1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 AT89S8252芯片實(shí)現(xiàn)水情遙測(cè)終端的設(shè)計(jì)方案 引言 隨著水資源越來(lái)越緊缺，生態(tài)水文的建設(shè)也越來(lái)越受到重視。水情測(cè)報(bào)是水文信息化根底項(xiàng)目之一，也是生態(tài)水文建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。它通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)傳感器采集到的水位、雨量、流速等信息，利用無(wú)線或有線通信方式，在監(jiān)測(cè)中心站實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)水情狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。水情遙測(cè)終端（RTU）在水情測(cè)報(bào)中起著及其重要的作用，性能穩(wěn)定可靠、低功耗、功能完善、通用性強(qiáng)的水情遙測(cè)終端，才能滿足水文信息化、生態(tài)水文建設(shè)對(duì)水情信息采集的要求。 在現(xiàn)有的水情測(cè)報(bào)RTU產(chǎn)品中，比較多的是用單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，也有一些是采用基于ARM和COS操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但

2、存在系統(tǒng)性能不穩(wěn)定、功耗過(guò)高、通用性不強(qiáng)、可靠性不強(qiáng)等缺陷。本文采用AT89S8252芯片設(shè)計(jì)了一款功耗低、性能穩(wěn)定可靠、通用性強(qiáng)的水情測(cè)報(bào)遙測(cè)終端，在水情自動(dòng)測(cè)報(bào)站點(diǎn)中的使用到達(dá)水文信息化的技術(shù)要求。 1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)在硬件電路設(shè)計(jì)采用主從構(gòu)造，即：主模塊（RTU）滿足水情測(cè)報(bào)終端的基本功能要求；從模塊是基于不同水情測(cè)站的技術(shù)要求而擴(kuò)展的一些功能模塊，從而提高了RTU擴(kuò)展靈活性和通用性。 2 硬件設(shè)計(jì) 低功耗水情遙測(cè)終端采用AT89S8252芯片，它帶有8K的FLASH和2K的EEPROM。硬件邏輯構(gòu)造上由水位接口電路、雨量接口電路、電源電路、編程器電路、通信接121電路（RS485、

3、RS232和超短波電臺(tái)電路）、片選電路、看門(mén)狗以及實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路組成。硬件邏輯構(gòu)造圖如圖1所示。 系統(tǒng)采用浮子式WFH-2型全量機(jī)械編碼水位計(jì)和翻斗式JDZ-05型雨量計(jì)，水位接口電路和雨量接121電路分別與它們相匹配。 圖1 硬件構(gòu)造圖 2.1電源電路設(shè)計(jì) 為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)低功耗功能，在電源電路上分為值守電源電路和受控電源電路開(kāi)展設(shè)計(jì)。 值守電源電路向WDT、RTC、雨量接口電路以及CPU供電；受控電源電路向通信接口電路（RS485、RS232和超短波電臺(tái)電路）、片選電路及水位接口電路供電。 遙測(cè)終端在值守狀態(tài)下，CPU處于掉電工作模式，只有WDT、RTC以及雨量接口電路處于工作狀態(tài)，其它外圍電路部

4、分處于斷電狀態(tài)，此時(shí)數(shù)傳終端的值守電流 2.2通信接口電路設(shè)計(jì) 根據(jù)目前水情測(cè)報(bào)的技術(shù)要求.以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，在RTU上設(shè)計(jì)了RS485、RS232、超短波電臺(tái)=三種通信接口。從模塊通過(guò)這三種通信接口與RTU開(kāi)展通信。實(shí)現(xiàn)了RTU的靈活擴(kuò)展和通用性增強(qiáng)。 通過(guò)RS485可以掛接一些水情采集類模塊等；通過(guò)RS232可以和自由串口類模塊開(kāi)展通信（比方GPRS、GSM、無(wú)線射頻模塊等），使RTU滿足不同通信要求的應(yīng)用；超短波電臺(tái)通信方式目前還使用比較廣泛，所以單獨(dú)設(shè)計(jì)超短波電臺(tái)接口電路，以滿足在使用超短波電臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)的地區(qū)使用。 由于AT89S8252芯片只有一個(gè)UART口，所以在三種通信接口前增加

5、了一個(gè)片選電路，通過(guò)片選電路來(lái)實(shí)現(xiàn)三種通信方式的不同應(yīng)用場(chǎng)合，增加了RTU使用的靈活性。 2.3編程器電路設(shè)計(jì) 鍵盤(pán)以及顯示電路都設(shè)計(jì)在編程器電路中，以從模塊的構(gòu)造方式和RTU開(kāi)展通信。系統(tǒng)設(shè)置的參數(shù)存儲(chǔ)在AT89S8252芯片的2K的EEPROM中。編程器也通過(guò)片選電路和RTU通信，采用串口通信方式。編程器通過(guò)握手信號(hào)使RTU從掉電模式進(jìn)入工作模式，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)RTU開(kāi)展參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)顯示、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能。 3 軟件設(shè)計(jì) RTu低功耗的特性，主要通過(guò)軟件控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，軟件流程圖如圖2所示。 圖2軟件流程圖 RTU平時(shí)工作在掉電模式，通過(guò)外部中斷方式喚醒進(jìn)人工作狀態(tài)。AT89S8252CPU的中斷

6、0分配給雨量電路，中斷1分配給RTC。 雨量接口電路信號(hào)中斷喚醒CPU，使R11J進(jìn)入工作狀態(tài)，發(fā)送完雨量信號(hào)后立即又使BTU進(jìn)人值守狀態(tài)。 RTC每秒中斷 喚醒CPU，使CPU進(jìn)入工作模式，判別是否有編程器握手信號(hào)，若有則通過(guò)串口和編程器通信：1.參數(shù)設(shè)置模式時(shí)，受控電源電路關(guān)閉，外圍電路不工作，僅僅只有編程器和CPU通信開(kāi)展參數(shù)設(shè)置；2發(fā)送、顯示數(shù)據(jù)模式時(shí)，受控電源電路開(kāi)啟.RTU進(jìn)入工作狀態(tài)，采集水情參數(shù)并通過(guò)串口發(fā)送到編程器上顯示并發(fā)送到上位機(jī)。然后判別系統(tǒng)定時(shí)工作時(shí)間是否到達(dá)，若到達(dá)則開(kāi)啟受控電源電路，RTU進(jìn)入工作狀態(tài)。 4 結(jié)束語(yǔ) 本文作者的創(chuàng)新點(diǎn)：設(shè)計(jì)了受控電源電路，實(shí)現(xiàn)了水情遙測(cè)終端的低功耗，穩(wěn)定性可靠；設(shè)計(jì)了RS485、RS232、超短波電臺(tái)j=種通信接I=1，實(shí)現(xiàn)了RTU的靈活擴(kuò)展和通用性增強(qiáng)，滿足了不同通訊方式的應(yīng)用場(chǎng)合。 建湖水情自動(dòng)測(cè)報(bào)項(xiàng)目采用該RTU，在實(shí)際的運(yùn)用中，取得了良好的效果。該水情自動(dòng)測(cè)報(bào)項(xiàng)目中給該RTU配備的蓄電池為100Ah，太陽(yáng)能為15W，采用超短波通信方式開(kāi)展數(shù)據(jù)傳輸。在值守狀態(tài)下RTU值守電流 低功耗水情遙測(cè)終端的研制，完全滿足目前水情自動(dòng)測(cè)報(bào)的技術(shù)要求，該水情遙測(cè)終端