基于PSTN的遠程水庫水位監測系統設計

對上游水庫水情的可靠準確掌握是實現灌區配水調度、科學管理的先決條件，水情信息主要是靠人工完成，人為因素影響較大，做不到準確及時的掌握。因此，某灌區管理局擬對其上游三座水庫進行水庫水位的遠程遙測，鑒于水庫均處于山區，用無線傳輸的方式使用方便，但信號強度可能不穩定，因而采用有線方式。有線方式種類較多，主要有雙絞線(如網線、電話線)、同軸電纜和光纖等，專用電纜的鋪設一次性投資較高，運行期間需專業人員維護。而采用租用電纜的方式則可免去一次性投資的費用，也不用聘用專業職員，而且在通信數據量不大的情況下，運行成本低。因此，本方案在通信方式上采用租用電話線，即PSTN方式。

1 系統組成
本遙測系統由超聲波水位傳感器、采集前端機、電信交換機和調度站遙測終端組成，如圖1所示。超聲波傳感器采集水位信息，采集前端機對超聲波傳感器測到的水位信號進行編碼，并通過電話線傳送到調度中心，前端機工作模式為被動式，即不進行自動上報水位，等待調度站的遙測指令，若收到正確的遙測指令立即將采集的數據傳到調度中心；調度站遙測終端由人工操作，只要按下招測鍵即可在液晶顯示器上顯示水庫水位。本文研究遙測終端的通訊部分，采集終端和遙測終端的電路類似。

2 單元電路
2．1 硬件系統組成
本系統主要分2部分，即遙測終端和采集前端機，兩者之間雙工通訊，其通訊電路基本相同，本文主要對其通信電路進行詳細的論述。每個單元電路框圖如圖2所示，主要包括CPU、電話來電振鈴檢測、模擬摘機、編碼和解碼、語音提示電路以及其他電路。其他電路包括液晶顯示驅動電路、鍵盤掃描電路和數據采集電路。下面對幾個主要模塊電路詳細地進行論述。

2．2 振鈴檢測電路
公用電話網的傳輸線路為二線模擬線路，采用直流環路信號方式，能向模擬話機提供直流饋電、振鈴信號、話音數據、音頻數據、雙音頻數據等。我國規定的標準為，話機在不通話時，電話線中的直流電壓是48 V。當有電話呼入時，同時還有(25±15)V、25 Hz的正弦信號加在電話線上，所以向用戶振鈴的鈴流電壓為(75±15)V、25 Hz的交流電壓。振鈴以5 s為周期，即1 s送，4 s斷。振鈴檢測電路如圖3所示。當該信號進入振鈴檢測電路后，首先用電容C41進行隔直，交流信號經過穩壓管VD41降壓30 V，然后輸入到光電耦合器進行轉換，電阻R41起限流作用。光電耦合器輸出的信號可以直接被CPU檢測。