摘要：规划了一种新式的水情遥测终端，该终端可以实时收集雨量、水位、流量、温度等多种水情数据，对收集到的数据可以进行显现。一起能经过CDMA网络或许备用的超短波网络及时将数据上传给中心站，使得数据通讯不中止。该体系作业安稳牢靠，满意水情遥测的功用和功用等技能要求，具有杰出的运用远景。
关键词：遥测终端；ATMEGA1280；MC703；CMX868；两层通讯
为了习惯防汛和水利调度的现代化、信息化要求，往往需求收集多个水情数据，收集的内容包含水位、雨量等参数，遥测终RTU(Remote Terminal Unit)首要能完成对水情数据的主动收集与存储。在中心站任何时候需求检查数据时，遥测终端运用CDMA网络或许备用的超短波网络两层通讯网络都能及时地上传数据，避免了数据通讯的中止，精确快速的获取所需求的数据。中心站接收到各遥测站数据并进行剖析处理后，为水利部门供给及时精确的水情信息，进步防汛和水利调度的功率。RTU一般用于监测操控有限间隔或远方的设备，现已成为操控工业SCADA(Supervisory Control andData Acquisition，数据收集与监督操控)体系中的重要设备。
1 遥测终端的整体规划
遥测终端整体规划的方针是用于完成数据的收集存储，以及与中心站进行通讯。如图1所示，遥测终端的硬件中心微操控器选用嵌入式微处理器Atmega12800 HMI模块是人机接口模块，选用段式微功耗液晶显现器，带键盘操控，实时显现标准时间和替换显现各种参数，以便可以及时了解状况。通讯模块包含两个网络，一个是选用MC703无线模块接入CDMA网络，别的一个是选用调制解调器CMX868和电台ND886A构建超短波网络，完成数据的通讯。固态存储模块是体系外接的铁电存储器FRAM和大容量SD存储卡，用来作为片外存储器保存海量的水情数据信息。翻斗雨量计和并口水位计与微操控器直接相连，担任收集雨量和水位信息。RS485接口的首要功用是可以进一步扩展传感器，收集更多的水情数据，并传送给微操控器，以便微操控器对数据做进一步的处理。
相衔接，IQRN信号与微操控器外部中止输入引脚相连，这儿选用了INT2引脚，然后完成与CMX868A的数据通讯。
在CMX868A与电台ND886A的线路衔接中，咱们将CMX868A的输出脚TXA、输入脚RXA别离与电台的输入脚TFSK、输出脚RFSK相衔接。电台ND886A的／EXT PTT引脚与微操控器Atmega1280的PA0输入输出口相连。当PAO输出低电平信号到／EXT PTT引脚时，使该引脚变为低电平状况，即可翻开发射机发送数据；当该引脚为高阻状况时，电台可承受数据。这样，微操控器即将发送的数据传送给CMX868A，然后由Modem调制今后，再经电台发送出去。电台承受中心站发送过来的信号，经过处理今后传送给Modem，信号解调后再将数据发送给微操控器，做进一步的处理。因而，经过运用CMX868A的调制解谐和电台ND886A收发数据的功用，咱们就完成了超短波网络的数据通讯。微操控器、CMX868A与ND886A衔接示意图如图3所示。
在与CMX868A数据通讯中，需求拜访和设置CMX868A的一些寄存器。这些寄存器包含了复位指令寄存器、操控寄存器、发送形式寄存器、承受形式寄存器、发送数据寄存器、承受数据寄存器和状况寄存器。
复位指令寄存器的作用是让CMX868A复位，使其进入省电形式，下降功耗。操控寄存器的作用是使CMX868A进入正常作业形式，翻开中止和挑选外部晶振频率等。发送和承受形式寄存器的功用是清晰发送和承受信号的类型，信号的类型有QAM、DPSK、FSK调制信号，还有DTMF双音多频信号。发送和承受数据寄存器是数据的缓冲区，首要是寄存即将发送的数据和现已承受的数据。别的，经过拜访状况寄存器，可以获悉CMX868A当时的作业状况。
在CMX868A进行数据的调制解调时，选用了频率键控FSK的调制解调方法。发生频率为980 Hz的信号波形代表数字信号中的高电平，即数字“1”；发生频率为1180 Hz的信号波形代表数字信号中的低电平，即数字“0”，这样就较容易地完成了数据的调制解调。
2．3 数据收集模块
数据收集模块由雨量、水位传感器组成，将收集的数据上传到微操控器，微操控器对数据进行处理、存储和发送。
雨量传感器运用的是翻斗雨量计，选用单路收集方法。当降雨量到达翻斗雨量计触发值时，雨量计的两个输入信号发生回转，然后引发外部中止，唤醒处于休眠形式的微操控器，微操控器转入正常作业状况，履行雨量中止程序，将对检测到的雨量信号进行累加和保存。
水位的收集是运用12路并行线直接与微操控器的I／O口相连，水位选用查询方法，守时读取数据。
2．4 固态存储模块规划
固态存储模块由铁电存储器FRAM和大容量存储SD卡组成。铁电存储器FRAM可以作为数据的缓冲区，微操控器将收集的数据可以先暂存到铁电存储器FRAM中，然后最终将数据寄存在存储卡中，完成大容量的存储。FRAM、SD卡都是用SPI总线与Atmega1280衔接的，可以便利快速地进行数据通讯。
3 遥测终端软件规划
遥测终端软件规划的方针是完成在无人值守的状况下，有效地收集水位、雨量等水情信息，并做相应处理和存储，最终及时上传到中心站。
3．1 软件主程序规划
主程序是终端体系软件的中心部分，对体系进行整体的操控。主程序首要要进行体系参数的初始化作业，在没有使命需求履行时，体系休眠以下降功耗、节约电量。当触发中止时，体系被唤醒康复到正常作业状况，进入中止服务程序，处理完使命后，再次将体系设置成休眠状况。
体系的软件整体结构如图4所示。
体系被唤醒后，进入中止服务程序，履行的中止程序包含Modem中止程序，秒中止程序，守时中止程序，按键中止程序和雨量、水位中止程序等。
3．2 两层数据通讯程序规划
在两层数据通讯程序规划中，首要要对无线模块MC703进行复位检测，初始化参数，然后检测网络信号质量，进行无线衔接。在没有数据发送时，模块挑选休眠，下降功耗。当需求发送数据时，唤醒MC703模块，将数据发送出去。当检测到网络信号质量欠好时，或许无线衔接不上时，选用调制解调器CMX868A芯片，发动备用电台，及时向中心站发送数据。数据通讯程序规划如图5所示。
模块初始化的作业中，经过串口发送AT指令设置串口的波特率，检查模块的类型，软件的版本号，设置功用形式，将调试的过错上报，以及检查体系的信息和形式。初始化的首要指令流程如下：
模块的无线衔接运用AT指令进行PPP拨号上网，运用外置的协议栈，经过TCP／IP方法发送数据，／需求的首要AT指令流程如下：
4 结束语
规划的遥测终端RTU首要能完成对水情数据的主动收集与存储，显现数据和终端的作业状况，而且将数据发送给中心站。在数据传输中终端选用了CDMA网络和超短波网络两层通讯方法，正常作业状况是运用CDMA网络进行数据传送。当在CDMA网络无法掩盖到的偏远地区时，或许CDMA共用网络需求保护，不能运用时，都可以运用备用的超短波网络及时将数据上传给中心站，完成不间断的通讯。这样，水利管理部门可以及时得到精确的水情信息，有效地采纳办法防洪防汛，进步水利调度的功率，满意了水利信息化的要求。
