格式2。为了提高通信的可靠性，采用CRC-16信道编码方式。
显示模块和按键配合，用于测站终端的参数设置，如测站编号、采样时间间隔、发送时间间隔等；同时可用于测站的检测维护。
4 结束语
基于AT89S52单片机实现的低功耗水情遥测终端硬件设计简单灵活，软件架构合理，功能与性能满足水情测报的技术要求，可实时采集雨量、水位、闸位等多种水文数据和气象参数，并进行固态存储，同时具有水位防浪和报平安功能。系统通过采用低功耗的外围器件和休眠、外部中断唤醒的工作方式降低耗电量，实现低功耗。设计的RS-232通信接口，可连接多种通信模块，提高了RTU的通用性。
该遥测终端可广泛应用于水文水利、城市防洪、给排水、环境与气象监测等方面，实际应用中该RTU在值守状态下的整机电流60μA，已存参数可掉电保持50年以上。由于系统功能相对完善，性能可靠，投入使用以来工作正常，取得了良好的效果。此外，针对不同项目需求和应用环境不同，需结合实际对系统进行进一步的完善和改进，如优化防雷击、软硬件抗干扰保护设计，增加各种新型的数字和模拟接口以扩展测报参数范围，加强信道侦听以提高数据传输质量等。
评论