1、智能提示仪应用于水文缆道测控技术探讨摘要：本文通过对水文缆道测流方法及目前国内主流全自动水文缆道测控系统的分析，以现有水文缆道测验系统为基础，使用一种胶印机智能提示装置进行改装，应用到水文缆道测控系统上。本系统保留原有的人工缆道设备的结构和资源条件，实现执行各测点的停车信号、水面信号、河底信号、测流信号等，共同完成缆道各测点测流任务的自动或半自动测控。 关键词：智能；单片机；水文缆道；探讨。 Abstract: Based on the analysis of the hydrological cableway flow measurement method and measurement a
2、nd control system of the domestic mainstream automatic hydrological cableway, based on existing hydrological cableway test system, the use of an offset press intelligent prompts the device to be modified and applied to hydrologicalcable Road, monitoring and control systems. This system retains the s
3、tructure and resource conditions of the original artificial cableway equipment to achieve the implementation of the stop signal of the measuring point, the water signal, Hedi signal flow measurement signals together to accomplish the cableway measuring point flow measurement tasks automatically or s
4、emi-automatic monitoring and control.Key words: intelligent; microcontroller; hydrological cableway; explore. 中图分类号：P332 文献标识码： 文章编号： 一、引言 缆道测流是我国水文行业常见的一种测流方式，特别适用于测流断面变化较小的天然河床，进行断面水深和流速测量。水文缆道工作系统由缆索、驱动、铅鱼三部分组成，通过岸上操作控制，进行流量测验工作1。缆道控制系统由交流变频器控制系统、手动操作系统、缆道测距定位系统、光电传感器和水文流速测算系统等部分组成,主要配合水文绞车装置和测流铅
5、鱼装置实现出车、回车、下降、提升等方面的无级变速控制。采集各测点的停车信号、水面信号、河底信号、测流信号等，共同完成缆道各测点测流任务的全自动或半自动测控。根据上述工作原理笔者选用一种胶印机智能提示装置，胶印机也是由一台普通交流异步电机驱动，通过交流变频控制系统进行正转、反转、步进、停止等工作。胶印机控制系统包括各种开关和多种传感器，如离合压霍尔传感器、过纸光电传感器、计数传感器、纸台上升传感器等等。其两者之间的工作原理十分近似，总之，无论是水文缆道控制系统，还是胶印机控制系统，同属工业控制自动化技术领域。为此，本文利用作者发明的一种胶印机智能提示装置进行改装应用到水文缆道测验中，实现水文缆道
6、自动控制,现将改装要点及电路接口进行论述。 二、原理与框图 胶印机智能提示装置的工作原理是将胶印机各个开关信号、传感器信号和查询键盘信号输入给单片机，通过单片机程序运算，提取相应资料，分别传送给显示屏和语音芯片进行智能提示。 （如图 1 所示） 该装置系统的核心为 AT89C52 单片机，它是由稳压电源、胶印机开关和传感器信号、晶体振荡器、查询帮助键盘、液晶显示屏、语音芯片、复位电路等组成。 三、控制原理 根据水文缆道控制原理，将胶印机智能提示装置进行改装，利用原有的单片机和输入输出接口，增加一些模块，中断控制器和 RS-232 通信接口等组成；软件部分由系统控制、数据采集存储等主要软件模块。
7、 下面介绍改装系统的原理和过程要点。 1、系统构成系统框图如图 2 所示。 2、控制系统仍旧按原配的 AT89C52 单片机为主和液晶显示模块2，键盘输入电路，增加无线数码信号接收系统、中断控制器和 RS-232 通信接口，外部信号的输入采集接口仍旧按原来单片机 P1 口和 P3 口承担其他输入、输出信号的接口。下面根据水文测验的特点，分别介绍主要的接口电路和工作过程3。 四、信号传输方式的选择 在缆道流量测验中，流速、水面、河底信号的稳定可靠传输是关键，目前我国水文缆道测量中,流速、水面、河底等信号传输有三种形式。 1、有线传输：传感器部分通过贯芯钢丝绳或在拉偏缆道上用主索与拉偏索，将信号传
8、回缆道控制室。 2、无线电波传输：传感器与室内接收装置无任何联接，完全依靠空中无线电波传输来接收传感器信号。一般讲，应安装水下信号发射装置，该装置接收水下传感器信号后，经调制以无线电波方式，通过起重索露出水面部分发射，经过空中传输，由岸上接收机接收，解调后还原成数字信号，再进行数据记录和显示，目前使用的有调幅波和调频波两种。 3、 “无线”传输：所谓“无线”传输，并非真正意义上的“无线” ，而是利用缆道主索和水体大地构成传输回路的一种特称。这种传输方式是目前采用水文缆道和测船测流中用得最好也是最多的一种信号传输方式。 4、本系统选用“无线”传输装置，它采用数字编码方式，短波调频无线发射，将缆道
9、起重索作为信号发射天线，传输水面、河底、流速信号，信号接收电路、解码电路直接置于仪器主电路板上，水面、河底信号分别输入到 AT89C52 的 P31、P32 接口上，流速信号接到中断控制器输入端，中断控制器的输出端接到 AT89C52 的 INT1 接口上。 5、起点距和水深 利用智能提示装置在控制胶印机上的纸张光电传感器接口，代替行程信号获取接口电路，铅鱼的行程信号有两个，一是铅鱼水平往返移动的行程信号，二是铅鱼测量水深时垂直移动的水深信号。位移信号的获取如图 3 所示。 工作过程是由加装在机械传动装置上的切光板和光电门获得。设计为缆索每移动 1 cm 切光板遮光一次，光电门产生一个脉冲。水
10、深和往返信号分别从光敏二极管 D3，D4 上取出，脉冲信号经过调理后，加到中断控制器输入端，中断控制器输出端与单片机 P33 相接。每移动 1 cm 产生一个中断，中断服务程序可以区别铅鱼此时作水平往返移动还是垂直移动4。 6、控制输出 将 AT89C52 单片机 P1 口原设计控制印刷机电动机进行正转、反转、步进、停止的接口，改为缆道测流变频控制输出接口。控制缆道运行,实现铅鱼前进、后退、上升、下降、停止和运行速度指令。一般缆道绞车是由两台普通交流异步感应电动机驱动5，由一台带动测流铅鱼垂直移动，另一台带动测流铅鱼水平移动，以变频器为主组成的缆道变频控制台，控制系统驱动两台电动机，控制台一般
11、配置手动按钮控制缆道升降、进退外,可由键盘控制它的运行。 结论 通过智能提示装置改装后，以单片机构成的水文缆道测验系统，具有较强的兼容性，适合中、小河道的自动或半自动测验，操作方便性能稳定，不但缩短施测时间,提高施测精度,有效地减少了操作者的劳动强度。而且提高信息采集、传输、处理的及时性、准确性，对防汛决策的科学性、主动性且有十分重要的意义。 参考文献： 1 戴建国水文缆道信号传输的研究J 水文,2001,21(4):22-23. 2 余永权ATMEL89 系列单片机应用技术M 北京：航空航天大学出版社，2002 3 胡汉才单片机原理与接口技术M 北京：清华大学出版社，1996 4 何立民. MCS-51 系列单片机应用系统设计M 北京:人民邮电出版社, 1993. 5 陈隆昌. 控制电机(第三版) M 西安: 西安电子科技大学出版社, 2000
