一種水文纜道測驗系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

纜道測流是根據(jù)我國國情獨創(chuàng)的一種測流方式，特別適用于測流斷面容易變化的天然河床的斷面面積和平均流速的測量，是目前其它測流方法不可取代的。水文纜道測驗本身，是一個復(fù)雜空間系的動態(tài)變化過程，如纜道彈跳、機械運動慣性，流速的變化等因素都影響流量測驗的精度，而且是一個隨機變量，把這些主要變量建立成數(shù)學(xué)模型，編制相應(yīng)的程序，輸入微機，由微機自動運算調(diào)整，而得到正確的結(jié)果，這樣就會大大提高水文測驗的精度，又能及時地提供成果資料。

　　經(jīng)過近50年的發(fā)展，水文測流已形成以纜道測流為主，特別是纜道測流技術(shù)，近幾年發(fā)展迅速，基本可形成標準化建設(shè)的條件，如纜道架設(shè)已從多樣化發(fā)展到基本采用開口游輪省力方式；水文絞車已從手搖、皮帶聯(lián)連到滑差調(diào)速電動驅(qū)動、直流伺服電機驅(qū)動到與交流變頻調(diào)速配套使用的普通交流異步電機驅(qū)動絞車；纜道信號從直流有線、交流有線、交流無線和無線電信號發(fā)展到纜道綜合信號的地回路傳輸方式；流速測算已從電鈴、音響記數(shù)和自記計數(shù)、計時計數(shù)和流速直接測算到直接整算流量成果報表；起點距和入水深測量已從繩結(jié)測量、繩長計數(shù)測量到具有垂弧度自動修正的實距測量；行車控制也由手動、電動、滑差調(diào)速到直流可控硅調(diào)速發(fā)展打今天的交流變頻調(diào)速；總的繞道測流系統(tǒng)也由手動到半自動發(fā)展到全自動控制測流系統(tǒng)。

　　1 系統(tǒng)構(gòu)成

　　系統(tǒng)框圖如圖1所示。

　　采用AT89S8252單片機。由于河道測驗的數(shù)據(jù)量大且運算比較復(fù)雜，而單片機內(nèi)部的存儲器容量有限。故增加外部存儲器RAM6116和ROM6264.外部信號的輸入采集接口是以多路A/D片ADC0809為核心，將纜道信號和水位信號送到單片機P1口和P3口承擔其他輸入、輸出信號的接口。下面根據(jù)水文測驗的特點，介紹主要的接口電路和工作過程。

　　1.1 ADC0809接口電路

　　ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，ADC0809的主要特性：

　　1.它是具有8路模擬量輸入、8位數(shù)字量輸出功能的A/D轉(zhuǎn)換器。

　　2.轉(zhuǎn)換時間為100μs.

　　3.模擬輸入電壓范圍為0V~+5V,不需零點和滿刻度校準。

　　4.低功耗，約15mW.

　　他將電傳水位計的水位變化信號和纜道送來的流速、偏角、水面水底信號經(jīng)變換后傳送到單片機。該接口具有電路簡單、穩(wěn)定可靠、抗干擾強等特點。