自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特別是一種自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]自然災(zāi)害與防治是運(yùn)用各種技術(shù)和方法，測(cè)量、監(jiān)視地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)以及各種誘發(fā)因素動(dòng)態(tài)變化的工作。它是預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)地質(zhì)災(zāi)害的重要依據(jù)，因此是減災(zāi)防災(zāi)的重要內(nèi)容。其中核心環(huán)節(jié)是通過直接觀察和儀器測(cè)量記錄地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前各種前兆現(xiàn)象的變化過程和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后的活動(dòng)過程。此外，地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)還包括:對(duì)影響地質(zhì)災(zāi)害形成與發(fā)展的各種動(dòng)力因素的觀測(cè)。如降水、氣溫等氣象觀測(cè)；水位、流量等陸地水文觀測(cè)；潮位、海浪等海洋水文觀測(cè)；地應(yīng)力、地溫、地形變、斷層位移和地下水位、地下水化學(xué)成分等地質(zhì)、水文地質(zhì)觀測(cè)等。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)方法主要有衛(wèi)星與遙感監(jiān)測(cè)；地面、地下、水面、水下直接觀測(cè)與儀器臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測(cè)。不同地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)的有效程度不同，總的看來，地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)水平差距還比較大，遠(yuǎn)不能滿足防災(zāi)減災(zāi)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:提供一種可實(shí)現(xiàn)多方位自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)的自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0004]解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:一種自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括串口通信模塊、單片機(jī)、穩(wěn)壓電源模塊、超聲波模塊、溫度傳感器模塊、測(cè)風(fēng)速模塊、測(cè)風(fēng)向模塊、上位機(jī)、報(bào)警模塊、顯示模塊，所述的單片機(jī)的輸入端分別與穩(wěn)壓電源模塊、超聲波模塊、溫度傳感器模塊、測(cè)風(fēng)速模塊、測(cè)風(fēng)向模塊連接，單片機(jī)的輸出端分別與報(bào)警模塊、顯示模塊連接，單片機(jī)的輸入輸出端通過串口通信模塊與上位機(jī)雙向連接。
[0005]本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述的單片機(jī)采用STC89C52RC單片機(jī)。
[0006]所述的穩(wěn)壓電源模塊采用LM7805T直接輸出的穩(wěn)壓芯片。
[0007]所述的溫度傳感器模塊采用DS18B20溫度傳感器。
[0008]所述的串口通信模塊采用電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)化。
[0009]所述的測(cè)風(fēng)速模塊包括連接在一起的光電對(duì)管、光電編碼盤。
[0010]所述的測(cè)風(fēng)向模塊包括轉(zhuǎn)盤、磁鐵、干簧管，所述的磁鐵安裝在轉(zhuǎn)盤上，所述的干簧管與單片機(jī)的輸入端連接。
[0011]所述的顯示模塊采用IXD1602液晶顯示屏。
[0012]由于采用上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型之自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0013]1.可實(shí)現(xiàn)多方位的自然災(zāi)害監(jiān)測(cè):
[0014]由于本實(shí)用新型包括串口通信模塊、單片機(jī)、穩(wěn)壓電源模塊、超聲波模塊、溫度傳感器模塊、測(cè)風(fēng)速模塊、測(cè)風(fēng)向模塊、上位機(jī)、報(bào)警模塊、顯示模塊，其中通過測(cè)風(fēng)向模塊可辨別風(fēng)向，通過測(cè)風(fēng)速模塊可測(cè)定風(fēng)速，溫度直接由溫度傳感器模塊檢測(cè)，水位通過超聲波模塊測(cè)量，方便數(shù)據(jù)處理；這些測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)處理，并將處理后的數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)和經(jīng)顯示模塊顯示，如出現(xiàn)異常情況則通過報(bào)警模塊報(bào)警。因此，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)多方位的自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)。
[0015]2.性能穩(wěn)定:
[0016]由于本實(shí)用新型包括串口通信模塊、單片機(jī)、穩(wěn)壓電源模塊、超聲波模塊、溫度傳感器模塊、測(cè)風(fēng)速模塊、測(cè)風(fēng)向模塊、上位機(jī)、報(bào)警模塊、顯示模塊，其中單片機(jī)采用STC89C52RC單片機(jī)，與MCS-51系列的單片機(jī)在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容；片內(nèi)有4k字節(jié)在線可重復(fù)編程快擦寫程序存儲(chǔ)器；三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密；128X8位內(nèi)部RAM ;32位雙向輸入輸出線；兩個(gè)十六位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；五個(gè)中斷源，兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)；一個(gè)全雙工的異步串行口 ；間歇和掉電兩種工作方式超強(qiáng)抗干擾:高抗靜電(ESD保護(hù))，輕松過2kV/4kV快速脈沖干擾；寬電壓，不怕電源抖動(dòng)。因此，本實(shí)用新型的性能比較穩(wěn)定。
[0017]3.準(zhǔn)確性高:
[0018]本系統(tǒng)各個(gè)模塊兼容性強(qiáng)，其抗干擾性較強(qiáng)。測(cè)風(fēng)速模塊、測(cè)風(fēng)向模塊質(zhì)地較硬，不易損壞。溫度測(cè)量采用DS18B20溫度傳感器，靈敏度高，不易損壞。超聲波測(cè)距模塊采用了溫度補(bǔ)償，受溫度影響較小。PCB板合理布線，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0019]4.成本較低:
[0020]由于本實(shí)用新型采用STC89C52RC單片機(jī)，STC89C52RC是一種小型單片機(jī)，其主要特點(diǎn)為采用Flash存貯器技術(shù)，降低了制造成本，成本較低，性價(jià)比高，具有較大市場(chǎng)吸引力。
[0021]5.外形美觀、操作方便:
[0022]由于本實(shí)用新型的采用IXD1602液晶顯示屏，在屏幕上方顯示檢測(cè)數(shù)據(jù)，外形不僅美觀，而且其良好的人機(jī)交互界面給操作帶來很大的方便。
[0023]下面，結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型之自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說明。
【附圖說明】
[0024]圖1:本實(shí)用新型之自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的架構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]—種自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括串口通信模塊、單片機(jī)、穩(wěn)壓電源模塊、超聲波模塊、溫度傳感器模塊、測(cè)風(fēng)速模塊、測(cè)風(fēng)向模塊、上位機(jī)、報(bào)警模塊、顯示模塊，所述的單片機(jī)的輸入端分別與穩(wěn)壓電源模塊、超聲波模塊、溫度傳感器模塊、測(cè)風(fēng)速模塊、測(cè)風(fēng)向模塊連接，單片機(jī)的輸出端分別與報(bào)警模塊、顯示模塊連接，單片機(jī)的輸入輸出端通過串口通信模塊與上位機(jī)雙向連接。
[0026]所述的單片機(jī)采用STC89C52RC單片機(jī)，該單片機(jī)與MCS-51系列的單片機(jī)在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容；片內(nèi)有4k字節(jié)在線可重復(fù)編程快擦寫程序存儲(chǔ)器；三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密；128X8位內(nèi)部RAM ;32位雙向輸入輸出線；兩個(gè)十六位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；五個(gè)中斷源，兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)；一個(gè)全雙工的異步串行口 ；間歇和掉電兩種工作方式超強(qiáng)抗干擾:高抗靜電(ESD保護(hù))，輕松過2kV/4kV快速脈沖干擾；寬電壓，不怕電源抖動(dòng)。
[0027]所述的穩(wěn)壓電源模塊采用LM7805T直接輸出的穩(wěn)壓芯片，本電源采用橋式全波整流、大電容濾波、三端穩(wěn)壓器件穩(wěn)壓的方法，產(chǎn)生直流+5V電壓，交流輸入經(jīng)過橋式全波整流再經(jīng)過電容濾波后的穩(wěn)定的直流電送到三端穩(wěn)壓塊LM7805T的Vin端，LM7805T的工作原理如下:由Vin端給它提供工作電壓以后，它便可以保持其+Vout端輸出恒定電壓值，+Vout端一個(gè)接地的濾波電容，會(huì)使紋波抑制比大幅度地提高，非常穩(wěn)定的電源。
[0028]超聲波模塊主要是實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)量水位，該模塊輸出方式為PffM方式，利用單片機(jī)從控制口發(fā)一個(gè)1US以上的高電平，就可以在接收口等待高電平輸出。一有輸出就可以開定時(shí)器計(jì)時(shí)，當(dāng)此口變?yōu)榈碗娖綍r(shí)就可以讀定時(shí)器的值，此時(shí)就為此次測(cè)距的時(shí)間，就可算出距離，如此周期性地測(cè)量方可移動(dòng)測(cè)距。
[0029]所述的溫度傳感器模塊采用DS18B20溫度傳感器，該溫度傳感器為DS18B20單線制總線溫度傳感器，因此單片機(jī)到DS18B20只需一條數(shù)據(jù)線，讀、寫和溫度轉(zhuǎn)換輸出數(shù)據(jù)經(jīng)一條數(shù)據(jù)線輸送至單片機(jī)。
[0030]所述的測(cè)風(fēng)速模塊包括連接在一起的光電對(duì)管、光電編碼盤，風(fēng)速吹動(dòng)風(fēng)葉帶動(dòng)光電編碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生脈沖數(shù)，由單片機(jī)對(duì)脈沖數(shù)進(jìn)行撲捉進(jìn)而算出速度。
[0031]所述的測(cè)風(fēng)向模塊包括轉(zhuǎn)盤、磁鐵、八個(gè)干簧管，所述的磁鐵安裝在轉(zhuǎn)盤上，所述的八個(gè)干簧管與單片機(jī)的輸入端連接。其中八個(gè)干簧管固定八個(gè)方向，由磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)辨別方向；干簧管的兩個(gè)電極也就是兩個(gè)觸點(diǎn)，在磁場(chǎng)作用下被磁化相互吸合，形成閉路，可以通過電流，當(dāng)磁場(chǎng)消失后兩個(gè)觸電也隨之?dāng)嚅_，形成開路，不能通過電流。八個(gè)干簧管固定在相對(duì)應(yīng)的確定的方向，風(fēng)吹動(dòng)轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)磁鐵轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置，相應(yīng)的方向的干簧管導(dǎo)通，由單片機(jī)進(jìn)行檢測(cè)辨別風(fēng)向。
[0032]報(bào)警模塊:此模塊采用了電磁式蜂鳴器，接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。而51單片機(jī)1 口驅(qū)動(dòng)電流不夠大，要經(jīng)過三極管放大電流驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。
[0033]所述的串口通信模塊采用電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)化，由于單片機(jī)輸出TTL電平，而電腦串行口所使用的是RS232C的電平標(biāo)準(zhǔn)，它的邏輯I電平是-3V —-12V，邏輯O電平是+3V - +12V。所以要用到電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)化。
[0034]所述的顯示模塊采用IXD1602液晶顯示屏，在屏幕上方顯示檢測(cè)數(shù)據(jù)，外形不僅美觀，而且其良好的人機(jī)交互界面給操作帶來很大的方便。
[0035]本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0036]通過測(cè)風(fēng)向模塊可辨別風(fēng)向，通過測(cè)風(fēng)速模塊可測(cè)定風(fēng)速，溫度直接由溫度傳感器模塊檢測(cè)，水位通過超聲波模塊測(cè)量，方便數(shù)據(jù)處理；這些測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)處理，并將處理后的數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)和經(jīng)顯示模塊顯示，如出現(xiàn)異常情況則通過報(bào)警模塊報(bào)警，從而可實(shí)現(xiàn)多方位的自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括串口通信模塊、單片機(jī)、穩(wěn)壓電源模塊、超聲波模塊、溫度傳感器模塊、測(cè)風(fēng)速模塊、測(cè)風(fēng)向模塊、上位機(jī)、報(bào)警模塊、顯示模塊，所述的單片機(jī)的輸入端分別與穩(wěn)壓電源模塊、超聲波模塊、溫度傳感器模塊、測(cè)風(fēng)速模塊、測(cè)風(fēng)向模塊連接，單片機(jī)的輸出端分別與報(bào)警模塊、顯示模塊連接，單片機(jī)的輸入輸出端通過串口通信模塊與上位機(jī)雙向連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的單片機(jī)采用STC89C52RC 單片機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的穩(wěn)壓電源模塊采用LM7805T直接輸出的穩(wěn)壓芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的溫度傳感器模塊采用DS18B20溫度傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的串口通信模塊采用電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)化。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的測(cè)風(fēng)速模塊包括連接在一起的光電對(duì)管、光電編碼盤。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的測(cè)風(fēng)向模塊包括轉(zhuǎn)盤、磁鐵、干簧管，所述的磁鐵安裝在轉(zhuǎn)盤上，所述的干簧管與單片機(jī)的輸入端連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一權(quán)利要求所述的自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的顯示模塊采用IXD1602液晶顯示屏。
【專利摘要】一種自然災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，涉及一種自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括串口通信模塊、單片機(jī)、穩(wěn)壓電源模塊、超聲波模塊、溫度傳感器模塊、測(cè)風(fēng)速模塊、測(cè)風(fēng)向模塊、上位機(jī)、報(bào)警模塊、顯示模塊，所述的單片機(jī)的輸入端分別與穩(wěn)壓電源模塊、超聲波模塊、溫度傳感器模塊、測(cè)風(fēng)速模塊、測(cè)風(fēng)向模塊連接，單片機(jī)的輸出端分別與報(bào)警模塊、顯示模塊連接，單片機(jī)的輸入輸出端通過串口通信模塊與上位機(jī)雙向連接。本實(shí)用新型可分別測(cè)定風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、水位等數(shù)據(jù)，測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)處理，并傳送至上位機(jī)和經(jīng)顯示模塊顯示，出現(xiàn)異常情況則通過報(bào)警模塊報(bào)警，從而可實(shí)現(xiàn)多方位的自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)，其性能穩(wěn)定，準(zhǔn)確性高，成本較低，外形美觀、操作方便，具有較大市場(chǎng)吸引力。
【IPC分類】G01D21/02
【公開號(hào)】CN204924290
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520668887
【發(fā)明人】盧光云, 譚超, 周勇文, 黃超葉, 覃仲欣
【申請(qǐng)人】廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年8月31日