超声波明渠流量计污水测量的设计与探讨   九

2．2系统的硬件设计

整个系统的硬件结构设计分为三大部分：超声波发射、接收探头及调理电路的设计，二次仪表的设计，以及基于GPRS的数据传输的设计。探头用来完成超声波的发射和接收功能。液位和流速传感器的接收探头接收到的超声波，经过放大处理，输出含有液位和流速信息的低频模拟信号；二次仪表部分是以AT89C51为核心器

件，辅以其他外函电路。二次仪表部分是整个仪表的核心，负责整个仪表的控制和数字信号的处理。数据传输部分是用来通过GPRS通讯网把数据传输到上位机，然后再对数据进行处理。

该系统硬件结构包含三大模块，第一大模块是模拟系统部分，主要包括两套超声波发射器和接收器、信号处理电路CX20106／A、带通滤波及解调放大电路、低通滤波器TLCl4和仪表放大器AD623，温度传感器DSl8820；第二大模块是数字系统模块，该模块以AT89C51单片机为核心器件，外加模数转换转换集成电路电路TLC2543、LCD液晶显示器、4x4键盘、SRAM6264、并行EEPROM2864等外围电路；第三大模块是GPRS传输模块，该模块以MC39I为核心，外加SIM卡座、电源等。

整个系统的处理过程是：超声波发射器l以一定角度向流体中发射1MHz的超声波信号，接收器将接收到的信号转换成电信号，经窄带陶瓷滤波器滤波后进行信号放大，之后解调电路从中解调出频偏信号，该信号再经过低通滤波器滤除高频噪声，经放大电路进行信号放大后，由模／数转换器TLC2543C进行模数转换。单片机AT89C51对所得到的数字序列进行处理，得到频偏值，再根据仪表参数进行流速、流量、累计流量等所需要的数据量的计算，然后数据经串口传到GPRS模块，通过网络传到上位机。

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