超声波电子水尺的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种超声波电子水尺，它包括超声波测距模块、主控制电路、无线传输模块以及分别给主控制电路、无线传输模块和超声波测距模块提供电源的供电模块，其中，超声波测距模块，其包括测量电路和用于测量水面距离的超声波探头，超声波探头与测量电路相连接；主控制电路，其与测量电路相连接，并用于周期性地传递开启或关闭控制信号给超声波测距模块驱动开启或关闭和接收测量电路所传递的水位数据信息；其也与无线传输模块相连接，并用于通过无线传输模块将水位数据信息传递给外部数据中心和接收外部控制指令。本实用新型提高了测量精度，减少了布线成本，增加了使用寿命，提高了水位测量的时效性。
【专利说明】超声波电子水尺
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种超声波电子水尺，属于水位测量【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，随着我国经济的不断繁荣，大中城市的建设也在突飞猛进地高速发展，城市圈也在已经不断扩大。为了缓解交通压力和保证出行的畅通，许多城市建设了不少的立交桥和下穿隧道。近年来，由强降雨引起的城市下穿隧道及立交桥下低洼处存在大量积水的现象时有发生，且有愈演愈烈的趋势。在我国南方多雨的城市，积水有时竟然高达一米以上，且长时间不能及时排走，给人们的出行带来了很大的不便，严重时竟引发行人的死亡和失踪事件。
[0003]此现象已经引起市政、防汛、路政等政府有关部门的高度关注:一方面要积极修建并管理好排水设施，另一方面建设城市道路积水监测系统。该系统的建设极为必要，它即可以为决策机构的领导提供道路积水的实时信息，也为市政排水调度管理机构提供支持，还可以通过广播、电视等媒体为广大老百姓提供出行指南。
[0004]机械浮子式和光电浮子式都是来用机械齿轮减速产生进位和退位的办法来形成编码，为了产生可靠编码，一般都用格雷码输出，量程变化范围大，可以高达到80米。优点:原理简单、误差来源少、价格相对较低。缺点:机械加工复杂、运行阻力大、使用寿命短，土建成本相对较高。在城市道路积水监测系统中，该传感器显然不适用那样的环境。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种超声波电子水尺，它提高了测量精度，减少了布线成本，增加了使用寿命，提高了水位测量的时效性。
[0006]本实用新型解决上述技术问题采取的技术方案是:一种超声波电子水尺，它包括超声波测距模块、主控制电路、无线传输模块以及分别给主控制电路、无线传输模块和超声波测距模块提供电源的供电模块，其中，超声波测距模块，其包括测量电路和用于测量水面距离的超声波探头，超声波探头与测量电路相连接；主控制电路，其与测量电路相连接，并用于周期性地传递开启或关闭控制信号给超声波测距模块驱动开启或关闭和接收测量电路所传递的水位数据信息；其也与无线传输模块相连接，并用于通过无线传输模块将水位数据信息传递给外部数据中心和接收外部控制指令。
[0007]进一步，所述的超声波测距模块、主控制电路、无线传输模块和供电模块的外围安装有水尺壳体。
[0008]进一步，所述的水尺壳体由耐腐蚀工程塑料制成。
[0009]进一步，所述的供电模块包括依次相连接的太阳能电池板、电源控制电路、电池容量检测电路和蓄电池。
[0010]进一步，所述的无线传输模块包括依次相连接的无线收发芯片、功率放大元件、滤波元件和天线。[0011]进一步，所述的超声波探头为全密封结构，超声波探头由PVDF材料制成，并且超声波探头的周围设有密封填料灌装层。
[0012]更进一步，所述的密封填料灌装层由环氧树脂制成。
[0013]采用了上述技术方案后，本实用新型采用超声波探头来测量水位，测量精度比较高，而且周期性地唤醒超声波探头来检测水位，减少了供电成本，并通过无线传输模块实时地将水位数据信息传递给外部数据中心，提高了水位测量的时效性，同时也降低了布线成本，采用本电子水尺，其使用寿命大大提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的超声波电子水尺的原理示意图；
[0015]图2为本实用新型的供电模块的原理框图；
[0016]图3为本实用新型的主控制电路的工作流程图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
[0018]如图广3所示，一种超声波电子水尺，它包括超声波测距模块、主控制电路、无线传输模块以及分别给主控制电路、无线传输模块和超声波测距模块提供电源的供电模块，其中，超声波测距模块，其包括测量电路和用于测量水面距离的超声波探头，超声波探头与测量电路相连接；主控制电路，其与测量电路相连接，并用于周期性地传递开启或关闭控制信号给超声波测距模块驱动开启或关闭和接收测量电路所传递的水位数据信息；其也与无线传输模块相连接，并用于通过无线传输模块将水位数据信息传递给外部数据中心和接收外部控制指令。超声波测距模块、主控制电路、无线传输模块和供电模块的外围安装有水尺壳体。无线传输模块通过无线网络与外部数据中心交换数据，无线网络可以是不同的网络，根据实际网络情况，选择不同的无线通讯网络。
[0019]主控制电路采用超低功耗单片机，只有在超声波探头测量数据时才开启其电源，平时处于断电状态，使系统大功率器件的消耗功率降至最低。该单片机采用低功耗休眠模式和唤醒定时器，使单片机在绝大部分时间处于停机模式，只是周期性地唤醒超声波探头检测水位，判断是否发出报警信号。
[0020]水尺壳体可以选用耐腐蚀工程塑料制成。
[0021]如图2所示，供电模块包括依次相连接的太阳能电池板、电源控制电路、电池容量检测电路和蓄电池。主要功能是协助主控制电路实现电能的有效利用。
[0022]无线传输模块包括依次相连接的无线收发芯片、功率放大元件、滤波元件和天线。
[0023]超声波探头为全密封结构，超声波探头可以选用PVDF材料制成，并且超声波探头的周围设有密封填料灌装层。
[0024]密封填料灌装层可以选用环氧树脂制成。
[0025]如图3所示，所示的主控制电路的控制过程包括如下步骤:
[0026]SOl:系统初始化参数；
[0027]S02:进入定时休眠状态；[0028]S03:判断是否下雨，如果是则执行步骤S04，否则进行步骤S03 ；
[0029]S04:开启超声波探头；
[0030]S05:测量电路，读取水位值；
[0031]S06:传输给无线传输模块；
[0032]S07:无线传输模块通过无线网络将数据传输到外部数据中心；
[0033]S08:关闭超声波探头；
[0034]S09:设置下一次测量间隔；
[0035]SlO:进入休眠，等待唤醒后执行S04 ；
[0036]以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种超声波电子水尺，其特征在于:它包括超声波测距模块、主控制电路、无线传输模块以及分别给主控制电路、无线传输模块和超声波测距模块提供电源的供电模块，其中， 超声波测距模块，其包括测量电路和用于测量水面距离的超声波探头，超声波探头与测量电路相连接； 主控制电路，其与测量电路相连接，并用于周期性地传递开启或关闭控制信号给超声波测距模块驱动开启或关闭和接收测量电路所传递的水位数据信息；其也与无线传输模块相连接，并用于通过无线传输模块将水位数据信息传递给外部数据中心和接收外部控制指令。
2.根据权利要求1所述的超声波电子水尺，其特征在于:所述的超声波测距模块、主控制电路、无线传输模块和供电模块的外围安装有水尺壳体。
3.根据权利要求2所述的超声波电子水尺，其特征在于:所述的水尺壳体由耐腐蚀工程塑料制成。
4.根据权利要求1或2所述的超声波电子水尺，其特征在于:所述的供电模块包括依次相连接的太阳能电池板、电源控制电路、电池容量检测电路和蓄电池。
5.根据权利要求1或2所述的超声波电子水尺，其特征在于:所述的无线传输模块包括依次相连接的无线收发芯片、功率放大元件、滤波元件和天线。
6.根据权利要求1或2所述的超声波电子水尺，其特征在于:所述的超声波探头为全密封结构，超声波探头由PVDF材料制成，并且超声波探头的周围设有密封填料灌装层。
7.根据权利要求6所述的超声波电子水尺，其特征在于:所述的密封填料灌装层由环氧树脂制成。
【文档编号】G01F23/296GK203385461SQ201320497332
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年8月15日 优先权日:2013年8月15日
【发明者】张桂兰 申请人:东莞市善利水务科技有限公司