一种雷达式水位计的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于水文和环境监测仪器仪表领域，具体来说，涉及到一种雷达式水位计。
【背景技术】
[0002]水位的及时精确监测是水利和环保部门进行防洪、防旱的重要依据，在洪水时期关系到水库、大坝和河流的安全以及人民群众的切身利益和生命财产安全，精准的水位测量可以为防洪抗旱部门及时正确决策提供重要的依据。传统的水位计虽然原理简单，但是存在以下几个缺点:一是水位计安装需要建井，投资成本较高，建设周期较长；二是传统的水位计大部分采用接触式测量，这种测量方式受温度、湿度、气压、水质、气候等因素的影响较大，在暴雨和洪水发生时，对水位计有破坏，环境适应性差，测量精度不高；三是测量的自动化程度不高，不能及时上报水位信息，需要操作人员确认，容易引入操作人员的人为失误。现有的雷达式水位计大部分是在国外生产，维护升级成本较高，国外雷达式水位计如果留有“后门”，容易引发安全隐患。现有的雷达式水位计大多数采用脉冲雷达测距体制，脉冲雷达测距体制对于测量近距离目标时存在距离盲区，对于远距离目标测量时要发射的功率比线性调频连续波测距体制雷达发射的功率大，不利于设备的小型化和微型化。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种雷达式水位计。
[0004]本实用新型所述的一种雷达式水位计，所述雷达式水位计包括雷达信号处理器
(1)设有脉冲雷达信号处理器(101)和线性调频连续波雷达信号处理器(102)、太阳能电池
(2)、防雷模块(3)、发射机(4)、环形器(5)、接收机(6)、喇叭天线(7)、控制器(8)、报警器
(9)、北斗模块(10)、以太网控制器(11)、远程监控计算机(12)和北斗卫星(13)。其特征在于:所述太阳能电池连接雷达信号处理器和控制器，为其提供电源；所述防雷模块与太阳能电池连接；所述雷达信号处理器和发射机连接；所述发射机和环行器连接；所述环形器和喇叭天线连接；所述环行器和接收机连接；所述雷达信号处理器和接收机连接；所述控制器与雷达信号处理器、北斗模块进行连接；所述北斗模块通过无线方式与北斗卫星通信；所述控制器还通过以太网控制器与远程监控计算机连接；所述控制器还和报警器连接。
[0005]本实用新型所述的一种雷达式水位计，所述太阳能电池连接雷达信号处理器和控制器，太阳能电池为雷达信号处理器和控制器提供电源。
[0006]本实用新型所述的一种雷达式水位计，所述雷达信号处理器和发射机连接，雷达信号处理器发出的中频信号，通过发射机转换为射频脉冲信号或线性调频连续波信号。
[0007]本实用新型所述的一种雷达式水位计，所述发射机、接收机和环行器连接，环行器实现发射机发射信号和接收机接收信号的隔离。
[0008]本实用新型所述的一种雷达式水位计，所述环形器和喇叭天线连接，喇叭天线向自由空间辐射无线电信号或者接收雷达的回波信号。
[0009]本实用新型所述的一种雷达式水位计，所述控制器与雷达信号处理器连接，控制器根据回波信号的信噪比、水位的高低和水位的上升速度的快慢，控制雷达信号处理器是工作在脉冲信号处理模式还是工作在线性调频连续波信号处理模式。
[0010]本实用新型所述的一种雷达式水位计，所述控制器与北斗模块连接，北斗模块将测量的时间和位置信息发送给控制器。
[0011]本实用新型所述的一种雷达式水位计，所述北斗模块通过无线方式与北斗卫星通信，实时授时和测量位置。
[0012]本实用新型所述的一种雷达式水位计，所述控制器还通过以太网控制器与远程监控计算机连接，将水位计测量的水位、北斗授时和测量位置信息打包后发送给远程监控计算机。
[0013]本实用新型所述的一种雷达式水位计，所述控制器还和报警器连接，当水位过高或过低时，将给出报警信息。
[0014]工作原理:雷达式水位计通过发射机将中频信号变换为射频信号，通过环形器和喇叭天线发送脉冲信号或线性调频连续波信号给被测水域，当信号遇到水面后将反射回波信号，通过喇叭天线接收水面反射的回波信号，并通过接收机将射频信号转换为中频信号后，送到雷达信号处理器处理后得到水位信息。控制器可以根据远程监控计算机的设置或者测距的范围、回波信号的信噪比，动态地改变雷达式水位计是工作在脉冲雷达测距模式还是连续波雷达测距模式。当要测量的距离较近或较远时，控制器控制雷达式水位计工作在线性调频连续波雷达测距模式，以减小发射机的功率；当要测量的距离适中时，控制器控制雷达工作在脉冲雷达测距模式，并通过改变脉冲雷达的重复周期来解测距的距离模糊。控制器通过以太网将水位信息、地理位置和测量时间信息传输给远程监控计算机。远程监控计算机接收到水位信息、地理位置和测量时间信息并实时显示，决策人员根据水位的变化快慢情况，通过以太网控制水位信息上报的时间间隔。当雷达式水位计测量出的水位过高或过低时，将通过报警器给出提示信息。当水位上升速度过快时，控制器可以自适应地调整水位信息的上报时间间隔。太阳能电池板为整个系统提供能源，保证系统能够连续工作。
[0015]本实用新型所述的一种雷达式水位计结合了脉冲雷达测距和线性调频连续波雷达测距各自的优点，克服了脉冲雷达测距在近距离测量时存在距离盲区和远距离测量时发射功率大的缺点，提高了水位测量的精度，扩大了水位测量的范围，利用以太网为该系统加入物联网打下了基础，同时结合北斗模块实时地将某时某地的水位信息上报给远程监控计算机，为水位监护人员及时提供水位信息并及时准确做出决策。
【附图说明】
[0016]图1:雷达式水位计示意图1:雷达信号处理器(I)设有TMS320C6748 DSP (101)和XC5VLX50 FPGA (102 )、太阳能电池(2 )、防雷模块(3 )、发射机(4 )、RDhx1201环形器(5 )、接收机(6)、0LB-51-10喇叭天线(7)、MSP430单片机(8)、报警器(9)、QM3540北斗模块(10)、RTL8208以太网芯片(11)、研华IPC-610 (12)、北斗卫星(13)和存储器(14)。
[0017]图2:雷达式水位计示意图2:雷达信号处理器(I)设有TMS320C6678 DSP (101)和XC5VFX200TFPGAC102 )、太阳能电池(2 )、防雷模块(3 )、发射机(4 )、ZCH14013环形器(5 )、接收机(6)、0LB-62-25喇叭天线(7)、报警器(8)、BD421北斗模块(9)、北斗卫星(10)、ET1200 以太网芯片(11)、研华IPC-610 (12)和存储器(13)。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体的实施例对本实用新型所述的雷达式水位计做进一步说明，但是本实用新型的保护范围并不限于此。
[0019]实施例1
[0020]一种雷达式水位计如图1，所述雷达式水位计包括雷达信号处理器(I)设有TMS320C6748 DSP (101)和 XC5VLX50 FPGA (102)、太阳能电池(2)、防雷模块(3)、发射机
(4)、RDhx1201环形器(5)、接收机(6)、0LB-51-10喇叭天线(7)、MSP430单片机(8)、报警器(9)、QM3540北斗模块(10)、RTL8208以太网芯片(11)、研华IPC-610 (12)、北斗卫星
(13)和存储器(14)。所述太阳能电池连接雷达信号处理器和MSP430单片机，为其提供电源；所述防雷模块与太阳能电池连接；所述雷达信号处理器和发射机连接；所述发射机和RDhx1201环行器连接；所述RDhxl201环形器和0LB-51-10喇叭天线连接；所述RDhxl201环行器和接收机连接；所述雷达信号处理器和接收机连接；所述MSP430单片机与雷达信号处理器、QM3540北斗模块进行连接；所述QM3540北斗模块通过无线方式与北斗卫星通信；所述MSP430单片机还通过RTL8208以太网芯片与研华IPC-610连接；所述控制器还和报警器连接；所述存储器和雷达信号处理器连接。
[0021]工作原理:雷达式水位计通过发射机将中频信号变换为射频信号，通过RDhxl201环形器和0LB-51-10喇叭天线发送脉冲信号或线性调频连续波信号给被测水域，当信号遇到水面后将反射回波信号，通过0LB-51-10喇叭天线接收水面反射的回波信号，并通过接收机将射频信号转换为中频信号后，送到雷达信号处理器处理后得到水位信息。MSP430单片机可以根据研华