基于PSTN的远程水库水位监测系统设计

对上游水库水情的可靠准确掌握是实现灌区配水调度、科学管理的先决条件，水情信息主要是靠人工完成，人为因素影响较大，做不到准确及时的掌握。因此，某灌区管理局拟对其上游三座水库进行水库水位的远程遥测，鉴于水库均处于山区，用无线传输的方式使用方便，但信号强度可能不稳定，因而采用有线方式。有线方式种类较多，主要有双绞线(如网线、电话线)、同轴电缆和光纤等，专用电缆的铺设一次性投资较高，运行期间需专业人员维护。而采用租用电缆的方式则可免去一次性投资的费用，也不用聘用专业职员，而且在通信数据量不大的情况下，运行成本低。因此，本方案在通信方式上采用租用电话线，即PSTN方式。

1 系统组成
本遥测系统由超声波水位传感器、采集前端机、电信交换机和调度站遥测终端组成，如图1所示。超声波传感器采集水位信息，采集前端机对超声波传感器测到的水位信号进行编码，并通过电话线传送到调度中心，前端机工作模式为被动式，即不进行自动上报水位，等待调度站的遥测指令，若收到正确的遥测指令立即将采集的数据传到调度中心；调度站遥测终端由人工操作，只要按下招测键即可在液晶显示器上显示水库水位。本文研究遥测终端的通讯部分，采集终端和遥测终端的电路类似。

2 单元电路
2．1 硬件系统组成
本系统主要分2部分，即遥测终端和采集前端机，两者之间双工通讯，其通讯电路基本相同，本文主要对其通信电路进行详细的论述。每个单元电路框图如图2所示，主要包括CPU、电话来电振铃检测、模拟摘机、编码和解码、语音提示电路以及其他电路。其他电路包括液晶显示驱动电路、键盘扫描电路和数据采集电路。下面对几个主要模块电路详细地进行论述。

2．2 振铃检测电路
公用电话网的传输线路为二线模拟线路，采用直流环路信号方式，能向模拟话机提供直流馈电、振铃信号、话音数据、音频数据、双音频数据等。我国规定的标准为，话机在不通话时，电话线中的直流电压是48 V。当有电话呼入时，同时还有(25±15)V、25 Hz的正弦信号加在电话线上，所以向用户振铃的铃流电压为(75±15)V、25 Hz的交流电压。振铃以5 s为周期，即1 s送，4 s断。振铃检测电路如图3所示。当该信号进入振铃检测电路后，首先用电容C41进行隔直，交流信号经过稳压管VD41降压30 V，然后输入到光电耦合器进行转换，电阻R41起限流作用。光电耦合器输出的信号可以直接被CPU检测。