專利名稱：一種具有低功耗的翻斗式流量檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種具有低功耗的翻斗式流量檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種流量檢測裝置，尤其是同時具有低功耗，數(shù)據(jù)存儲與導出功能，并且可以長時間脫機工作的流量檢測裝置。
背景技術(shù)：
[0002]在氣象及環(huán)境領(lǐng)域，常常需要對某一地區(qū)的雨量情況進行監(jiān)測，流量計就是一個必不可少的裝置。翻斗式流量計在計量斗裝滿液體后能夠自動翻轉(zhuǎn)，并通過翻轉(zhuǎn)次數(shù)實現(xiàn)流量的計量。現(xiàn)有的翻斗式流量計只顯示當前的流量值，不能對翻斗事件進行時間的記錄， 無法體現(xiàn)流量變化的整個過程，缺少靈活性，限制了使用功能。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實用新型提供一種具有低功耗的翻斗式流量檢測裝置，解決了以前的流量計只是用于顯示當前的流量值，而無法對數(shù)據(jù)進行存儲，更不能進行數(shù)據(jù)導出，無法對某個時間段的流量進行分析與研究的問題。[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案由單片機7、翻斗動作檢測單元電路4、USB通信單元電路1、數(shù)據(jù)存儲單元電路3、串行信號隔離電路2、狀態(tài)指示單元電路6和電源5組成；單片機7通過一個具有中斷功能的I/O 口與翻斗動作檢測單元電路4連接；通過三個I/O 口與數(shù)據(jù)存儲電路3相連；通過兩個I/O 口與串行信號隔離電路2相連；通過一個I/O 口與狀態(tài)指示電路6相連；USB通信單元電路1通過一個端口與狀態(tài)指示電路6相連；通過兩個端口與串行信號隔離電路2相連。[0005]所述的串行信號隔離電路2由兩個三極管和五個電阻組成；串行信號隔離電路2 中電阻的一端與USB轉(zhuǎn)串行TTL芯片F(xiàn)T232BL (10)的M引腳連接，另一端與單片機7中的12引腳相連。PNP三極管的發(fā)射極與外部電源連接，集電極通過電阻連接到地，基極通過兩個電阻的串聯(lián)連接到外部電源，兩個串聯(lián)電阻的中間點與USB轉(zhuǎn)串行TTL芯片F(xiàn)T232BL10 的25引腳相連。NPN三極管的基極通過電阻連接到PNP三極管的集電極，發(fā)射極直接連接到地，集電極通過電阻連接到電池電源，并與單片機7的6引腳相連。[0006]所述的數(shù)據(jù)存儲電路3選用24LC256存儲芯片9、一個電阻、一個電容組成。 24LC256存儲芯片9的A0、A1、A2、VSS、WP端口直接與單片機7的10引腳相連；SCL端口與單片機7中的9引腳相連；SDA端口與單片機7中的8弓丨腳相連，并通過上拉電阻與電池電源相連；VCC與電池電源相連，并通過電容與地相連。[0007]所述的翻斗動作檢測單元電路4由兩個電阻、一個瞬態(tài)抑制二極管和外接的干簧管傳感器組成；干簧管傳感器的一端與地相連，另一端通過上拉電阻與電池電源相連，通過瞬態(tài)抑制二極管與地相連，通過保護電阻與單片機7中的11引腳相連。[0008]所述的單片機、USB通信單元電路、存儲單元電路、狀態(tài)指示單元電路和電源均為市場普通元件；單片機可以選擇單片機PIC16F630芯片8、存儲單元電路可以選擇MLC256 存儲芯片9或者具有相同功能的其他型號芯片。[0009]本實用新型的有益效果[0010]1、提供一種簡單可靠的流量檢測裝置，實時采集流量信號并保存起來，而且提高了系統(tǒng)的可靠性；[0011]2、有效解決了流量計的功耗和數(shù)據(jù)導出問題，能長時間檢測并記錄流量情況，具有適應性強，使用方便靈活，應用廣泛的特點；[0012]本實用新型解決了以前的流量計只是用于顯示當前的流量值，而無法對數(shù)據(jù)進行存儲，更不能進行數(shù)據(jù)導出，無法對某個時間段的流量進行分析與研究的問題；適合野外工作，尤其在氣象和環(huán)境領(lǐng)域，需對各地的流量進行布點監(jiān)測，需要監(jiān)測的點非常多，因此具有較好的應用前景和較高的經(jīng)濟效益。


[0013]圖1為本實用新型系統(tǒng)示意框圖；[0014]圖2為本實用新型的串行信號隔離電路原理示意圖；[0015]圖3為本實用新型的數(shù)據(jù)存儲電路原理示意圖；[0016]圖4為本實用新型的翻斗動作檢測單元電路原理示意圖；[0017]圖5為本實用新型的程序流程示意圖；[0018]圖中1-USB通信單元電路、2-串行信號隔離電路、3-數(shù)據(jù)存儲電路、4-翻斗動作檢測電路、5-電源、6-狀態(tài)指示電路、7-單片機單元電路、8-單片機PIC16F630、9-存儲芯片 24LC256UO-USB 轉(zhuǎn)串行 TTL 芯片 FT232BL、11-USB 接口。
具體實施方式
[0019]
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型作進一步說明[0020]如圖1所示，翻斗式流量檢測裝置由單片機7、翻斗動作檢測單元電路4、USB通信單元電路1、數(shù)據(jù)存儲單元電路3、串行信號隔離電路2、狀態(tài)指示單元電路6和電源5組成； 單片機7通過一個具有中斷功能的I/O 口與翻斗動作檢測單元電路4連接；通過三個I/O 口與數(shù)據(jù)存儲電路3相連；通過兩個I/O 口與串行信號隔離電路2相連；通過一個I/O 口與狀態(tài)指示電路6相連；USB通信單元電路1通過一個端口與狀態(tài)指示電路6相連；通過兩個端口與串行信號隔離電路2相連。[0021]如圖2所示所述的翻斗動作檢測單元電路4中電阻R8使用100K這樣的大阻值， 可以減少干簧管傳感器在動作時的功耗；保護電阻R7和瞬態(tài)抑制二極管可以有效的保護單片機7的11引腳。[0022]如圖3所示所述的數(shù)據(jù)存儲電路3中MLC256存儲芯片9的VSS端口直接與單片機7的10引腳相連，意在可以使用程序直接控制MLC256存儲芯片9的供電，并且使用元件最少。只有需要向MLC256存儲芯片9寫數(shù)據(jù)時才對其供電，平時則不對其供電，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲電路3的低功耗。[0023]如圖4所示所述的串行信號隔離電路2主要是為單片機7的6引腳提供穩(wěn)定的信號，并且防止電流從電池流向通信模塊，起到隔離的作用，從而降低系統(tǒng)功耗。[0024]如圖5所示，本實用新型的工作過程如下USB通信接口 11通過USB電纜和電腦 USB接口連接，通過上位機軟件完成裝置時間的同步和流量檢測功能的啟動。在啟動完成后，可以拔掉USB電纜，讓裝置處于脫機狀態(tài)運行，此時USB通信接口電路處于掉電狀態(tài)，沒有工作，也不產(chǎn)生任何功耗。在裝置處于流量檢測狀態(tài)時，單片機PIC16F630通過翻斗動作檢測單元電路4記錄計量斗翻轉(zhuǎn)情況，并將動作的時間存入MLC256存儲芯片9中，待用戶需要導出數(shù)據(jù)時，再插上USB電纜線，此時通過USB進行供電，通信接口單元電路1開始工作，通過上位機軟件讀取數(shù)據(jù)。[0025] 本實用新型是通過具體實施過程進行說明的，在不脫離本實用新型范圍的情況下，還可以對本實用新型專利進行各種變換及等同代替，因此，本實用新型專利不局限于所公開的具體實施過程，而應當包括落入本實用新型專利權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實施方案。
權(quán)利要求1.一種具有低功耗的翻斗式流量檢測裝置，其特征在于由單片機(7)、翻斗動作檢測單元電路(4)、USB通信單元電路(1)、數(shù)據(jù)存儲單元電路(3)、串行信號隔離電路O)、狀態(tài)指示單元電路(6)和電源(5)組成；單片機(7)通過一個具有中斷功能的I/O 口與翻斗動作檢測單元電路(4)連接；通過三個I/O 口與數(shù)據(jù)存儲電路(3)相連；通過兩個I/O 口與串行信號隔離電路(2)相連；通過一個I/O 口與狀態(tài)指示電路(6)相連；USB通信單元電路(1) 通過一個端口與狀態(tài)指示電路(6 )相連；通過兩個端口與串行信號隔離電路(2 )相連。
2.權(quán)利要求1所述的一種具有低功耗的翻斗式流量檢測裝置，其特征是串行信號隔離電路(2)由兩個三極管和五個電阻組成；串行信號隔離電路(2)中電阻的一端與USB轉(zhuǎn)串行TTL芯片F(xiàn)T232BL (10)的M引腳連接，另一端與單片機(7)中的12引腳相連；PNP三極管的發(fā)射極與外部電源連接，集電極通過電阻連接到地，基極通過兩個電阻的串聯(lián)連接到外部電源，兩個串聯(lián)電阻的中間點與USB轉(zhuǎn)串行TTL芯片F(xiàn)T232BL(10)的25引腳相連， NPN三極管的基極通過電阻連接到PNP三極管的集電極，發(fā)射極直接連接到地，集電極通過電阻連接到電池電源，并與單片機(7)的6引腳相連。
3.權(quán)利要求1所述的一種具有低功耗的翻斗式流量檢測裝置，其特征是數(shù)據(jù)存儲電路(3)由存儲芯片24LC256 (9)、一個電阻、一個電容組成；24LC256 (9)的A0、A1、A2、VSS、 WP端口直接與單片機(7)的10引腳相連；SCL端口與單片機(7)中的9引腳相連；SDA端口與單片機(7)中的8引腳相連，并通過上拉電阻與電池電源相連；VCC與電池電源相連，并通過電容與地相連。
4.權(quán)利要求1所述的一種具有低功耗的翻斗式流量檢測裝置，其特征是翻斗動作檢測單元電路(4)由兩個電阻、一個瞬態(tài)抑制二極管和外接的干簧管傳感器組成；干簧管傳感器的一端與地相連，另一端通過上拉電阻與電池電源相連，通過瞬態(tài)抑制二極管與地相連，通過保護電阻與單片機(7)中的11引腳相連。
專利摘要本實用新型涉及一種具有低功耗的翻斗式流量檢測裝置，由單片機通過一個具有中斷功能的I/O口與翻斗動作檢測單元電路連接；通過三個I/O口與數(shù)據(jù)存儲電路相連；通過兩個I/O口與串行信號隔離電路相連；通過一個I/O口與狀態(tài)指示電路相連；USB通信單元電路通過一個端口與狀態(tài)指示電路相連；通過兩個端口與串行信號隔離電路相連。本實用新型提供一種簡單可靠的流量檢測裝置，實時采集流量信號并保存起來，而且提高了系統(tǒng)的可靠性。同時有效的解決了流量計的功耗和數(shù)據(jù)導出問題，能長時間的放置在野外檢測并記錄流量情況，具有適應性強，使用方便靈活，應用廣泛的特點。
文檔編號G01F11/26GK202304913SQ20112043791
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者張國盛, 朱榮, 李大焱, 秦愛華, 邵建龍 申請人:昆明理工大學