超聲波電子水尺的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種超聲波電子水尺，它包括超聲波測距模塊、主控制電路、無線傳輸模塊以及分別給主控制電路、無線傳輸模塊和超聲波測距模塊提供電源的供電模塊，其中，超聲波測距模塊，其包括測量電路和用于測量水面距離的超聲波探頭，超聲波探頭與測量電路相連接；主控制電路，其與測量電路相連接，并用于周期性地傳遞開啟或關(guān)閉控制信號給超聲波測距模塊驅(qū)動開啟或關(guān)閉和接收測量電路所傳遞的水位數(shù)據(jù)信息；其也與無線傳輸模塊相連接，并用于通過無線傳輸模塊將水位數(shù)據(jù)信息傳遞給外部數(shù)據(jù)中心和接收外部控制指令。本實(shí)用新型提高了測量精度，減少了布線成本，增加了使用壽命，提高了水位測量的時效性。
【專利說明】超聲波電子水尺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種超聲波電子水尺，屬于水位測量【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮，大中城市的建設(shè)也在突飛猛進(jìn)地高速發(fā)展，城市圈也在已經(jīng)不斷擴(kuò)大。為了緩解交通壓力和保證出行的暢通，許多城市建設(shè)了不少的立交橋和下穿隧道。近年來，由強(qiáng)降雨引起的城市下穿隧道及立交橋下低洼處存在大量積水的現(xiàn)象時有發(fā)生，且有愈演愈烈的趨勢。在我國南方多雨的城市，積水有時竟然高達(dá)一米以上，且長時間不能及時排走，給人們的出行帶來了很大的不便，嚴(yán)重時竟引發(fā)行人的死亡和失蹤事件。
[0003]此現(xiàn)象已經(jīng)引起市政、防汛、路政等政府有關(guān)部門的高度關(guān)注:一方面要積極修建并管理好排水設(shè)施，另一方面建設(shè)城市道路積水監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建設(shè)極為必要，它即可以為決策機(jī)構(gòu)的領(lǐng)導(dǎo)提供道路積水的實(shí)時信息，也為市政排水調(diào)度管理機(jī)構(gòu)提供支持，還可以通過廣播、電視等媒體為廣大老百姓提供出行指南。
[0004]機(jī)械浮子式和光電浮子式都是來用機(jī)械齒輪減速產(chǎn)生進(jìn)位和退位的辦法來形成編碼，為了產(chǎn)生可靠編碼，一般都用格雷碼輸出，量程變化范圍大，可以高達(dá)到80米。優(yōu)點(diǎn):原理簡單、誤差來源少、價格相對較低。缺點(diǎn):機(jī)械加工復(fù)雜、運(yùn)行阻力大、使用壽命短，土建成本相對較高。在城市道路積水監(jiān)測系統(tǒng)中，該傳感器顯然不適用那樣的環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種超聲波電子水尺，它提高了測量精度，減少了布線成本，增加了使用壽命，提高了水位測量的時效性。
[0006]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:一種超聲波電子水尺，它包括超聲波測距模塊、主控制電路、無線傳輸模塊以及分別給主控制電路、無線傳輸模塊和超聲波測距模塊提供電源的供電模塊，其中，超聲波測距模塊，其包括測量電路和用于測量水面距離的超聲波探頭，超聲波探頭與測量電路相連接；主控制電路，其與測量電路相連接，并用于周期性地傳遞開啟或關(guān)閉控制信號給超聲波測距模塊驅(qū)動開啟或關(guān)閉和接收測量電路所傳遞的水位數(shù)據(jù)信息；其也與無線傳輸模塊相連接，并用于通過無線傳輸模塊將水位數(shù)據(jù)信息傳遞給外部數(shù)據(jù)中心和接收外部控制指令。
[0007]進(jìn)一步，所述的超聲波測距模塊、主控制電路、無線傳輸模塊和供電模塊的外圍安裝有水尺殼體。
[0008]進(jìn)一步，所述的水尺殼體由耐腐蝕工程塑料制成。
[0009]進(jìn)一步，所述的供電模塊包括依次相連接的太陽能電池板、電源控制電路、電池容量檢測電路和蓄電池。
[0010]進(jìn)一步，所述的無線傳輸模塊包括依次相連接的無線收發(fā)芯片、功率放大元件、濾波元件和天線。[0011]進(jìn)一步，所述的超聲波探頭為全密封結(jié)構(gòu)，超聲波探頭由PVDF材料制成，并且超聲波探頭的周圍設(shè)有密封填料灌裝層。
[0012]更進(jìn)一步，所述的密封填料灌裝層由環(huán)氧樹脂制成。
[0013]采用了上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型采用超聲波探頭來測量水位，測量精度比較高，而且周期性地喚醒超聲波探頭來檢測水位，減少了供電成本，并通過無線傳輸模塊實(shí)時地將水位數(shù)據(jù)信息傳遞給外部數(shù)據(jù)中心，提高了水位測量的時效性，同時也降低了布線成本，采用本電子水尺，其使用壽命大大提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的超聲波電子水尺的原理示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的供電模塊的原理框圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型的主控制電路的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0018]如圖廣3所示，一種超聲波電子水尺，它包括超聲波測距模塊、主控制電路、無線傳輸模塊以及分別給主控制電路、無線傳輸模塊和超聲波測距模塊提供電源的供電模塊，其中，超聲波測距模塊，其包括測量電路和用于測量水面距離的超聲波探頭，超聲波探頭與測量電路相連接；主控制電路，其與測量電路相連接，并用于周期性地傳遞開啟或關(guān)閉控制信號給超聲波測距模塊驅(qū)動開啟或關(guān)閉和接收測量電路所傳遞的水位數(shù)據(jù)信息；其也與無線傳輸模塊相連接，并用于通過無線傳輸模塊將水位數(shù)據(jù)信息傳遞給外部數(shù)據(jù)中心和接收外部控制指令。超聲波測距模塊、主控制電路、無線傳輸模塊和供電模塊的外圍安裝有水尺殼體。無線傳輸模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)與外部數(shù)據(jù)中心交換數(shù)據(jù)，無線網(wǎng)絡(luò)可以是不同的網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)情況，選擇不同的無線通訊網(wǎng)絡(luò)。
[0019]主控制電路采用超低功耗單片機(jī)，只有在超聲波探頭測量數(shù)據(jù)時才開啟其電源，平時處于斷電狀態(tài)，使系統(tǒng)大功率器件的消耗功率降至最低。該單片機(jī)采用低功耗休眠模式和喚醒定時器，使單片機(jī)在絕大部分時間處于停機(jī)模式，只是周期性地喚醒超聲波探頭檢測水位，判斷是否發(fā)出報警信號。
[0020]水尺殼體可以選用耐腐蝕工程塑料制成。
[0021]如圖2所示，供電模塊包括依次相連接的太陽能電池板、電源控制電路、電池容量檢測電路和蓄電池。主要功能是協(xié)助主控制電路實(shí)現(xiàn)電能的有效利用。
[0022]無線傳輸模塊包括依次相連接的無線收發(fā)芯片、功率放大元件、濾波元件和天線。
[0023]超聲波探頭為全密封結(jié)構(gòu)，超聲波探頭可以選用PVDF材料制成，并且超聲波探頭的周圍設(shè)有密封填料灌裝層。
[0024]密封填料灌裝層可以選用環(huán)氧樹脂制成。
[0025]如圖3所示，所示的主控制電路的控制過程包括如下步驟:
[0026]SOl:系統(tǒng)初始化參數(shù)；
[0027]S02:進(jìn)入定時休眠狀態(tài)；[0028]S03:判斷是否下雨，如果是則執(zhí)行步驟S04，否則進(jìn)行步驟S03 ；
[0029]S04:開啟超聲波探頭；
[0030]S05:測量電路，讀取水位值；
[0031]S06:傳輸給無線傳輸模塊；
[0032]S07:無線傳輸模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠繑?shù)據(jù)中心；
[0033]S08:關(guān)閉超聲波探頭；
[0034]S09:設(shè)置下一次測量間隔；
[0035]SlO:進(jìn)入休眠，等待喚醒后執(zhí)行S04 ；
[0036]以上所述的具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲波電子水尺，其特征在于:它包括超聲波測距模塊、主控制電路、無線傳輸模塊以及分別給主控制電路、無線傳輸模塊和超聲波測距模塊提供電源的供電模塊，其中， 超聲波測距模塊，其包括測量電路和用于測量水面距離的超聲波探頭，超聲波探頭與測量電路相連接； 主控制電路，其與測量電路相連接，并用于周期性地傳遞開啟或關(guān)閉控制信號給超聲波測距模塊驅(qū)動開啟或關(guān)閉和接收測量電路所傳遞的水位數(shù)據(jù)信息；其也與無線傳輸模塊相連接，并用于通過無線傳輸模塊將水位數(shù)據(jù)信息傳遞給外部數(shù)據(jù)中心和接收外部控制指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波電子水尺，其特征在于:所述的超聲波測距模塊、主控制電路、無線傳輸模塊和供電模塊的外圍安裝有水尺殼體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波電子水尺，其特征在于:所述的水尺殼體由耐腐蝕工程塑料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波電子水尺，其特征在于:所述的供電模塊包括依次相連接的太陽能電池板、電源控制電路、電池容量檢測電路和蓄電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波電子水尺，其特征在于:所述的無線傳輸模塊包括依次相連接的無線收發(fā)芯片、功率放大元件、濾波元件和天線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波電子水尺，其特征在于:所述的超聲波探頭為全密封結(jié)構(gòu)，超聲波探頭由PVDF材料制成，并且超聲波探頭的周圍設(shè)有密封填料灌裝層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲波電子水尺，其特征在于:所述的密封填料灌裝層由環(huán)氧樹脂制成。
【文檔編號】G01F23/296GK203385461SQ201320497332
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】張桂蘭 申請人:東莞市善利水務(wù)科技有限公司