一种水位检测控制系统及其水位检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水位检测控制技术领域，尤其涉及一种水位检测控制系统及其水位检测方法。
【背景技术】
[0002]水位检测在工业控制和防洪预报等方面广泛应用，随着技术的发展，对水位检测已经从原来的人工用标尺检测发展到了通过水位传感器等自动化手段进行检测，虽然水位传感器能够精确的检测出水位信息，但是由于水位传感器是安装在水里，当发生故障时不容易维护而且更换比较麻烦需要下水进行操作，而且器件长期侵泡在水中会影响器件的使用寿命，一旦发生漏电容易出现危险等问题。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题:提供一种水位检测控制系统及其水位检测方法，以解决现有技术采用水位传感器检测水位存在的由于水位传感器是安装在水里，当发生故障时不容易维护而且更换比较麻烦需要下水进行操作，而且器件长期侵泡在水中会影响器件的使用寿命，一旦发生漏电容易出现危险等问题。
[0004]本发明技术方案:
一种水位检测控制系统，它包括:
电源电路，为控制器、超声波检测电路和通信电路提供电源；与控制器、超声波检测电路和通信电路导线连接；
超声波检测电路，通过超声波检测电路检测水位；与控制器导线连接；
控制器，根据超声波检测电路的收发信号计算出水位信息，与通信电路导线连接；
通信电路，采用串口通信模式将控制器计算出的水位信息送至上位机处理系统，与上位机处理系统导线连接；
上位机处理系统，根据控制器发来的水位信息确定下一步的处理方案。
[0005]超声波检测电路包括超声波发射装置、超声波接收装置和时钟脉冲电路。
[0006]控制器采用单片机电路制成。
[0007]水位检测控制系统的水位检测方法，它包括下述步骤:
步骤1、找基准点，安装超声波检测电路；
步骤2、超声波发射装置往水面发射超声波，同时启动计时器；
步骤3、超声波接收装置接收从水面返回的超声波信号，接收到超声波信号时停止计时器；
步骤4、根据计时器的时间值可以得出超声波从发射到返回所需的时间值，根据声波信号传输速度得出水面距基准点的距离；
步骤5、根据水面距基准点的距离，可以得出水位的变化情况，从而得到水位信息；
步骤6、将水位信息通过通信电路送至上位机处理系统。
[0008]本发明有益效果:
本发明采用超声波检测电路的超声波发射装置和超声波接收装置根据声波传输来确定水位，取消了在水下安装水位传感器，解决了现有技术采用水位传感器检测水位存在的由于水位传感器是安装在水里，当发生故障时不容易维护而且更换比较麻烦需要下水进行操作，而且器件长期侵泡在水中会影响器件的使用寿命，一旦发生漏电容易出现危险等问题。
[0009]【附图说明】:
图1是本发明控制原理示意图。
[0010]【具体实施方式】:
一种水位检测控制系统，它包括:
电源电路，为控制器、超声波检测电路和通信电路提供电源；与控制器、超声波检测电路和通信电路导线连接；本系统采用的STM32F103VET6，STM32的工作电压(VDD)为2.0?3.6V。通过内置的电压调节器提供所需的1.8V电源。当主电源VDD掉电后，通过VBAT脚为系统提供电源。
[0011]超声波检测电路，通过超声波检测电路检测水位；与控制器导线连接；其测距原理为:通过超声波发射装置发出超声波，根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离了。这与雷达测距原理相似。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时(超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(S)，即:s=340t/2)。
[0012]控制器，根据超声波检测电路的收发信号计算出水位信息，与通信电路导线连接;
通信电路，采用串口通信模式将控制器计算出的水位信息送至上位机处理系统，与上位机处理系统导线连接；在本系统中需要用到串口通信，控制发送数据到PC上显示，以实现单片机与PC机的通信。在串口通信中使用到的芯片是MAX3232CSE，MAX3232CSE是一种低功耗拥有两个接收器和两个发射器的串口接口芯片。它兼容了 RS-232的特性。供电范围是3V — 5.5V.在MAX3232CSE内部，有两个充电泵。该芯片的外围电路非常简单，外部只需要接上4个0.1uF的充电电容就可以使用了。通信速率在120kbps能够保证数据不出错。并且能够保持RS232的输出电平。MAX3232CSE具有低至IuA的关闭模式，在便携式设备中，降低了电源的消耗，延长了电池的寿命。在低能耗的关闭模式中，接收器任然处于激活模式，允许调制解调器接收数据
上位机处理系统，根据控制器发来的水位信息确定下一步的处理方案。
[0013]超声波检测电路包括超声波发射装置、超声波接收装置和时钟脉冲电路。
[0014]控制器采用单片机电路制成。
[0015]水位检测控制系统的水位检测方法，它包括下述步骤:
步骤1、找基准点，安装超声波检测电路；
步骤2、超声波发射装置往水面发射超声波，同时启动计时器；
步骤3、超声波接收装置接收从水面返回的超声波信号，接收到超声波信号时停止计时器； 步骤4、根据计时器的时间值可以得出超声波从发射到返回所需的时间值，根据声波信号传输速度得出水面距基准点的距离；
步骤5、根据水面距基准点的距离，可以得出水位的变化情况，从而得到水位信息；
步骤6、将水位信息通过通信电路送至上位机处理系统。
【主权项】
1.一种水位检测控制系统，它包括: 电源电路，为控制器、超声波检测电路和通信电路提供电源；与控制器、超声波检测电路和通信电路导线连接； 超声波检测电路，通过超声波检测电路检测水位；与控制器导线连接； 控制器，根据超声波检测电路的收发信号计算出水位信息，与通信电路导线连接； 通信电路，采用串口通信模式将控制器计算出的水位信息送至上位机处理系统，与上位机处理系统导线连接； 上位机处理系统，根据控制器发来的水位信息确定下一步的处理方案。2.根据权利要求1所述的一种水位检测控制系统，其特征在于:超声波检测电路包括超声波发射装置、超声波接收装置和时钟脉冲电路。3.根据权利要求1所述的一种水位检测控制系统，其特征在于:控制器采用单片机电路制成。4.水位检测控制系统的水位检测方法，其特征在于它包括下述步骤: 步骤1、找基准点，安装超声波检测电路； 步骤2、超声波发射装置往水面发射超声波，同时启动计时器； 步骤3、超声波接收装置接收从水面返回的超声波信号，接收到超声波信号时停止计时器； 步骤4、根据计时器的时间值可以得出超声波从发射到返回所需的时间值，根据声波信号传输速度得出水面距基准点的距离； 步骤5、根据水面距基准点的距离，可以得出水位的变化情况，从而得到水位信息； 步骤6、将水位信息通过通信电路送至上位机处理系统。
【专利摘要】本发明公开了一种水位检测控制系统，它包括电源电路，为控制器、超声波检测电路和通信电路提供电源；超声波检测电路，通过超声波检测电路检测水位；与控制器导线连接；控制器，根据超声波检测电路的收发信号计算出水位信息，与通信电路导线连接；通信电路，采用串口通信模式将控制器计算出的水位信息送至上位机处理系统，与上位机处理系统导线连接；上位机处理系统，根据控制器发来的水位信息确定下一步的处理方案；解决了现有技术采用水位传感器检测水位存在的由于水位传感器是安装在水里，当发生故障时不容易维护而且更换比较麻烦需要下水进行操作，而且器件长期侵泡在水中会影响器件的使用寿命，一旦发生漏电容易出现危险等问题。
【IPC分类】G01F23/296, G05D9/12
【公开号】CN105091982
【申请号】CN201410191191
【发明人】李毅
【申请人】李毅
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月8日