专利名称：一种具有低功耗的翻斗式流量检测装置的制作方法
技术领域：
一种具有低功耗的翻斗式流量检测装置技术领域[0001]本实用新型涉及一种流量检测装置，尤其是同时具有低功耗，数据存储与导出功能，并且可以长时间脱机工作的流量检测装置。
背景技术：
[0002]在气象及环境领域，常常需要对某一地区的雨量情况进行监测，流量计就是一个必不可少的装置。翻斗式流量计在计量斗装满液体后能够自动翻转，并通过翻转次数实现流量的计量。现有的翻斗式流量计只显示当前的流量值，不能对翻斗事件进行时间的记录， 无法体现流量变化的整个过程，缺少灵活性，限制了使用功能。发明内容[0003]本实用新型提供一种具有低功耗的翻斗式流量检测装置，解决了以前的流量计只是用于显示当前的流量值，而无法对数据进行存储，更不能进行数据导出，无法对某个时间段的流量进行分析与研究的问题。[0004]本实用新型采用的技术方案由单片机7、翻斗动作检测单元电路4、USB通信单元电路1、数据存储单元电路3、串行信号隔离电路2、状态指示单元电路6和电源5组成；单片机7通过一个具有中断功能的I/O 口与翻斗动作检测单元电路4连接；通过三个I/O 口与数据存储电路3相连；通过两个I/O 口与串行信号隔离电路2相连；通过一个I/O 口与状态指示电路6相连；USB通信单元电路1通过一个端口与状态指示电路6相连；通过两个端口与串行信号隔离电路2相连。[0005]所述的串行信号隔离电路2由两个三极管和五个电阻组成；串行信号隔离电路2 中电阻的一端与USB转串行TTL芯片FT232BL (10)的M引脚连接，另一端与单片机7中的12引脚相连。PNP三极管的发射极与外部电源连接，集电极通过电阻连接到地，基极通过两个电阻的串联连接到外部电源，两个串联电阻的中间点与USB转串行TTL芯片FT232BL10 的25引脚相连。NPN三极管的基极通过电阻连接到PNP三极管的集电极，发射极直接连接到地，集电极通过电阻连接到电池电源，并与单片机7的6引脚相连。[0006]所述的数据存储电路3选用24LC256存储芯片9、一个电阻、一个电容组成。 24LC256存储芯片9的A0、A1、A2、VSS、WP端口直接与单片机7的10引脚相连；SCL端口与单片机7中的9引脚相连；SDA端口与单片机7中的8弓丨脚相连，并通过上拉电阻与电池电源相连；VCC与电池电源相连，并通过电容与地相连。[0007]所述的翻斗动作检测单元电路4由两个电阻、一个瞬态抑制二极管和外接的干簧管传感器组成；干簧管传感器的一端与地相连，另一端通过上拉电阻与电池电源相连，通过瞬态抑制二极管与地相连，通过保护电阻与单片机7中的11引脚相连。[0008]所述的单片机、USB通信单元电路、存储单元电路、状态指示单元电路和电源均为市场普通元件；单片机可以选择单片机PIC16F630芯片8、存储单元电路可以选择MLC256 存储芯片9或者具有相同功能的其他型号芯片。[0009]本实用新型的有益效果[0010]1、提供一种简单可靠的流量检测装置，实时采集流量信号并保存起来，而且提高了系统的可靠性；[0011]2、有效解决了流量计的功耗和数据导出问题，能长时间检测并记录流量情况，具有适应性强，使用方便灵活，应用广泛的特点；[0012]本实用新型解决了以前的流量计只是用于显示当前的流量值，而无法对数据进行存储，更不能进行数据导出，无法对某个时间段的流量进行分析与研究的问题；适合野外工作，尤其在气象和环境领域，需对各地的流量进行布点监测，需要监测的点非常多，因此具有较好的应用前景和较高的经济效益。
[0013]图1为本实用新型系统示意框图；[0014]图2为本实用新型的串行信号隔离电路原理示意图；[0015]图3为本实用新型的数据存储电路原理示意图；[0016]图4为本实用新型的翻斗动作检测单元电路原理示意图；[0017]图5为本实用新型的程序流程示意图；[0018]图中1-USB通信单元电路、2-串行信号隔离电路、3-数据存储电路、4-翻斗动作检测电路、5-电源、6-状态指示电路、7-单片机单元电路、8-单片机PIC16F630、9-存储芯片 24LC256UO-USB 转串行 TTL 芯片 FT232BL、11-USB 接口。
具体实施方式
[0019]
以下结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明[0020]如图1所示，翻斗式流量检测装置由单片机7、翻斗动作检测单元电路4、USB通信单元电路1、数据存储单元电路3、串行信号隔离电路2、状态指示单元电路6和电源5组成； 单片机7通过一个具有中断功能的I/O 口与翻斗动作检测单元电路4连接；通过三个I/O 口与数据存储电路3相连；通过两个I/O 口与串行信号隔离电路2相连；通过一个I/O 口与状态指示电路6相连；USB通信单元电路1通过一个端口与状态指示电路6相连；通过两个端口与串行信号隔离电路2相连。[0021]如图2所示所述的翻斗动作检测单元电路4中电阻R8使用100K这样的大阻值， 可以减少干簧管传感器在动作时的功耗；保护电阻R7和瞬态抑制二极管可以有效的保护单片机7的11引脚。[0022]如图3所示所述的数据存储电路3中MLC256存储芯片9的VSS端口直接与单片机7的10引脚相连，意在可以使用程序直接控制MLC256存储芯片9的供电，并且使用元件最少。只有需要向MLC256存储芯片9写数据时才对其供电，平时则不对其供电，可以实现数据存储电路3的低功耗。[0023]如图4所示所述的串行信号隔离电路2主要是为单片机7的6引脚提供稳定的信号，并且防止电流从电池流向通信模块，起到隔离的作用，从而降低系统功耗。[0024]如图5所示，本实用新型的工作过程如下USB通信接口 11通过USB电缆和电脑 USB接口连接，通过上位机软件完成装置时间的同步和流量检测功能的启动。在启动完成后，可以拔掉USB电缆，让装置处于脱机状态运行，此时USB通信接口电路处于掉电状态，没有工作，也不产生任何功耗。在装置处于流量检测状态时，单片机PIC16F630通过翻斗动作检测单元电路4记录计量斗翻转情况，并将动作的时间存入MLC256存储芯片9中，待用户需要导出数据时，再插上USB电缆线，此时通过USB进行供电，通信接口单元电路1开始工作，通过上位机软件读取数据。[0025] 本实用新型是通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型专利进行各种变换及等同代替，因此，本实用新型专利不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落入本实用新型专利权利要求范围内的全部实施方案。
权利要求1.一种具有低功耗的翻斗式流量检测装置，其特征在于由单片机(7)、翻斗动作检测单元电路(4)、USB通信单元电路(1)、数据存储单元电路(3)、串行信号隔离电路O)、状态指示单元电路(6)和电源(5)组成；单片机(7)通过一个具有中断功能的I/O 口与翻斗动作检测单元电路(4)连接；通过三个I/O 口与数据存储电路(3)相连；通过两个I/O 口与串行信号隔离电路(2)相连；通过一个I/O 口与状态指示电路(6)相连；USB通信单元电路(1) 通过一个端口与状态指示电路(6 )相连；通过两个端口与串行信号隔离电路(2 )相连。
2.权利要求1所述的一种具有低功耗的翻斗式流量检测装置，其特征是串行信号隔离电路(2)由两个三极管和五个电阻组成；串行信号隔离电路(2)中电阻的一端与USB转串行TTL芯片FT232BL (10)的M引脚连接，另一端与单片机(7)中的12引脚相连；PNP三极管的发射极与外部电源连接，集电极通过电阻连接到地，基极通过两个电阻的串联连接到外部电源，两个串联电阻的中间点与USB转串行TTL芯片FT232BL(10)的25引脚相连， NPN三极管的基极通过电阻连接到PNP三极管的集电极，发射极直接连接到地，集电极通过电阻连接到电池电源，并与单片机(7)的6引脚相连。
3.权利要求1所述的一种具有低功耗的翻斗式流量检测装置，其特征是数据存储电路(3)由存储芯片24LC256 (9)、一个电阻、一个电容组成；24LC256 (9)的A0、A1、A2、VSS、 WP端口直接与单片机(7)的10引脚相连；SCL端口与单片机(7)中的9引脚相连；SDA端口与单片机(7)中的8引脚相连，并通过上拉电阻与电池电源相连；VCC与电池电源相连，并通过电容与地相连。
4.权利要求1所述的一种具有低功耗的翻斗式流量检测装置，其特征是翻斗动作检测单元电路(4)由两个电阻、一个瞬态抑制二极管和外接的干簧管传感器组成；干簧管传感器的一端与地相连，另一端通过上拉电阻与电池电源相连，通过瞬态抑制二极管与地相连，通过保护电阻与单片机(7)中的11引脚相连。
专利摘要本实用新型涉及一种具有低功耗的翻斗式流量检测装置，由单片机通过一个具有中断功能的I/O口与翻斗动作检测单元电路连接；通过三个I/O口与数据存储电路相连；通过两个I/O口与串行信号隔离电路相连；通过一个I/O口与状态指示电路相连；USB通信单元电路通过一个端口与状态指示电路相连；通过两个端口与串行信号隔离电路相连。本实用新型提供一种简单可靠的流量检测装置，实时采集流量信号并保存起来，而且提高了系统的可靠性。同时有效的解决了流量计的功耗和数据导出问题，能长时间的放置在野外检测并记录流量情况，具有适应性强，使用方便灵活，应用广泛的特点。
文档编号G01F11/26GK202304913SQ20112043791
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者张国盛, 朱荣, 李大焱, 秦爱华, 邵建龙 申请人:昆明理工大学