基于嵌入式GSM模塊的水文監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計

6 模／數(shù)轉(zhuǎn)換原理

本文使用4位半雙積分A／D轉(zhuǎn)換器ICL7135，精度高、價廉，轉(zhuǎn)換速度較低(2～4次／s)。本應(yīng)用中，該器件的使用方法與常規(guī)不同，如圖3所示，單片機(jī)的P3．4(T0)提供積分器所需的時鐘脈沖clock，在BUSY為高電平期間，與門開放，單片機(jī)的P3．3(INT1)對該clock計數(shù)，根據(jù)該計數(shù)值即可計算被測電壓ui。原理如下：

根據(jù)雙積分型A／D轉(zhuǎn)換器的工作原理，第一階段對被測電壓ui進(jìn)行定時積分，其定時時間固定為：

T1=n1×Tc (1)

第二階段對參考電壓UREF進(jìn)行定壓積分，積分時間為：

T2=n2×Tc (2)

式中：Tc是clock時鐘的周期；n1是第一階段積分期間內(nèi)部計數(shù)器的計數(shù)值，本器件已知為20 000；n2是第2階段積分期間內(nèi)部計數(shù)器的計數(shù)值。設(shè)在積分期間被積分電壓為恒值，可以推得：

對于ICL7135，在積分(包括1，2兩個階段)期間，其“BUSY”端輸出高電平信號，圖3中，單片機(jī)在BUSY=1期間對clock計數(shù)，因此該計數(shù)值為n1+n2，而已知“n1=20 000”，所以“n2=單片機(jī)計數(shù)值-20 000”，于是根據(jù)式(4)可算得被測電壓ui。該方法電路連接簡單且編程亦較簡單。

7 結(jié)語

水文數(shù)據(jù)監(jiān)測與采集的內(nèi)容涉及江河水位、水庫水位、雨量甚至氣溫、風(fēng)力風(fēng)向等方面，監(jiān)測點(diǎn)分散性大、數(shù)量多、地理環(huán)境差，若自建微波等無線通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，致使設(shè)備復(fù)雜、工程投入大，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高。近年移動通信業(yè)務(wù)以及微電腦技術(shù)的迅速發(fā)展，可以很好彌補(bǔ)傳統(tǒng)上的不足，本文是基于移動通信平臺的一種設(shè)計實例，實驗表明費(fèi)用低、可靠性高，具有較實用意義，可推廣應(yīng)用于相類似的其他領(lǐng)域。