超聲波明渠流量計污水測量的設計與探討   九

2．2系統的硬件設計

整個系統的硬件結構設計分為三大部分：超聲波發射、接收探頭及調理電路的設計，二次儀表的設計，以及基于GPRS的數據傳輸的設計。探頭用來完成超聲波的發射和接收功能。液位和流速傳感器的接收探頭接收到的超聲波，經過放大處理，輸出含有液位和流速信息的低頻模擬信號；二次儀表部分是以AT89C51為核心器

件，輔以其他外函電路。二次儀表部分是整個儀表的核心，負責整個儀表的控制和數字信號的處理。數據傳輸部分是用來通過GPRS通訊網把數據傳輸到上位機，然后再對數據進行處理。

該系統硬件結構包含三大模塊，第一大模塊是模擬系統部分，主要包括兩套超聲波發射器和接收器、信號處理電路CX20106／A、帶通濾波及解調放大電路、低通濾波器TLCl4和儀表放大器AD623，溫度傳感器DSl8820；第二大模塊是數字系統模塊，該模塊以AT89C51單片機為核心器件，外加模數轉換轉換集成電路電路TLC2543、LCD液晶顯示器、4x4鍵盤、SRAM6264、并行EEPROM2864等外圍電路；第三大模塊是GPRS傳輸模塊，該模塊以MC39I為核心，外加SIM卡座、電源等。

整個系統的處理過程是：超聲波發射器l以一定角度向流體中發射1MHz的超聲波信號，接收器將接收到的信號轉換成電信號，經窄帶陶瓷濾波器濾波后進行信號放大，之后解調電路從中解調出頻偏信號，該信號再經過低通濾波器濾除高頻噪聲，經放大電路進行信號放大后，由模／數轉換器TLC2543C進行模數轉換。單片機AT89C51對所得到的數字序列進行處理，得到頻偏值，再根據儀表參數進行流速、流量、累計流量等所需要的數據量的計算，然后數據經串口傳到GPRS模塊，通過網絡傳到上位機。

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