[发明专利]一种基于压力传感器的雨量测量系统

说明书

本发明公开了一种基于压力传感器的雨量测量系统，系统包括压力传感器、信号处理、AD转换、测温模块、主控制器、无线传输模块，压力传感器将采集到的雨量压力信号转化为电压信号，电压信号经信号处理单元放大滤波，再经AD转换后，送入主控制器计算处理，计算雨量后通过无线传输到计算机中进行存储和显示。本发明通过压力传感器将降雨量转化为电压量，不需要进行雨量的物理收集，可避免因雨量蒸发、溢出、堵塞等问题造成的误差，提高测量精度。

技术领域

本发明涉及一种基于压力传感器的雨量测量系统。

背景技术

在一定时间内，降落到地面上的无渗漏、蒸发、流失水层深度，叫做降雨量。雨量是气象六要素之一，可以衡量一个地区的降水量。降水量的多少影响着人类的生产和生活的方方面面。降水过多，会带来洪涝灾害、泥石流等自然灾害。降水过少，就会容易引起干旱，给人们的经济造成损失。因此，加强雨量的预报和测量，提高预警能力对于减少自然灾害带来的经济损失有着重要的作用。

现有的雨量传感器主要有翻斗式、虹吸式、称重式等，随着传感技术和计算技术的发展，还研发出了光学式、超声式等各种类型的雨量计。但是都存在一定的缺陷，翻斗式雨量计测量精度受雨强影响太大，雨强越大，误差越大。虹吸式不能自动观测，不能满足现代测量的要求。超声式由于超声波受外界环境影响比较大，导致测量精度差。本发明是采用的压力传感器，通过将雨水的冲击力和持续时间和雨量大小联系起来，实现雨量的测量。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种测量精度高，稳定性好，可实时存储显示数据的基于压力传感器的雨量测量系统。

技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种基于压力传感器的雨量测量系统，系统包括压力传感器、信号处理、AD转换、测温模块、主控制器、无线传输模块，压力传感器将采集到的雨量压力信号转化为电压信号，电压信号经信号处理单元放大滤波，再经AD转换后，送入主控制器计算处理，计算雨量后通过无线传输到计算机中进行存储和显示。本发明通过压力传感器将降雨量转化为电压量，不需要进行雨量的物理收集，可避免因雨量蒸发、溢出、堵塞等问题造成的误差，提高测量精度。

所述的测温模块压力传感器温度进行测量，数据送到主控制器中，实时对雨量数据进行补偿，本发明通过增加测温模块，实时测量压力传感器工作时的温度，传输到主控制器中实时补偿，降低传感器因温度产生的误差，进一步提高测量精度。

所述主控制器芯片是STM32F103系列，STM32F103系列芯片是一款基于ARMCortex-M3内核的处理芯片，具有128KB的Flash存储器以及20KB的内嵌SRAM，主频最高可达72MHz，所有型号的器件都包含2个12位的ADC，方便进行AD转换，还包含标准先进的通信接口，可以满足与终端上位机进行实时通信。其数据处理能力强大、功耗较低，能够满本设计的使用要求。

所述的无线传输模块是NRF905，所述模块通过SPI接口跟主控制器相连； NRF90是Nordic公司设计的一款体积小，性能好，工作稳定，抗干扰性强，通讯稳定的产品。该芯片是内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置，很适合在低功耗，低成本的系统中使用。

所述的信号处理单元是差分放大电路。

所述的测温模块包括热敏元件和测温电路，测温电路驱动热敏元件，将其监测到的温度变化的电阻信号转换成电压信号，再进行数模转换，送入主控制器进行分析处理。具体补偿方法是：通过一系列的试验，可以定量的计算出压力传感器在不同温度下的漂移量，然后把计算好的值放入主控制器中，当实际进行测量时，主控制器就会调用该值进行自动补偿。