(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210749281.5 (22)申请日 2022.06.28 (71)申请人 中煤科工集团西安研究院有限公司 地址 710077 陕西省西安市高新区锦业 一 路82号 (72)发明人 张军　王智聪　张涛　王昊星　 王霄菲　宫浩　刘京科　徐维泽　 (74)专利代理 机构 西安恒泰知识产权代理事务 所 61216 专利代理师 孙雅静 (51)Int.Cl. H04L 67/12(2022.01) G01D 21/02(2006.01) H04Q 9/00(2006.01) H04W 4/38(2018.01) (54)发明名称 一种基于物联网的水文遥测装置与遥测数 据传输方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于物联网的水文遥测 装置与遥测数据传输方法， 系统采取模块化设 计， 其中包括中央控制电路、 供电电源电路、 物联 网电路、 信号采集电路、 定时控制电路。 信号采集 电路将采集到的信号传递给中央控制电路， 定时 控制电路控制信号发射时间， 使装置根据预先设 置的时间参数定时发送， 供电电源电路给整个装 置供电， 采集信号通过物联网电路进行数据传 输。 所述的信号采集电路与中央控制电路连接， 定时控制电路与中央控制电路连接， 供电电源电 路与中央控制电路连接， 物联网电路与中央控制 电路连接。 通信 能力范围广， 网络实施成本得 以 节省， 实施复杂度得以减少。 权利要求书3页 说明书7页 附图4页 CN 114979220 A 2022.08.30 CN 114979220 A 1.一种基于物联网的水文遥测装置， 其特征在于， 包括中央控制电路、 供电电源电路、 物联网电路、 信号采集电路和定时控制电路； 所述的信号采集电路与中央控制电路连接， 定时控制电路与中央控制电路连接， 供电 电源电路与中央控制电路连接， 物联网电路与中央控制电路连接； 信号采集电路将采集到的信号传递给中央控制电路， 定时控制电路控制信号发射时 间， 使装置根据预先设置的时间参数定时发送， 供电电源电路给整个装置供电， 采集信号通 过物联网电路进行 数据传输 。 2.根据权利要求1所述的基于物联网的水文遥测装置， 其特征在于， 所述的中央控制电 路设置集成电路U1， 集成电路U1的型号为FT60F022， 集成电路U1一端接入控制信号采集部 分， 集成电路U1另一端分别连接控制物联网部分和控制定时控制部分； 控制定时控制部分 设置集成电路U2， 集成电路U2的型号为FT60F11F； 控制定时控制部分的作用是控制定时电 路， 控制物联网电路部分的作用是控制物联网电路中信号的传输， 控制信号采集部分的作 用是控制信号的采集与信号传输； 具体包括： 电阻R1与集成电路U1管脚SET连接， 集成电路U1管脚P0与电阻R1连接， 集成 电路U1管脚SDA与电阻R2一端连接， 集成电路U1管脚SCL与电阻R3一端连接， 电阻R2第二端 与电源V1连接， 电阻R3第二端与电源V1连接， 集成电路U1管脚VDD与电容C2一端连接， 集成 电路U1管脚GND与电容C2第二端连接， 电容C1一端与电容C2一端连接， 电容C1第二端接地， 集成电路U1管脚 VCC与电容C3一端 连接， 电容C3第二端与电阻R4一端 连接， 电阻R4第二端与 电源V2连接， 集成电路U1管脚GND与电容C4一端连接， 电容C4第二端接地， 电容C5一端与电 源V2连接， 电容C5第二端接地， 集成电路U1管脚REF与电容C4第二端连接， 集成电路U1管脚 FIN与电阻R5一端连接， 电阻R5第二端与集成电路U2管脚 OUT连接， 集成电路U1管脚P3与集 成电路U2管脚VS1连接， 集 成电路U1管脚 AIN与集成电路U2管脚ND连接， 集 成电路U1管脚COM 与电容C6一端连接， 电容C6第二端与集 成电路U2管脚ND连接， 集 成电路U2管脚TP1与电源V3 连接， 集成电路U2管脚GND接地； 集成电路U1管脚P0与供电电源电路连接， 集成电路U1管脚 P1与信号采集电路连接， 集成电路U1管脚P2与物联网电路连接， 集成电路U1管脚P4与定时 控制电路连接； 电源V1的作用是通过管脚VDD给集成电路U1供电， 电源V2的作用是通过管脚VCC给集成 电路U1供电， 电源V3的作用是通过管脚TP1给集 成电路U2供电， 集 成电路U1是控制电路的核 心， 它的作用是控制信号的传输， 集成电路U2的作用是控制信号的输出。 3.根据权利要求1或2所述的基于物联网的水文遥测装置， 其特征在于， 所述的物联网 电路设置集成电路U1， 集成电路U1的型号为TCA9543APWR， 集成电路U1一端接入输入部分， 另一端接入输出部分； 输入部分的作用是信号的输入， 信号输出部分的作用是信号的输出； 具体包括： 电阻R1一端接地， 电阻R1第二端与电源V1连接， 电容C1一端接地， 电容C1第 二端与电源V1连接， 电阻R2一端与电阻R5一端 连接， 电阻R2第二端与集 成电路U1管脚WS1连 接， 集成电路U1管脚WS2与电阻R2第二端连接， 电阻R3一端接地， 电阻R3第二端与集成电路 U1管脚GND1连接， 集成电路U1管脚GND2与电阻R3第二端 连接， 集成电路U1管脚LBI与电阻R4 一端连接， 电阻R4第二端接地， 集成电路U1管脚SYN一端与电容C2一端连接， 电容C2第二端 接地， 电阻R5第二端与集成电路U1管脚LBO连接， 电阻R11一端与电阻R5连接， 电阻R11第二 端与电容C6一端 连接， 电容C6第二端与接地， 集 成电路U1管脚NC与电阻R6一端 连接， 电阻R6权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114979220 A 2第二端与电阻R7一端连接， 电阻R7第二端与电源V2连接， 集成电路U1管脚OUT1与电阻R8一 端连接， 电阻R8第二端集 成电路U1管脚OUT2连接， 电容C3一端与电阻R8一端 连接， 电容C3第 二端与电阻R8第二端连接， 电阻R9一端与电容C3一端连接， 电阻R9第二端与电容C3第二端 连接， 电容C4一端与电源V3连接， 电容C4第二端接地， 集 成电路U1管脚GND与电阻R10一端 连 接， 电阻R10第二端与电容C5一端连接后预留接口与中央控制电路连接， 电容C5第二端接 地； 电源V1的作用是通过管脚WS1给集成电路U1供电， 电源V2的作用是通过管脚NC给集成 电路U1供电， 电源V3的作用是通过管脚PUT1给集成电路U1供电， 集成电路U1的作用是通过 集成电路实现信号的物联网通讯。 4.根据权利要求1或2所述的基于物联网的水文遥测装置， 其特征在于， 所述的信号采 集电路包括信号一次放大部分、 信号二次放大部分和信号三次放大部分； 信号一次放大部 分的作用是将信号进行一次放大， 信号二次放大部分的作用是将信号进行二次放大， 信号 三次放大部分的作用是将信号进行三次放大； 具体包括： 电阻R1一端与运算放大器IC1输出极连接， 电阻R1第二端与中央控制电路连 接， 电容C1一端与电阻R1一端连接， 电容C1第二端与运算放大器IC1输入正极连接， 电阻R3 一端与运算放大器IC1输入负极连接， 电阻R3第二端与电阻R4一端 连接， 电容C3一端与电阻 R3第二端连接， 电容C3第二端接地， 电源V1与运算放大器IC1第四端连接， 电源V2与运算放 大器IC1第五端连接， 电阻R2一端与电容C1一端连接， 电阻R2第二端与运算放大器IC2输出 极连接， 电阻R5一端与电阻R2第二端 连接， 电阻R5第二端与电容C2一端 连接， 电容C2第二端 与电阻R6一端 连接， 电阻R6第二端与电阻R4第二端 连接， 电阻R7一端与电容C2第二断连接， 电阻R7第二端与运算放大器IC3输入正极连接， 电源VIN ‑与运算放大器IC3输入负极连接， 电源VIN+与运算放大器IC2输入正极连接， 运算放大器IC2输入负极与电阻R5第二端连接， 电源V3与运算放大器IC2第四端连接， 电源V4与运算放大器IC2第五端连接， 电源V5与运算 放大器IC 3第四端连接， 电源V6与运 算放大器IC 3第五端连接； 电源VIN+的作用是给运算放大器IC2的正向输入提供电源， 电源VIN ‑的作用是给运算 放大器IC3的负向输入提供电源， 电源V1、 电源V2的作用是给运算放大器IC1提供电源， 电源 V3、 电源V4的作用是给运算放大器IC2 提供电源， 电源V5、 电源V6的作用是给运算放大器IC3 提供电源， 运算放大器IC1的作用是将一路采集信号进行初次放大， 运算放大器IC2的作用 是将二路采集信号进行初次放大， 运 算放大器IC 3的作用是将采集信号进行二次放大。 5.根据权利要求1或2所述的基于物联网的水文遥测装置， 其特征在于， 所述的定时控 制电路包括信号整流部分、 信号放大部分和信号整理部分； 信号整流部分的作用是将信号 进行整流处理， 信号放大部分的作用是将信号进行放大， 信号调整部分的作用是将信号进 行调整， 然后提供 给下一级电路； 具体包括： 电阻R1一端与电容C1一端连接， 电阻R1第二端电容C2一端连接， 电容C1第二 端与电阻R3一端 连接， 电阻R3第二端与电阻R5一端 连接， 电容C3一端与电阻R3第二端连接， 电容C3第二端接地， 电阻R2一端与电阻R1第二端 连接， 电阻R2第二端与三极管Q1一端