[实用新型]一种多功能低功耗水环境无线数据采集器

说明书

技术领域

本实用新型涉及水环境无线通信数据采集领域，尤其涉及一种采用ZigBee及GPRS通信方式的水环境据无线采集器，可广泛用于水文，水质，气象等领域的环境等数据实时采集。

背景技术

随着我国工业化社会的飞速发展，城镇人口增加，水资源日益紧缺，水体、空气等污染状况日趋严重，水环境的实时检测系统，特别是无线检测系统的需求也在增加，而其中的无线数据采集器功能较为单一，通用性不强。如单一功能的GPRS无线数据采集器、ZigBee无线数据采集节点，无数据采集功能的ZigBee转GPRS网关等。组网进所需数据采集器数量及品种较多，成本较高，管理维修有所不便。

实用新型内容

本实用新型主要解决现有水环境无线数据采集器功能单一、通用不强等问题，提供一种用ZigBee及GPRS通信方式的水环境无线采集器，具体技术方案如下：

一种多功能低功耗水环境无线数据采集器，包括MSP430单片机及外围电路、GPRS无线通信模块、ZigBee无线通信模块、DC/DC开关稳压电路、液晶显示电路，所述DC/DC开关稳压电路和GPRS无线通信模块连接，DC/DC开关稳压电路通过低压差直流稳压电路和MSP430单片机及外围电路、ZigBee无线通信模块连接；RS485接口、键盘电路和MSP430单片机及外围电路连接，传感器信号调理电路、外部看门狗、液晶显示电路、外部存贮器、RTC时钟也和MSP430单片机及外围电路连接。

进一步的，所述DC/DC开关稳压电路由LM25575 DC-DC开关集成稳压芯片构成。

进一步的，所述键盘电路采用独立式键盘电路，共4个键盘。

进一步的，所述传感器信号调理电路包括开信号信号调理电路、直流电压信号调理电路和4-20mA信号调理电路和另一RS485接口。

进一步的，所述外部看门狗采用TPS3823看门狗芯片。

进一步的，所述外部存贮器采用AT45DB161贮存器。

本实用新型所用ZigBee及GPRS模块采用可插拔结构，具有以下四种功能：

（1）ZigBee无线数据采集节点功能。此模式下，不用GPRS模块，数据采集器便成为可采集多种数据的ZigBee无线数据采集节点。

（2）GPRS无线数据采集器功能。此模式下，不用ZigBee模块，数据采集器便成为可采集多种数据的GPRS无线数据采集器。

（3）有线数据采集器功能。此模式下，不用GPRS、ZigBee模块，数据采集器便成为可采集多种数据的有线数据采集器，并通过RS485接口有线传输采集数据。

（4）带有数据采集功能的ZigBee转GPRS网关功能。此状态下不仅能用作ZigBee转GPRS网关，同时还起到有线数据采集器的作用，可以节省多个ZigBee无线传感节点。如将本数据采集器安装于其中的一个传感器上，如雨量传感器，其开关量数据可通过本采集器进行采集，同时还可将附近安装的传感器通过有线的方式进行采集，而安装较远的传感器数据，则可采用ZigBee无线传感节点进行采集。

上述4种模式，可通过数据采集器的键盘电路及液晶显示器进行设置。

本实用新型的数据采集信号，适用如水位，流量，水温、PH值、溶解氧、电导率、浊度、气温、湿度、风速、风向、光照、露点水环境等传感器，主要包括以下4个方面：

（1）开关信号数据采集通道：具有8路开关信号数据采集通道，并通过光耦进行了隔离。其中高电平/浮空，低电平/浮空开关量各4路，高电平/低电平开关量则有8路。

（2）直流电压信号：具有2路直流电压数据采集通道，12位A/D采样。

（3）4-20mA电流信号：具有2路4-20mA电流信号数据采集通道，12位A/D采样。

（4）具有一路RS485数据采集通道，可实现对多个（最高可达255个）带RS485接口传感器进行数据采集。

本实用新型还有以下3个方面的特点：

（1）低功耗：选择了MSP430低功耗单片机，GPRS模块工作电源可关断，液晶显示器通过键盘操作开启后，如无键盘操作，则会自动延时关闭。ZigBee无线模块休眠可唤醒。可通实时时钟芯片现实数据采集器间隙性工作方式，以降低功耗，间隙时间可通过键盘或远程进行设置。

（2）采集数据可本地贮存：采用了大容量外部存贮器，当GPRS无线数据通信不正常时可以将数据暂存。

（3）液晶显示器采用可插拔结构：多个数据采集器可以共用一个液晶模块进行参数设置，以节省成本。

附图说明