本發(fā)明涉及通信技術(shù)/計算機技術(shù)，具體涉及一種液位檢測與控制裝置和方法。

背景技術(shù)：

設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化創(chuàng)新發(fā)展的重要組成部分，近年來中國設(shè)施園藝取得了較快的發(fā)展。蔬菜生產(chǎn)是設(shè)施園藝中的重要部分，水肥一體化是當(dāng)前設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。相對于我國傳統(tǒng)的粗放的水肥施用方式，水肥一體化利用技術(shù)即是通過灌溉系統(tǒng)施肥澆水，作物在吸收水分的同時吸收養(yǎng)分。因其高效利用、省肥省水、節(jié)約成本、使用方便，被歐美等發(fā)達國家廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。所述的智能液位開關(guān)是水肥智能調(diào)控系統(tǒng)上的控制單元之一，是對混肥罐和回液桶中傳統(tǒng)液位控制浮子的改進設(shè)計。

水肥一體化智能液位調(diào)控設(shè)備在需要對液位進行監(jiān)控避免液面溢出或液位太低的導(dǎo)致水泵空轉(zhuǎn)。目前在水肥一體化設(shè)備中對液位控制有諸多不足。目前的液位自動監(jiān)控方法主要是通過判斷液位浮子的通斷來控制水泵的啟停。但是，經(jīng)過長時間、大范圍的實踐之后，發(fā)現(xiàn)在往混肥罐和回液桶中加水時，會導(dǎo)致水紋波動和接觸抖動等一些實際中常見的不良工況，而上述水紋波動和接觸抖動會嚴(yán)重影響液位開關(guān)的正常工作，致使液面溢出或液位太低的導(dǎo)致水泵空轉(zhuǎn)。

綜上所述，現(xiàn)階段我國水肥一體化設(shè)備的智能液位控制還是存在很多弊端，因此需要對目前存在的缺點進行改進，實現(xiàn)智能化液位控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明提出了克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種液位檢測與控制裝置和方法。

為此目的，第一方面，本發(fā)明提出一種液位檢測與控制裝置，裝置包括：浮子開關(guān)、進水壓傳感器、波幅及頻率傳感器和脈寬模式設(shè)定單元及液位控制單元；

所述浮子開關(guān)和脈寬模式設(shè)定單元連接液位控制單元，所述波幅及頻率傳感器和進水傳感器連接脈寬模式設(shè)定單元；

所述進水壓傳感器，用于測量進水管的水壓，輸出進水管的水壓信號；

所述波幅及頻率傳感器，用于測量液面波動振幅和頻率，輸出波幅信號和頻率信號；

所述脈寬模式設(shè)定單元，用于接收波幅及頻率傳感器的波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號，用于根據(jù)接收到的幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號輸出對應(yīng)的脈寬信號；

所述液位控制單元，用于接收浮子開關(guān)輸入的第一信號和脈寬信號，根據(jù)脈寬信號消除浮子開關(guān)的信號的波動，獲得第二信號；用于根據(jù)第二信號控制進水或出水。

可選的，所述用于根據(jù)接收到的幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號輸出對應(yīng)的脈寬信號包括，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)置的波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號與脈寬信號的對應(yīng)關(guān)系，以及根據(jù)接收到的波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信，確定對應(yīng)的脈寬信號。

可選的，所述波幅及頻率傳感器與浮子開關(guān)位于同一水平位置。

可選的，所述脈寬模式設(shè)定單元用于調(diào)節(jié)波幅信號、頻率信號和進水管水壓信號與脈寬信號的對應(yīng)關(guān)系。

可選的，所述液位控制單元用于在根據(jù)脈寬信號消除浮子開關(guān)的信號的波動之前，還用于消除第一信號的毛刺。

可選的，所述液位控制單元用于通過定時中斷的方式控制進水設(shè)備或出水設(shè)備。

第二方面，本發(fā)明提供一種液位檢測與控制方法，包括：

s101、接收波幅及頻率傳感器的波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號，用于根據(jù)接收到的波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號輸出對應(yīng)的脈寬信號；

s102、接收浮子開關(guān)輸入的第一信號和脈寬信號，根據(jù)脈寬信號消除浮子開關(guān)的信號的波動，獲得第二信號；

s103、根據(jù)第二信號控制進水或出水。

可選的，包括：接收波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號與脈寬信號的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)接收到的對應(yīng)關(guān)系輸出對應(yīng)的脈寬信號。

第三方面，本發(fā)明提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述任一所述方法的步驟。

第四方面，本發(fā)明提供一種計算機設(shè)備，包括處理電路以及存儲器，在所述存儲器上并可在所述處理器上執(zhí)行的計算機程序，其特征在于，所述處理電路執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)上述任一所述方法的步驟。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的通過增加波幅及頻率傳感器獲得液面波動的幅度和頻率，根據(jù)預(yù)設(shè)的波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號和脈寬信號的對應(yīng)關(guān)系，獲得脈寬信號，通過脈寬信號消除因為液面波動而導(dǎo)致的浮子開關(guān)的電信號波動，從而準(zhǔn)確的識別液面的狀態(tài)，消除液面波動對液位控制造成的影響。現(xiàn)有技術(shù)中不同的容器或使用不同功率的泵產(chǎn)生的波動幅度和頻率可能是不同的，從而導(dǎo)致同一套液位監(jiān)控裝置在某些容器中是可用的，而另一些容器中效果較差，或完全無法使用，應(yīng)用不同功率的泵也會造成不同程度的干擾信號，而上述裝置通過實施感應(yīng)液面波動從而干預(yù)浮子開關(guān)的信號的波動，從而使本裝置可應(yīng)用于各種不同的容器和不同功率的泵以滿足更多的使用需求。前面是提供對本發(fā)明一些方面的理解的簡要發(fā)明內(nèi)容。這個部分既不是本發(fā)明及其各種實施例的詳盡表述也不是窮舉的表述。它既不用于識別本發(fā)明的重要或關(guān)鍵特征也不限定本發(fā)明的范圍，而是以一種簡化形式給出本發(fā)明的所選原理，作為對下面給出的更具體的描述的簡介。應(yīng)當(dāng)理解，單獨地或者組合地利用上面闡述或下面具體描述的一個或多個特征，本發(fā)明的其它實施例也是可能的。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中實施所述液位檢測與控制裝置示意圖。

圖2為本發(fā)明的一個實施例中用于手動設(shè)置脈寬信號的裝置示意圖。

附圖標(biāo)記說明：浮子開關(guān)101、進水壓傳感器102、進液口105、波幅及頻率傳感器103、脈寬模式設(shè)定單元107、液位控制單元109。

具體實施方式

下面將結(jié)合示例性的實施例描述本發(fā)明。

本發(fā)明提出一種液位檢測與控制裝置，參見圖1，裝置包括：浮子開關(guān)101、進水壓傳感器102、波幅及頻率傳感器103和脈寬模式設(shè)定單元107及液位控制單元109；

浮子開關(guān)101設(shè)置有裝有液體的容器內(nèi)，用于感測液位，并在液位達到預(yù)設(shè)時發(fā)送電信號。浮子開關(guān)101，可以是側(cè)裝塑料浮子開關(guān)101，或側(cè)裝式pp塑料小浮球開關(guān)，或不銹鋼側(cè)裝水位液位浮子開關(guān)101等。進水傳感器設(shè)置于進水口，波幅和頻率傳感器用于感知液面波動的幅度和頻率，波幅及頻率傳感器103對液面的波動幅度和頻率信息進行實時采集。

所述浮子開關(guān)101和脈寬模式設(shè)定單元連接液位控制單元，所述波幅及頻率傳感器和進水傳感器連接脈寬模式設(shè)定單元；

所述進水壓傳感器102，用于測量進水管的水壓，輸出進水管的水壓信號；

所述波幅及頻率傳感器103，用于測量液面波動振幅和頻率，輸出波幅信號和頻率信號；

所述脈寬模式設(shè)定單元，用于接收波幅及頻率傳感器的波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號，用于根據(jù)接收到的幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號輸出對應(yīng)的脈寬信號；即采集到波幅、頻率和進水管的水壓后依據(jù)預(yù)設(shè)的脈寬模式產(chǎn)生脈寬信號，脈寬信號用于消除因為液面波動而導(dǎo)致的浮子開關(guān)101的電信號波動。脈寬模式包括但不限于模式一、模式二和模式三。模式一指的是用戶根據(jù)具體應(yīng)用場景調(diào)整波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號和脈寬信號的對應(yīng)關(guān)系。模式二指根據(jù)具體場景的實驗數(shù)據(jù)，預(yù)設(shè)波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號和脈寬信號的對應(yīng)關(guān)系；模式三是指采集波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號并訓(xùn)練，從而獲得預(yù)設(shè)波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號和脈寬信號的對應(yīng)關(guān)系，上述訓(xùn)練指的是通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型深度學(xué)習(xí)。無論何種模式，根據(jù)接收到的幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號輸出對應(yīng)的脈寬信號，可以理解為根據(jù)預(yù)先設(shè)置的波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號與脈寬信號的對應(yīng)關(guān)系，以及根據(jù)接收到的波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號，確定對應(yīng)的脈寬信號。

所述液位控制單元，用于接收浮子開關(guān)101輸入的第一信號和脈寬信號，根據(jù)脈寬信號消除浮子開關(guān)101的信號的波動，獲得第二信號；用于根據(jù)第二信號控制進水或出水。

控制進水或出水在一些實施例中，指的是控制進水口水泵或出水口水泵的啟停。

可以理解，通過增加波幅及頻率傳感器獲得液面波動的幅度和頻率，根據(jù)預(yù)設(shè)的波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號和脈寬信號的對應(yīng)關(guān)系，獲得脈寬信號，通過脈寬信號消除因為液面波動而導(dǎo)致的浮子開關(guān)101的電信號波動，從而準(zhǔn)確的識別液面的狀態(tài)，消除液面波動對液位控制造成的影響?，F(xiàn)有技術(shù)中不同的容器波動幅度和頻率可能是不同的，從而導(dǎo)致同一套液位監(jiān)控裝置在某些容器中是可用的，而另一些容器中效果較差，或完全無法使用，而上述裝置通過實施感應(yīng)液面波動從而干預(yù)浮子開關(guān)101的信號的波動，從而使本裝置可應(yīng)用于各種不同的容器。

在一些實施例中所述波幅及頻率傳感器與浮子開關(guān)101位于同一水平位置，即僅對預(yù)設(shè)的液位(例如最高液位或最低液位)進行波幅和頻率的檢測，從而節(jié)約液位檢測和控制的能耗。在一些實施例中，在液位到達最高液位附近時，由于液面的波動，浮子開關(guān)101會由穩(wěn)定的關(guān)信號轉(zhuǎn)為發(fā)出不穩(wěn)定的信號，當(dāng)液位控制單元接收到該不穩(wěn)定的信號時，控制波幅和頻率傳感器開始工作；在液位逐漸從高液位回落時，由于液面的波動，浮子開關(guān)101從開的信號轉(zhuǎn)而發(fā)出不穩(wěn)定的信號，直至發(fā)出關(guān)的信號，此時控制波幅和頻率傳感器停止工作。

波幅和頻率傳感器停止/開始工作應(yīng)理解為停止/開始獲取波幅信號和傳感器信號。在一種實施例中，通過定時中斷獲取上述信號，則在通過停止/開始定時中斷以及連接/斷開波幅和頻率傳感器的供電引腳的供電狀態(tài)，從而停止/開始獲取波幅信號和傳感器信號。

波幅和頻率傳感器是指具有感測液面波幅和頻率的傳感器，其可以是分開的波幅傳感器和頻率傳感器，也可以是物理結(jié)構(gòu)上是一體的傳感器。脈寬模式設(shè)定單元還具有調(diào)節(jié)波幅信號、頻率信號和進水管水壓信號與脈寬信號的對應(yīng)關(guān)系。即脈寬上述調(diào)節(jié)指的是具有相應(yīng)的輸入裝置，用于選擇脈寬模式，例如脈寬包括但不限于模式一、模式二和模式三；也可以理解為上述調(diào)節(jié)模式用戶根據(jù)具體應(yīng)用場景調(diào)整波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號和脈寬信號的對應(yīng)關(guān)系，即調(diào)節(jié)模式一中具體的一組或多組的波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號和脈寬信號的對應(yīng)關(guān)系。

通過調(diào)整波幅信號、頻率信號和進水管水壓信號與脈寬信號的對應(yīng)關(guān)系，從而加強液位控制裝置的適應(yīng)性，使其能更好的適應(yīng)不同容器中的液位波動情況，從而可以將本發(fā)明的液位控制裝置應(yīng)用于更多的場景中。在一種實施例中，還可以通過圖2所示的調(diào)節(jié)裝置手動設(shè)置脈寬信號。

所述液位控制單元用于在根據(jù)脈寬信號消除浮子開關(guān)101的信號的波動之前，還用于消除第一信號的毛刺。

所述液位控制單元用于通過定時中斷的方式控制進水設(shè)備或出水設(shè)備。進水設(shè)備指的是往容器中輸送液體的設(shè)備，出水設(shè)備指的是往容器中輸出液體的設(shè)備，常見的進水設(shè)備或出水設(shè)備為水泵。

可以理解的是上述液位控制裝置可以是單片機，也可以是通過小型的計算機接收上述各種傳感器的信號，以及執(zhí)行對應(yīng)的計算機程序后，輸出控制信號，控制水設(shè)備或出水設(shè)備。

所述的計算機程序可以是用于實現(xiàn)一種液位檢測與控制方法的，該方法包括：

s101、接收波幅及頻率傳感器的波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號，用于根據(jù)接收到的波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號輸出對應(yīng)的脈寬信號；

s102、接收浮子開關(guān)101輸入的第一信號和脈寬信號，根據(jù)脈寬信號消除浮子開關(guān)101的信號的波動，獲得第二信號；

s103、根據(jù)第二信號控制進水或出水。

可選的，包括：接收波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號與脈寬信號的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)接收到的對應(yīng)關(guān)系輸出對應(yīng)的脈寬信號。即該方法還包括：調(diào)整一組或多組波幅信號、頻率信號和進水管的水壓信號與脈寬信號的對應(yīng)關(guān)系。

上述計算機程序可以是運行于計算機中，也可以是存儲于存儲于存儲介質(zhì)中，即一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述任一所述方法的步驟。

本文中使用的“至少一個”、“一個或多個”以及“和/或”是開放式的表述，在使用時可以是聯(lián)合的和分離的。例如，“a、b和c中的至少一個”，“a、b或c中的至少一個”，“a、b和c中的一個或多個”以及“a、b或c中的一個或多個”指僅有a、僅有b、僅有c、a和b一起、a和c一起、b和c一起或a、b和c一起。

術(shù)語“一個”實體是指一個或多個所述實體。由此術(shù)語“一個”、“一個或多個”和“至少一個”在本文中是可以互換使用的。還應(yīng)注意到術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”也是可以互換使用的。

本文中使用的術(shù)語“自動的”及其變型是指在執(zhí)行處理或操作時沒有實質(zhì)的人為輸入的情況下完成的任何處理或操作。然而，即使在執(zhí)行處理或操作時使用了執(zhí)行所述處理或操作前接收到的實質(zhì)的或非實質(zhì)的人為輸入，所述處理或操作也可以是自動的。如果輸入影響所述處理或操作將怎樣進行，則視該人為輸入是實質(zhì)的。不影響所述處理或操作進行的人為輸入不視為是實質(zhì)的。

本文中使用的術(shù)語“計算機可讀介質(zhì)”或“存儲介質(zhì)”是指參與將指令提供給處理器執(zhí)行的任何有形存儲設(shè)備和/或傳輸介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)可以是在ip網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)絡(luò)傳輸(如soap)中編碼的串行指令集。這樣的介質(zhì)可以采取很多形式，包括但不限于非易失性介質(zhì)、易失性介質(zhì)和傳輸介質(zhì)。非易失性介質(zhì)包括例如nvram或者磁或光盤。易失性介質(zhì)包括諸如主存儲器的動態(tài)存儲器(如ram)。計算機可讀介質(zhì)的常見形式包括例如軟盤、柔性盤、硬盤、磁帶或任何其它磁介質(zhì)、磁光介質(zhì)、cd-rom、任何其它光介質(zhì)、穿孔卡、紙帶、任何其它具有孔形圖案的物理介質(zhì)、ram、prom、eprom、flash-eprom、諸如存儲卡的固態(tài)介質(zhì)、任何其它存儲芯片或磁帶盒、后面描述的載波、或計算機可以讀取的任何其它介質(zhì)。電子郵件的數(shù)字文件附件或其它自含信息檔案或檔案集被認(rèn)為是相當(dāng)于有形存儲介質(zhì)的分發(fā)介質(zhì)。當(dāng)計算機可讀介質(zhì)被配置為數(shù)據(jù)庫時，應(yīng)該理解該數(shù)據(jù)庫可以是任何類型的數(shù)據(jù)庫，例如關(guān)系數(shù)據(jù)庫、層級數(shù)據(jù)庫、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫等等。相應(yīng)地，認(rèn)為本發(fā)明包括有形存儲介質(zhì)或分發(fā)介質(zhì)和現(xiàn)有技術(shù)公知的等同物以及未來開發(fā)的介質(zhì)，在這些介質(zhì)中存儲本發(fā)明的軟件實施。

本文中使用的術(shù)語“確定”、“運算”和“計算”及其變型可以互換使用，并且包括任何類型的方法、處理、數(shù)學(xué)運算或技術(shù)。更具體地，其中““確定”、“運算”和“計算”及其變型的邏輯可以是硬編碼或可以是在可以被讀、解釋、編譯和執(zhí)行的規(guī)則文件中表示。

本文中使用的術(shù)語“模塊”或“工具”是指任何已知的或以后發(fā)展的硬件、軟件、固件、人工智能、模糊邏輯或能夠執(zhí)行與該元件相關(guān)的功能的硬件和軟件的組合。另外，雖然用示例性實施方式來描述本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的各方面可以單獨要求保護。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備中還存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超過”等理解為不包括本數(shù)；“以上”、“以下”、“以內(nèi)”等理解為包括本數(shù)。

盡管已經(jīng)對上述各實施例進行了描述，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改，所以以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利保護范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍之內(nèi)。