地下水是我國水資源的關(guān)鍵構(gòu)成部分，占總儲(chǔ)量的三分之一，年供應(yīng)量約達(dá)20%，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。然而，地下水的過度開采引發(fā)了諸多地質(zhì)災(zāi)害，例如地面沉降和地裂縫。當(dāng)前，我國地下水位監(jiān)測仍主要依賴傳統(tǒng)的人工方式，這種方式不僅限制了突發(fā)異常的預(yù)警效率，還消耗了大量的人力資源，并可能因人為因素引入測量誤差。因此，實(shí)現(xiàn)地下水位的自動(dòng)監(jiān)測對(duì)于提高地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)能力具有重要意義。 本設(shè)計(jì)思路如下：前端采用防水壓力傳感器US610進(jìn)行原始信號(hào)的采集，經(jīng)過調(diào)理放大后，傳輸至主控制器。在主控制器內(nèi)部經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理，通過無線通信模塊發(fā)送至室內(nèi)監(jiān)控室。接收端在控制器的控制下，通過串口將數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)。人機(jī)界面通過軟件實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理、顯示及存儲(chǔ)等操作。

聯(lián)興微壓力傳感器US610-100KW-S 壓力傳感器信號(hào)采集 US610-100KW-S是一種集成硅壓力傳感器，具備片內(nèi)信號(hào)調(diào)理功能和溫度補(bǔ)償功能，輸出為高精度模擬電壓信號(hào)。該傳感器的壓力測量范圍為0～100kPa，對(duì)應(yīng)水位范圍為0～10m，滿量程輸出為4.5-5V，靈敏度為0.04V／kPa。圖2展示了US610-100KW-S的實(shí)物圖及其推薦的退耦電路。

US610-100KW-S傳感器的上部設(shè)有1個(gè)壓力孔：P1孔，直接與水接觸；下部設(shè)有P2孔，為真空孔，通入空氣。電壓的變化與P1和P2之間差值P的變化成正比，US610屬于正壓式傳感器，即P1大于P2，其計(jì)算公式為P=P1-P2。 傳感器輸出電壓與水位之間存在良好的線性關(guān)系。鑒于不同地區(qū)重力加速度和地下水密度的差異，每次測量時(shí)，可以采集一組數(shù)據(jù)，計(jì)算出相應(yīng)的系數(shù)，并在軟件中進(jìn)行校正，以確保測量的準(zhǔn)確性。