低功耗管道水压智能监测仪及其监测方法技术

本发明专利技术公开了一种低功耗管道水压智能监测仪及其监测方法，监测仪包括核心控制模块和与其分别相连的信号采集模块、液晶显示模块、时钟模块、通信接口模块、信号存储模块，核心控制模块通过通信接口模块与外部上位机相连，信号采集模块通过三通连接到水管接口处。该方法是初始化系统后，核心控制模块根据中断唤醒有工作和POWER?DOWN两种状态，当被唤醒时，核心控制模块进入工作状态，控制信号采集模块采集信号，对信号进行处理，读取时钟模块中当前时间，将相关数据保存到信号存储模块，在液晶显示模块上显示相关数据，然后自动进入POWER?DOWN状态，等待下次唤醒。本发明专利技术具有集成度高、结构简单、能耗低的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及管道监测系统设计领域，特别涉及一种。
技术介绍
目前，输水管道遍布城市农村，与人们的生活息息相关。如果因各种原因导致管道水压异常或破裂都将导致水资源浪费，从而直接影响到附近居民的正常生活。因此有必要密切监测各地输水管道水压数据，及时发现和处理各种水压异常问题。水压监测装置是专门对管道或压力容器进行压力监测的电子数据记录装置。它集传感器、智能仪表于一体，能够按照设定的时间间隔采集、记录压力数据。压力数据可通过现场数码管或液晶屏显示，也可通过通信接口上传到计算机，配合上位机管理软件，对数据进行统计、分析。水压传感器是水压检测装置中的检测器件，能感受到被测量点处的水压信息，并能将得到的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动化检测和控制的首要环节。现有管道水压监测装置都具备全天候自动定时观测和记录水压的功能，不过这些装置往往采用独立A/D转换模块与控制单元组合应用，系统集成度不高，电路结构较复杂， 而且系统始终处于常规工作模式，能耗相对较高。因此，需要提供一种集成度高且能耗低的管道水压监测装置和监测方法。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种低功耗管道水压智能监测仪，其具有能量损失小、使用寿命长、智能化程度高、结构简单、易于实现等诸多优点。本专利技术还提供了一种基于上述装置的监测方法。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现低功耗管道水压智能监测仪，包括信号采集模块，用于采集水压信息，并将信息传递到核心控制模块；核心控制模块，用于对信号采集模块传递的信息进行处理，将结果传递到液晶显示模块显示，同时将结果发送到信号存储模块，并且与上位机进行数据交互；液晶显示模块，用于实时显示当前时间和核心控制模块传送的水压数据；时钟模块，用于为核心控制模块提供准确的时间，以及根据时间中断唤醒核心控制模块开始工作；通信接口模块，用于核心控制模块和上位机之间的通信；信号存储模块，用于保存当前时钟模块的显示时间和当前水压数据；上述各模块中，信号采集模块、液晶显示模块、时钟模块、信号存储模块均分别与核心控制模块连接，核心控制模块通过通信接口模块与外部上位机相连，信号采集模块通过三通连接到水管接口处。所述核心控制模块具体为STC12C5A08AD单片机。该单片机中包括8KFlash ROM,1028字节片内RAM，8路高速10位A/D转换接口，内部集成MAX810专用复位电路，4个16 位定时/计数器，32个I/O接口等，集成度高。所述信号采集模块具体为水压传感器，水压传感器的信号线通过核心控制模块内部的A/D转换接口与核心控制模块相连，由9V层叠电池单独供电。所述液晶显示模块具体为YJD12832A液晶显示模组，液晶显示模组的数据线、控制线均通过核心控制模块的I/O接口与核心控制模块相连。所述时钟模块具体为内含I2C总线接口功能的时钟芯片，该芯片通过核心控制模块外部中断口与核心控制模块相连，以便于中断唤醒单片机。为更好的实现本专利技术的目的，所述时钟模块中含有纽扣电池，以便在断电期间，通过纽扣电池来维持工作。所述信号存储模块具体为ATMC256芯片，该芯片内含32K字节的 EEPROM(ElectricalIy Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)，该芯片具有串行总线接口。所述通信接口模块具体为MAX232及其相关电路，用于实现TTL与RS-232C两种规格电平转换，便于单片机与PC机实现信息交互。一种基于上述装置的低功耗管道水压智能监测方法，初次使用时，核心控制模块初始化所有接口、初始化时钟模块和信号存储模块，并控制液晶显示模块显示初始化信息， 待确认初始化完成后开始采集水压数据；核心控制模块根据时钟模块设定的时间有工作和 POWER DOWN两种状态，当时钟模块设定的时间到时，核心控制模块进入工作状态，控制信号采集模块采集信号，对信号进行处理，读取时钟模块中当前时间，将相关数据保存到信号存储模块，在液晶显示模块上显示相关数据，待上述操作完成后自动进入POWER DOWN状态，等待下次唤醒。更进一步的，所述在单片机处于POWER DOWN模式时，通过上位机串口发送指令唤醒单片机。采用这种方式，可以在需要时随时获得当前水管中的水压数据，而无需等到设定的时间到了才开始采集。作为优选方案，核心控制模块通过控制信号采集模块供电回路的导通和断开来控制信号的采集，具体是在核心控制模块处于POWER DOWN状态时，供电回路断开，信号采集模块不得电，不进行采集；在核心控制模块处于工作状态时，供电回路导通，信号采集模块得电，进行采集。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果1、本专利技术中核心控制单元是采用带快速A/D转换接口的单片机，因此不必再增加外围电路扩展A/D转换模块，系统集成度更高，电路结构更简单，整体抗干扰性更强。2、由于在实际应用中管道水压监测数据并不需要实时的检测、传递，因此本专利技术装置采用的单片机具有POWER DOWN模式，即可根据应用需求设定数据采集时间间隔，这样在不需要采集的时间里单片机即可进入POWER DOWN模式，使系统整体工作电流为μ A级， 只在定时时间到或者需要上传数据时中断唤醒系统从而进入常规工作模式，常规工作模式下整体工作电流在mA级。采集上传数据的时间要远远小于单片机待机的时间，因此大部分时间系统都处于节能模式，从而大大降低了系统能耗。采用本专利技术既符合当前节能减排的总体趋势，也使得该装置相比同类产品更适用于利用电池供电、无人值守的环境。3、本专利技术中配置了大容量的信号存储模块，能将采集的水压和时间数据长期保存在本地，即使掉电也不会丢失，便于周期性上传给PC机作整体分析处理。附图说明图1是本专利技术装置的结构示意图；图2是本专利技术装置的流程控制图。具体实施例方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1如图1所示，低功耗管道水压智能监测仪，包括信号采集模块，用于采集水压信息，并将信息传递到核心控制模块；核心控制模块，用于对信号采集模块传递的信息进行处理，将结果传递到液晶显示模块显示，同时将结果发送到信号存储模块，并且与上位机进行数据交互；液晶显示模块，用于实时显示当前时间和核心控制模块传送的水压数据；时钟模块，用于为核心控制模块提供准确的时间，以及根据时间中断唤醒核心控制模块开始工作；通信接口模块，用于核心控制模块和上位机之间的通信；信号存储模块，用于保存当前时钟模块的显示时间和当前水压数据；上述各模块中，信号采集模块、液晶显示模块、时钟模块、信号存储模块均分别与核心控制模块连接，核心控制模块通过通信接口模块与外部上位机相连，信号采集模块通过三通连接到水管接口处。本实施例中，核心控制模块采用STC12C5A08AD单片机，内部资源包括8KFlash ROM, 1028字节片内RAM，8路高速10位A/D转换接口，内部集成MAX810专用复位电路，4个 16位定时/计数器，32个I/O 口等。液晶显示模块具体为YJD12832A液晶显示模组，液晶显示模组的数据线、控制线均通过核心控制模块的I/O本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．低功耗管道水压智能监测仪，其特征在于，包括：信号采集模块，用于采集水压信息，并将信息传递到核心控制模块；核心控制模块，用于对信号采集模块传递的信息进行处理，将结果传递到液晶显示模块显示，同时将结果发送到信号存储模块，并且与上位机进行数据交互；液晶显示模块，用于实时显示当前时间和核心控制模块传送的水压数据；时钟模块，用于为核心控制模块提供准确的时间，以及根据时间中断唤醒核心控制模块开始工作；通信接口模块，用于核心控制模块和上位机之间的通信；信号存储模块，用于保存当前时钟模块的显示时间和当前水压数据；上述各模块中，信号采集模块、液晶显示模块、时钟模块、信号存储模块均分别与核心控制模块连接，核心控制模块通过通信接口模块与外部上位机相连，信号采集模块通过三通连接到水管接口处。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓红，彭选荣，章劲松，
申请(专利权)人：广东轻工职业技术学院，
类型：发明
国别省市：81