基于WiFi和GSM网络两用的远程无线水位信号传输模块的制作方法

基于wifi和gsm网络两用的远程无线水位信号传输模块
技术领域
1.本实用新型属于水电站水位信号传输技术领域，具体涉及一种基于wifi和gsm网络两用的远程无线水位信号传输模块。


背景技术：

2.本水位信号传输模块是主要针对前池水位测量点距离较远(2km以上)或有大山阻隔的中小水电站而设计的。水位传感是水电站自动化改造的关键设备，因为所有自动开关机、自动恒水位运行等，都要依赖水位信号；而山区中小水电站水位检测地点一般离电站比较远，在环境偏避的野外。传统的水位信号传输主要有有线和无线两种方式：
3.传统的有线传输方式有以下几个缺点：
4.1)室外线路长，容易受雷电和电磁干扰影响，而损坏水位传感器。
5.2)敷设成本高，还有架设人工较费高，如有大山阻隔有线敷设更不现实。
6.3)野外敷设容易受野生动物和人为破坏。
7.传统的无线的信号传输方式有以下几个缺点：
8.1)一般价格比较高。
9.2)传统的无线发射设备功耗大，不利于太阳能供电；
10.3)无线传输距离有限，一般在2km以内的平坦地区才行，如继续加大功率，一方面功耗太大，另一方面也违反国家的无线电管理的规定。
11.4)现在市场上的无线的信号传输设备，还不太适应山区野外使用，容易遭雷电损坏。
12.现在也有利用2\3\4g网络进行水位信号传输的模块，但价格高且功能单一，很少有适应山区野外工作的产品。
13.因此，针对上述问题，予以进一步改进。


技术实现要素：

14.本实用新型的主要目的在于提供一种基于wifi和gsm网络两用的远程无线水位信号传输模块，用于将电站的水位信号进行远程无线传输，并且实现wifi和gsm网络两用。
15.为达到以上目的，本实用新型提供一种基于wifi和gsm网络两用的远程无线水位信号传输模块，包括电路板和外壳，所述电路板安装于所述外壳，所述电路板包括主控电路、wifi通信电路、gsm通信电路、电源电路、模拟量输出电路和(数字)水位信号输入电路，所述wifi通信电路、所述gsm通信电路、所述电源电路、所述模拟量输出电路和所述水位信号输入电路分别与所述主控电路电性连接。
16.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述wifi通信电路包括通信芯片u1，所述通信芯片u1的1管脚与所述主控电路的主控芯片u2的11管脚电性连接，所述通信芯片u1的15管脚与所述主控电路的主控芯片u2的12管脚电性连接，所述通信芯片u1的16管脚与跳线单元j3的1管脚电性连接。
17.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述gsm通信电路包括通信芯片u3，所述通信芯片u3的3管脚与所述跳线单元j3的3管脚电性连接，所述通信芯片u3的4管脚与所述主控芯片u2的12管脚电性连接，所述通信芯片u3的5管脚与所述主控芯片u2的14管脚电性连接。
18.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述模拟量输出电路包括连接端maout(模拟水位信号输入/输出端)和连接端adc，所述连接端maout分别与发射跳线单元j7和接收跳线单元j4电性连接，所述发射跳线单元j7的1管脚通过电阻r33接地，并且所述电阻r33的两端并接有电阻r32，所述发射跳线单元j7的1管脚还与所述连接端adc电性连接，所述发射跳线单元j7的2管脚与所述接收跳线单元j4的2管脚电性连接，所述接收跳线单元j4的1管脚依次通过电阻r18和电阻r20与运放器u4a的输出端电性连接，所述运放器u4a的正极输入端通过电阻r25与运放器u4b的输出端电性连接，所述运放器u4b的正极输入端与所述接收跳线单元j4的1管脚电性连接；
19.所述运放器u4a的正极输入端通过电阻r26与运放器u4c的输出端电性连接，所述运放器u4c的正极输入端通过电阻r27与运放器u4d的输出端电性连接，所述运放器u4d的正极输入端一路通过电阻r21接电源，所述运放器u4d的正极输入端另一路与三极管q1的集电极电性连接，所述三极管q1的基极通过电阻r19与所述主控芯片u2的18管脚电性连接。
20.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述电源电路包括连接单元j1和电源管理单元vt2,所述连接单元j1的3管脚依次通过电阻r4、保险丝f1和二极管d2与所述电源管理单元vt2的1管脚电性连接，所述二极管d2的阴极通过二极管rv3与所述连接单元j1的2管脚电性连接，所述二极管rv3的两端并接有电容c2，所述连接单元j1的1管脚与所述连接端maout电性连接。
21.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，水位信号输入电路包括水位输入单元j11，所述水位输入单元j11的2管脚通过电阻r15与所述主控芯片u2的31管脚电性连接，所述电阻r15远离所述水位输入单元j11的一端通过二极管rv5接地。
22.本实用新型的有益效果在于：
23.1)本模块具有wifi和gsm网络两用上传功能。针对很多山区的中小水电站，发电站一般处于山沟底部，手机信号弱，对外通讯只能靠光纤宽带，而有宽带的电站一般都有路由器提供wifi信号。因此本模块设计可用wifi信号传输水位信号。另外水电站前池一般位置较高，手机信号较好本模块设计可用gsm信号网络上传水位信号；如果前池手机信号也不好，可通过拉光纤，将宽带引到前池，光纤电缆比一般的通讯电缆防护更好，造价更低，还不怕雷电干扰。
24.2)本模块一个发送模块可由数量不限的多个接收模块接收水位信号。因为发送模块的数据是上传到专门的服务器的数据库中，服务器中有接收和发送模块的对应数据库表，服务器收到接收模块的请求后会根据对应关系表中的发送模块编号，读取相应的编号模块上传的数据。
25.3)电源部分：输入端加入大电容阻容滤波(电阻r4和电容c2)；采用高耐压(80v)稳压的电源管理单元vt2，抗雷电能力强。
26.4)发射端有输入串口，可接收数字水位信号，也有模拟水位信号(4-20ma)输入端，做到数字和模拟输入两用。
27.5)发射端模块和接收端模块硬件相同，通过跳线设置是发射端还是接收端，方便生产。
附图说明
28.图1是本实用新型的基于wifi和gsm网络两用的远程无线水位信号传输模块的结构示意图。
29.图2是本实用新型的基于wifi和gsm网络两用的远程无线水位信号传输模块的主控电路图。
30.图3是本实用新型的基于wifi和gsm网络两用的远程无线水位信号传输模块的wifi通信电路图。
31.图4是本实用新型的基于wifi和gsm网络两用的远程无线水位信号传输模块的gsm通信电路图。
32.图5是本实用新型的基于wifi和gsm网络两用的远程无线水位信号传输模块的电源电路图。
33.图6是本实用新型的基于wifi和gsm网络两用的远程无线水位信号传输模块的模拟量输出电路图。
34.图7是本实用新型的基于wifi和gsm网络两用的远程无线水位信号传输模块的水位信号输入电路图。
具体实施方式
35.以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。
36.本实用新型公开了基于wifi和gsm网络两用的远程无线水位信号传输模块，下面结合优选实施例，对实用新型的具体实施例作进一步描述。
37.在本实用新型的实施例中，本领域技术人员注意，本实用新型涉及的电路板和外壳等可被视为现有技术。
38.优选实施例。
39.本实用新型公开了一种基于wifi和gsm网络两用的远程无线水位信号传输模块，包括电路板和外壳，所述电路板安装于所述外壳，所述电路板包括主控电路、wifi通信电路、gsm通信电路、电源电路、模拟量输出电路和(数字)水位信号输入电路，所述wifi通信电路、所述gsm通信电路、所述电源电路、所述模拟量输出电路和所述水位信号输入电路分别与所述主控电路电性连接。
40.具体的是，所述wifi通信电路包括通信芯片u1，所述通信芯片u1的1管脚与所述主控电路的主控芯片u2的11管脚电性连接，所述通信芯片u1的15管脚与所述主控电路的主控芯片u2的12管脚电性连接，所述通信芯片u1的16管脚与跳线单元j3的1管脚电性连接。
41.更具体的是，所述gsm通信电路包括通信芯片u3，所述通信芯片u3的3管脚与所述跳线单元j3的3管脚电性连接，所述通信芯片u3的4管脚与所述主控芯片u2的12管脚电性连
接，所述通信芯片u3的5管脚与所述主控芯片u2的14管脚电性连接。
42.优选地，所述模拟量输出电路包括连接端maout(模拟水位信号输入/输出端)和连接端adc，所述连接端maout分别与发射跳线单元j7和接收跳线单元j4电性连接，所述发射跳线单元j7的1管脚通过电阻r33接地，并且所述电阻r33的两端并接有电阻r32，所述发射跳线单元j7的1管脚还与所述连接端adc电性连接，所述发射跳线单元j7的2管脚与所述接收跳线单元j4的2管脚电性连接，所述接收跳线单元j4的1管脚依次通过电阻r18和电阻r20与运放器u4a的输出端电性连接，所述运放器u4a的正极输入端通过电阻r25与运放器u4b的输出端电性连接，所述运放器u4b的正极输入端与所述接收跳线单元j4的1管脚电性连接；
43.所述运放器u4a的正极输入端通过电阻r26与运放器u4c的输出端电性连接，所述运放器u4c的正极输入端通过电阻r27与运放器u4d的输出端电性连接，所述运放器u4d的正极输入端一路通过电阻r21接电源，所述运放器u4d的正极输入端另一路与三极管q1的集电极电性连接，所述三极管q1的基极通过电阻r19与所述主控芯片u2的18管脚电性连接。
44.优选地，所述电源电路包括连接单元j1和电源管理单元vt2,所述连接单元j1的3管脚依次通过电阻r4、保险丝f1和二极管d2与所述电源管理单元vt2的1管脚电性连接，所述二极管d2的阴极通过二极管rv3与所述连接单元j1的2管脚电性连接，所述二极管rv3的两端并接有电容c2，所述连接单元j1的1管脚与所述连接端maout电性连接。
45.优选地，水位信号输入电路包括水位输入单元j11，所述水位输入单元j11的2管脚通过电阻r15与所述主控芯片u2的31管脚电性连接，所述电阻r15远离所述水位输入单元j11的一端通过二极管rv5接地。
46.优选地，本实用新型水优点有：
47.1)上传和接收水位信号wifi和gsm信号两种方式可通过跳线选择。
48.2)可以一对多传输。一个发送，可以多个模块接收，只需要在后台服务器数据库内调整对应关系即可。
49.3)成本低。收发硬件一致，批量生产成本更低。
50.4)发送模块的水位信号输入可以数字和模拟两用。方便客户选择水位传感器。也方便客户更换旧传输设备时使用原来水位传感器。
51.5)大电容阻容滤波，采用高耐压(80v)稳压的电源管理单元，抗雷电能力强。
52.值得一提的是，本实用新型专利申请涉及的电路板和外壳等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本实用新型专利的发明点所在，本实用新型专利不做进一步具体展开详述。
53.对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围。