太陽能供電的液位檢測裝置的制造方法
【專利摘要】一種太陽能供電的液位檢測裝置，包括供電系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)包括液位傳感器、信號采集模塊和微處理器，其特征在于：所述供電系統(tǒng)包括太陽能電池板、蓄電池和電源管理模塊，蓄電池和太陽能電池板均與電源管理模塊連接，電源管理模塊與微處理器相應的輸入輸出端連接；所述數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)還包括存儲器、GPS模塊和無線通信模塊，GPS模塊與微處理器相應的輸入端連接，存儲器與微處理器相應的輸入輸出端連接，無線通信模塊與微處理器相應的輸入輸出端連接。本實用新型采用太陽能供電，能夠持續(xù)正常運行且節(jié)能，并且能夠快速靈活地部署到需檢測液位的地點。
【專利說明】
太陽能供電的液位檢測裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及液位檢測設備，具體涉及一種太陽能供電的液位檢測裝置。
【背景技術】
[0002]液位檢測及管理系統(tǒng)一般包括液位管理平臺和若干液位檢測裝置(即液位檢測終端)，各液位檢測裝置分布在需要檢測液位的地點(如水廠取水點、城市排水管道、江河、湖泊等)，各液位檢測裝置采集所在位置的液位信息后傳輸給液位管理平臺，實現(xiàn)液位的遠程集中檢測管理。目前，液位檢測裝置的供電一般為市電、蓄電池或干電池，液位信息的傳輸大多采用有線傳輸方式，由于液位檢測地點數(shù)量較多且較為分散，因此整個液位檢測及管理系統(tǒng)存在布線麻煩、建造成本高等缺點，且液位檢測裝置往往會出現(xiàn)供電電壓不穩(wěn)而不能正常工作的情況。此外，在出現(xiàn)突發(fā)情況(如大范圍城市內澇、干旱災害等)時，需在某些地點臨時緊急部署一批液位檢測裝置并投入運行，這靠傳統(tǒng)的液位檢測裝置難以快速方便地實現(xiàn)。
【發(fā)明內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種太陽能供電的液位檢測裝置，這種液位檢測裝置采用太陽能供電，能夠持續(xù)正常運行且節(jié)能，并且能夠快速靈活地部署到需檢測液位的地點。采用的技術方案如下:
[0004]一種太陽能供電的液位檢測裝置，包括供電系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)包括液位傳感器、信號采集模塊和微處理器，液位傳感器與信號采集模塊連接，信號采集模塊與微處理器相應的輸入端連接，其特征在于:所述供電系統(tǒng)包括太陽能電池板、蓄電池和電源管理模塊，蓄電池和太陽能電池板均與電源管理模塊連接，電源管理模塊與微處理器相應的輸入輸出端連接;所述數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)還包括存儲器、GPS模塊和無線通信模塊，GPS模塊與微處理器相應的輸入端連接，存儲器與微處理器相應的輸入輸出端連接，無線通信模塊與微處理器相應的輸入輸出端連接;供電系統(tǒng)為液位傳感器、信號采集模塊、微處理器、存儲器、GPS模塊和無線通信模塊供電。
[0005]上述液位檢測裝置中，液位傳感器用于感應液位變化，并將數(shù)據(jù)傳送給信號采集模塊;信號采集模塊將液位變化數(shù)據(jù)轉換為適于微處理器處理的液位值并傳送給微處理器(信號采集模塊可按固定的時間間隔采集液位傳感器檢測到的液位數(shù)據(jù))，并控制液位傳感器的數(shù)據(jù)傳送;存儲器用于長期保存數(shù)據(jù)(包括需在微處理器運行的程序、檢測的液位數(shù)據(jù)等)；微處理器提供控制功能和運算功能，可接收來自信號采集模塊的液位變化數(shù)據(jù)，并與存儲器、無線通信模塊交換數(shù)據(jù);GPS模塊用于液位檢測裝置的定位，獲取檢測點的地理位置信息，并將地理位置信息傳送給微處理器，再由無線通信模塊給液位管理平臺，以便液位管理平臺總覽各液位檢測裝置的投放、運行情況;無線通信模塊能夠向液位管理平臺傳輸液位檢測裝置檢測到的液位數(shù)據(jù)及地理位置信息；電源管理模塊根據(jù)來自微處理器的控制信號，控制太陽能電池板給蓄電池充電的過程，同時也可以作為分電器，分出各支路電源供各模塊使用，另外，微處理器監(jiān)控各支路電源的電流值、電壓值，獲知各模塊的用電情況。
[0006]優(yōu)選方案中，上述無線通信模塊包含有WIFI通信模塊和移動通信模塊。WIFI通信模塊可通過無線連接寬帶網(wǎng)絡，在無線寬帶網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域使用，使液位檢測裝置能夠高速、穩(wěn)定、低成本地傳送液位數(shù)據(jù)。移動通信模塊(移動通信模塊可為GSM模塊、CDMA模塊、TD-S⑶MA模塊或WCDMA模塊)可插入移動通信網(wǎng)絡SIM卡，連接到移動通信網(wǎng)絡，在移動通信網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域使用，可填補寬帶網(wǎng)絡的空白區(qū)域，擴大液位檢測裝置的適用范圍，減少地理位置限制。
[0007]優(yōu)選方案中，上述電源管理模塊包括電池充放電控制電路、分壓及穩(wěn)壓電路、電流監(jiān)控電路和信號輸入輸出端口，太陽能電池板和蓄電池分別與電池充放電控制電路相應的端口連接，電池充放電控制電路通過信號輸入輸出端口接收來自微處理器的控制信號，電池充放電控制電路的電源輸出端口與分壓及穩(wěn)壓電路的電源輸入端口連接，分壓及穩(wěn)壓電路具有分別為液位傳感器、信號采集模塊、微處理器、存儲器、GPS模塊和無線通信模塊供電的多個支路電源輸出端；電流監(jiān)控電路檢測各支路電源輸出端的電流強度，并將檢測到的各電流強度信號通過信號輸入輸出端口傳輸至微處理器。上述電池充放電控制電路根據(jù)來自微處理器的控制信號，控制太陽能電池板給蓄電池充電的過程，并對蓄電池的放電過程進行控制，以提高充電效率，保證蓄電池充放電的安全性，延長蓄電池的使用壽命;分壓及穩(wěn)壓電路分出電壓穩(wěn)定的各支路電源供各模塊使用；電流監(jiān)控電路對各支路電源輸出端的電流進行監(jiān)控，并將電流信號通過信號輸入輸出端口傳輸至微處理器，微處理器根據(jù)各支路電源的電流值、電壓值，可對各模塊的用電情況進行監(jiān)控;信號輸入輸出端口作為電源管理模塊與微處理器之間信號傳輸?shù)慕涌凇?br>[0008]優(yōu)選方案中，上述數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)還包括顯示裝置(如液晶顯示屏)，顯示裝置與微處理器相應的輸出端連接，用于現(xiàn)場顯示液位檢測裝置檢測到的液位數(shù)據(jù)。
[0009]采用若干個本實用新型的液位檢測裝置與液位管理平臺共同構成液位檢測及管理系統(tǒng)，液位管理平臺將各檢測點的地理位置信息進行標記，并匯總各液位檢測裝置傳送過來的液位數(shù)據(jù)，能夠實現(xiàn)全區(qū)域、大面積的液位數(shù)據(jù)采集及遠程管理，建立數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)匯總查詢及超警戒值自動預警等功能。
[0010]本實用新型采用太陽能供電以及遠程數(shù)據(jù)傳輸方式，能夠持續(xù)正常運行且節(jié)能，并且由于無需進行供電線路和通信線路的布線，因而能夠快速靈活地部署到需檢測液位的地點，有利于降低液位檢測及管理系統(tǒng)的建造及運行成本。本實用新型為智能水廠、智慧城市排水管道等的液位采集提供便利，并且在出現(xiàn)大范圍城市內澇、干旱災害等突發(fā)情況時，可迅速部署一批這樣的液位檢測裝置并投入運行，為自然災害應急指揮部提供實時的液位數(shù)據(jù)，為搶險救災工作提供有力幫助。而且，本實用新型通過電源管理模塊控制太陽能電池板給蓄電池充電的過程，可提高充電效率，保證蓄電池充放電的安全性，延長蓄電池的使用壽命，使液位檢測裝置能夠長時間正常運行。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型優(yōu)選實施例的電路原理框圖；
[0012]圖2是本實用新型優(yōu)選實施例中供電系統(tǒng)的電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，這種太陽能供電的液位檢測裝置包括供電系統(tǒng)I和數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)2;數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)2包括液位傳感器21、信號采集模塊22、微處理器23、存儲器24、GPS模塊25和無線通信模塊26，液位傳感器21與信號采集模塊22連接，信號采集模塊22與微處理器23相應的輸入端連接，GPS模塊25與微處理器23相應的輸入端連接，存儲器24與微處理器23相應的輸入輸出端連接，無線通信模塊26與微處理器23相應的輸入輸出端連接;供電系統(tǒng)I包括太陽能電池板11、蓄電池12和電源管理模塊13，蓄電池12和太陽能電池板11均與電源管理模塊13連接，電源管理模塊13與微處理器23相應的輸入輸出端連接;供電系統(tǒng)I為液位傳感器21、信號采集模塊22、微處理器23、存儲器24、GPS模塊25和無線通信模塊26供電。
[0014]無線通信模塊26包含有WIFI通信模塊和移動通信模塊。WIFI通信模塊可通過無線連接寬帶網(wǎng)絡，在無線寬帶網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域使用。移動通信模塊(移動通信模塊可為GSM模塊、⑶MA模塊、TD-SCDMA模塊或WCDMA模塊)可插入移動通信網(wǎng)絡SM卡，連接到移動通信網(wǎng)絡，在移動通信網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域使用。
[0015]參考圖2，電源管理模塊13包括電池充放電控制電路131、分壓及穩(wěn)壓電路132、電流監(jiān)控電路133和信號輸入輸出端口 134，太陽能電池板11和蓄電池12分別與電池充放電控制電路131相應的端口連接，電池充放電控制電路131通過信號輸入輸出端口 134接收來自微處理器23的控制信號，電池充放電控制電路131的電源輸出端口與分壓及穩(wěn)壓電路132的電源輸入端口連接，分壓及穩(wěn)壓電路132具有分別為液位傳感器21、信號采集模塊22、微處理器23、存儲器24、GPS模塊25和無線通信模塊26供電的多個支路電源輸出端135;電流監(jiān)控電路133檢測各支路電源輸出端135的電流強度，并將檢測到的各電流強度信號通過信號輸入輸出端口 134傳輸至微處理器23。
[0016]上述液位傳感器21、信號采集模塊22、微處理器23、存儲器24、GPS模塊25、無線通信模塊26、太陽能電池板11、蓄電池12、電池充放電控制電路131、分壓及穩(wěn)壓電路132、電流監(jiān)控電路133等均可采用常規(guī)技術，在此不作進一步描述。
[0017]上述數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)還可包括顯示裝置(如液晶顯示屏)，顯示裝置與微處理器相應的輸出端連接，用于現(xiàn)場顯示液位檢測裝置檢測到的液位數(shù)據(jù)。
[0018]本實施例的液位檢測裝置中，液位傳感器21用于感應液位變化，并將數(shù)據(jù)傳送給信號采集模塊22;信號采集模塊22將液位變化數(shù)據(jù)轉換為適于微處理器23處理的液位值并傳送給微處理器23(信號采集模塊可按固定的時間間隔采集液位傳感器檢測到的液位數(shù)據(jù))，并控制液位傳感器21的數(shù)據(jù)傳送;存儲器24用于長期保存數(shù)據(jù)(包括需在微處理器運行的程序、檢測的液位數(shù)據(jù)等)；微處理器23提供控制功能和運算功能，可接收來自信號采集模塊22的液位變化數(shù)據(jù)，并與存儲器24、無線通信模塊26交換數(shù)據(jù);GPS模塊25用于液位檢測裝置的定位，獲取檢測點的地理位置信息，并將地理位置信息傳送給微處理器23，再由無線通信模塊26給液位管理平臺，以便液位管理平臺總覽各液位檢測裝置的投放、運行情況;無線通信模塊26能夠向液位管理平臺傳輸液位檢測裝置檢測到的液位數(shù)據(jù)及地理位置信息。電源管理模塊13中，信號輸入輸出端口 134作為電源管理模塊13與微處理器23之間信號傳輸?shù)慕涌?；電池充放電控制電?31根據(jù)來自微處理器23的控制信號，控制太陽能電池板11給蓄電池12充電的過程，并對蓄電池12的放電過程進行控制;分壓及穩(wěn)壓電路132分出電壓穩(wěn)定的各支路電源供各模塊使用(各支路電源通過支路電源輸出端135連接至各模塊的電源端)；電流監(jiān)控電路133對各支路電源輸出端135的電流進行監(jiān)控，并將電流信號通過信號輸入輸出端口 134傳輸至微處理器23，微處理器23根據(jù)各支路電源的電流值、電壓值，可對各模塊的用電情況進行監(jiān)控。
[0019]采用若干個本實施例的液位檢測裝置與液位管理平臺共同構成液位檢測及管理系統(tǒng)，液位管理平臺將各檢測點的地理位置信息進行標記，并匯總各液位檢測裝置傳送過來的液位數(shù)據(jù)，能夠實現(xiàn)全區(qū)域、大面積的液位數(shù)據(jù)采集及遠程管理，建立數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)匯總查詢及超警戒值自動預警等功能。
【主權項】
1.一種太陽能供電的液位檢測裝置，包括供電系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)包括液位傳感器、信號采集模塊和微處理器，液位傳感器與信號采集模塊連接，信號采集模塊與微處理器相應的輸入端連接，其特征在于:所述供電系統(tǒng)包括太陽能電池板、蓄電池和電源管理模塊，蓄電池和太陽能電池板均與電源管理模塊連接，電源管理模塊與微處理器相應的輸入輸出端連接;所述數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)還包括存儲器、GPS模塊和無線通信模塊，GPS模塊與微處理器相應的輸入端連接，存儲器與微處理器相應的輸入輸出端連接，無線通信模塊與微處理器相應的輸入輸出端連接;供電系統(tǒng)為液位傳感器、信號采集模塊、微處理器、存儲器、GPS模塊和無線通信模塊供電。2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能供電的液位檢測裝置，其特征在于:所述無線通信模塊包含有WIFI通信模塊和移動通信模塊。3.根據(jù)權利要求1或2所述的太陽能供電的液位檢測裝置，其特征在于:所述電源管理模塊包括電池充放電控制電路、分壓及穩(wěn)壓電路、電流監(jiān)控電路和信號輸入輸出端口，太陽能電池板和蓄電池分別與電池充放電控制電路相應的端口連接，電池充放電控制電路通過信號輸入輸出端口接收來自微處理器的控制信號，電池充放電控制電路的電源輸出端口與分壓及穩(wěn)壓電路的電源輸入端口連接，分壓及穩(wěn)壓電路具有分別為液位傳感器、信號采集模塊、微處理器、存儲器、GPS模塊和無線通信模塊供電的多個支路電源輸出端；電流監(jiān)控電路檢測各支路電源輸出端的電流強度，并將檢測到的各電流強度信號通過信號輸入輸出端口傳輸至微處理器。
【文檔編號】G01F23/00GK205565875SQ201620414476
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】肖斌, 彭鴻, 盧旭錦, 謝培群, 梁煜輝, 顏觀文
【申請人】汕頭職業(yè)技術學院