太阳能供电的液位检测装置的制造方法
【专利摘要】一种太阳能供电的液位检测装置，包括供电系统和数据采集控制系统，数据采集控制系统包括液位传感器、信号采集模块和微处理器，其特征在于：所述供电系统包括太阳能电池板、蓄电池和电源管理模块，蓄电池和太阳能电池板均与电源管理模块连接，电源管理模块与微处理器相应的输入输出端连接；所述数据采集控制系统还包括存储器、GPS模块和无线通信模块，GPS模块与微处理器相应的输入端连接，存储器与微处理器相应的输入输出端连接，无线通信模块与微处理器相应的输入输出端连接。本实用新型采用太阳能供电，能够持续正常运行且节能，并且能够快速灵活地部署到需检测液位的地点。
【专利说明】
太阳能供电的液位检测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及液位检测设备，具体涉及一种太阳能供电的液位检测装置。
【背景技术】
[0002]液位检测及管理系统一般包括液位管理平台和若干液位检测装置(即液位检测终端)，各液位检测装置分布在需要检测液位的地点(如水厂取水点、城市排水管道、江河、湖泊等)，各液位检测装置采集所在位置的液位信息后传输给液位管理平台，实现液位的远程集中检测管理。目前，液位检测装置的供电一般为市电、蓄电池或干电池，液位信息的传输大多采用有线传输方式，由于液位检测地点数量较多且较为分散，因此整个液位检测及管理系统存在布线麻烦、建造成本高等缺点，且液位检测装置往往会出现供电电压不稳而不能正常工作的情况。此外，在出现突发情况(如大范围城市内涝、干旱灾害等)时，需在某些地点临时紧急部署一批液位检测装置并投入运行，这靠传统的液位检测装置难以快速方便地实现。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种太阳能供电的液位检测装置，这种液位检测装置采用太阳能供电，能够持续正常运行且节能，并且能够快速灵活地部署到需检测液位的地点。采用的技术方案如下:
[0004]一种太阳能供电的液位检测装置，包括供电系统和数据采集控制系统，数据采集控制系统包括液位传感器、信号采集模块和微处理器，液位传感器与信号采集模块连接，信号采集模块与微处理器相应的输入端连接，其特征在于:所述供电系统包括太阳能电池板、蓄电池和电源管理模块，蓄电池和太阳能电池板均与电源管理模块连接，电源管理模块与微处理器相应的输入输出端连接;所述数据采集控制系统还包括存储器、GPS模块和无线通信模块，GPS模块与微处理器相应的输入端连接，存储器与微处理器相应的输入输出端连接，无线通信模块与微处理器相应的输入输出端连接;供电系统为液位传感器、信号采集模块、微处理器、存储器、GPS模块和无线通信模块供电。
[0005]上述液位检测装置中，液位传感器用于感应液位变化，并将数据传送给信号采集模块;信号采集模块将液位变化数据转换为适于微处理器处理的液位值并传送给微处理器(信号采集模块可按固定的时间间隔采集液位传感器检测到的液位数据)，并控制液位传感器的数据传送;存储器用于长期保存数据(包括需在微处理器运行的程序、检测的液位数据等)；微处理器提供控制功能和运算功能，可接收来自信号采集模块的液位变化数据，并与存储器、无线通信模块交换数据;GPS模块用于液位检测装置的定位，获取检测点的地理位置信息，并将地理位置信息传送给微处理器，再由无线通信模块给液位管理平台，以便液位管理平台总览各液位检测装置的投放、运行情况;无线通信模块能够向液位管理平台传输液位检测装置检测到的液位数据及地理位置信息；电源管理模块根据来自微处理器的控制信号，控制太阳能电池板给蓄电池充电的过程，同时也可以作为分电器，分出各支路电源供各模块使用，另外，微处理器监控各支路电源的电流值、电压值，获知各模块的用电情况。
[0006]优选方案中，上述无线通信模块包含有WIFI通信模块和移动通信模块。WIFI通信模块可通过无线连接宽带网络，在无线宽带网络覆盖区域使用，使液位检测装置能够高速、稳定、低成本地传送液位数据。移动通信模块(移动通信模块可为GSM模块、CDMA模块、TD-S⑶MA模块或WCDMA模块)可插入移动通信网络SIM卡，连接到移动通信网络，在移动通信网络覆盖区域使用，可填补宽带网络的空白区域，扩大液位检测装置的适用范围，减少地理位置限制。
[0007]优选方案中，上述电源管理模块包括电池充放电控制电路、分压及稳压电路、电流监控电路和信号输入输出端口，太阳能电池板和蓄电池分别与电池充放电控制电路相应的端口连接，电池充放电控制电路通过信号输入输出端口接收来自微处理器的控制信号，电池充放电控制电路的电源输出端口与分压及稳压电路的电源输入端口连接，分压及稳压电路具有分别为液位传感器、信号采集模块、微处理器、存储器、GPS模块和无线通信模块供电的多个支路电源输出端；电流监控电路检测各支路电源输出端的电流强度，并将检测到的各电流强度信号通过信号输入输出端口传输至微处理器。上述电池充放电控制电路根据来自微处理器的控制信号，控制太阳能电池板给蓄电池充电的过程，并对蓄电池的放电过程进行控制，以提高充电效率，保证蓄电池充放电的安全性，延长蓄电池的使用寿命;分压及稳压电路分出电压稳定的各支路电源供各模块使用；电流监控电路对各支路电源输出端的电流进行监控，并将电流信号通过信号输入输出端口传输至微处理器，微处理器根据各支路电源的电流值、电压值，可对各模块的用电情况进行监控;信号输入输出端口作为电源管理模块与微处理器之间信号传输的接口。
[0008]优选方案中，上述数据采集控制系统还包括显示装置(如液晶显示屏)，显示装置与微处理器相应的输出端连接，用于现场显示液位检测装置检测到的液位数据。
[0009]采用若干个本实用新型的液位检测装置与液位管理平台共同构成液位检测及管理系统，液位管理平台将各检测点的地理位置信息进行标记，并汇总各液位检测装置传送过来的液位数据，能够实现全区域、大面积的液位数据采集及远程管理，建立数据库，实现有效的数据汇总查询及超警戒值自动预警等功能。
[0010]本实用新型采用太阳能供电以及远程数据传输方式，能够持续正常运行且节能，并且由于无需进行供电线路和通信线路的布线，因而能够快速灵活地部署到需检测液位的地点，有利于降低液位检测及管理系统的建造及运行成本。本实用新型为智能水厂、智慧城市排水管道等的液位采集提供便利，并且在出现大范围城市内涝、干旱灾害等突发情况时，可迅速部署一批这样的液位检测装置并投入运行，为自然灾害应急指挥部提供实时的液位数据，为抢险救灾工作提供有力帮助。而且，本实用新型通过电源管理模块控制太阳能电池板给蓄电池充电的过程，可提高充电效率，保证蓄电池充放电的安全性，延长蓄电池的使用寿命，使液位检测装置能够长时间正常运行。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型优选实施例的电路原理框图；
[0012]图2是本实用新型优选实施例中供电系统的电路原理框图。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，这种太阳能供电的液位检测装置包括供电系统I和数据采集控制系统2;数据采集控制系统2包括液位传感器21、信号采集模块22、微处理器23、存储器24、GPS模块25和无线通信模块26，液位传感器21与信号采集模块22连接，信号采集模块22与微处理器23相应的输入端连接，GPS模块25与微处理器23相应的输入端连接，存储器24与微处理器23相应的输入输出端连接，无线通信模块26与微处理器23相应的输入输出端连接;供电系统I包括太阳能电池板11、蓄电池12和电源管理模块13，蓄电池12和太阳能电池板11均与电源管理模块13连接，电源管理模块13与微处理器23相应的输入输出端连接;供电系统I为液位传感器21、信号采集模块22、微处理器23、存储器24、GPS模块25和无线通信模块26供电。
[0014]无线通信模块26包含有WIFI通信模块和移动通信模块。WIFI通信模块可通过无线连接宽带网络，在无线宽带网络覆盖区域使用。移动通信模块(移动通信模块可为GSM模块、⑶MA模块、TD-SCDMA模块或WCDMA模块)可插入移动通信网络SM卡，连接到移动通信网络，在移动通信网络覆盖区域使用。
[0015]参考图2，电源管理模块13包括电池充放电控制电路131、分压及稳压电路132、电流监控电路133和信号输入输出端口 134，太阳能电池板11和蓄电池12分别与电池充放电控制电路131相应的端口连接，电池充放电控制电路131通过信号输入输出端口 134接收来自微处理器23的控制信号，电池充放电控制电路131的电源输出端口与分压及稳压电路132的电源输入端口连接，分压及稳压电路132具有分别为液位传感器21、信号采集模块22、微处理器23、存储器24、GPS模块25和无线通信模块26供电的多个支路电源输出端135;电流监控电路133检测各支路电源输出端135的电流强度，并将检测到的各电流强度信号通过信号输入输出端口 134传输至微处理器23。
[0016]上述液位传感器21、信号采集模块22、微处理器23、存储器24、GPS模块25、无线通信模块26、太阳能电池板11、蓄电池12、电池充放电控制电路131、分压及稳压电路132、电流监控电路133等均可采用常规技术，在此不作进一步描述。
[0017]上述数据采集控制系统还可包括显示装置(如液晶显示屏)，显示装置与微处理器相应的输出端连接，用于现场显示液位检测装置检测到的液位数据。
[0018]本实施例的液位检测装置中，液位传感器21用于感应液位变化，并将数据传送给信号采集模块22;信号采集模块22将液位变化数据转换为适于微处理器23处理的液位值并传送给微处理器23(信号采集模块可按固定的时间间隔采集液位传感器检测到的液位数据)，并控制液位传感器21的数据传送;存储器24用于长期保存数据(包括需在微处理器运行的程序、检测的液位数据等)；微处理器23提供控制功能和运算功能，可接收来自信号采集模块22的液位变化数据，并与存储器24、无线通信模块26交换数据;GPS模块25用于液位检测装置的定位，获取检测点的地理位置信息，并将地理位置信息传送给微处理器23，再由无线通信模块26给液位管理平台，以便液位管理平台总览各液位检测装置的投放、运行情况;无线通信模块26能够向液位管理平台传输液位检测装置检测到的液位数据及地理位置信息。电源管理模块13中，信号输入输出端口 134作为电源管理模块13与微处理器23之间信号传输的接口；电池充放电控制电路131根据来自微处理器23的控制信号，控制太阳能电池板11给蓄电池12充电的过程，并对蓄电池12的放电过程进行控制;分压及稳压电路132分出电压稳定的各支路电源供各模块使用(各支路电源通过支路电源输出端135连接至各模块的电源端)；电流监控电路133对各支路电源输出端135的电流进行监控，并将电流信号通过信号输入输出端口 134传输至微处理器23，微处理器23根据各支路电源的电流值、电压值，可对各模块的用电情况进行监控。
[0019]采用若干个本实施例的液位检测装置与液位管理平台共同构成液位检测及管理系统，液位管理平台将各检测点的地理位置信息进行标记，并汇总各液位检测装置传送过来的液位数据，能够实现全区域、大面积的液位数据采集及远程管理，建立数据库，实现有效的数据汇总查询及超警戒值自动预警等功能。
【主权项】
1.一种太阳能供电的液位检测装置，包括供电系统和数据采集控制系统，数据采集控制系统包括液位传感器、信号采集模块和微处理器，液位传感器与信号采集模块连接，信号采集模块与微处理器相应的输入端连接，其特征在于:所述供电系统包括太阳能电池板、蓄电池和电源管理模块，蓄电池和太阳能电池板均与电源管理模块连接，电源管理模块与微处理器相应的输入输出端连接;所述数据采集控制系统还包括存储器、GPS模块和无线通信模块，GPS模块与微处理器相应的输入端连接，存储器与微处理器相应的输入输出端连接，无线通信模块与微处理器相应的输入输出端连接;供电系统为液位传感器、信号采集模块、微处理器、存储器、GPS模块和无线通信模块供电。2.根据权利要求1所述的太阳能供电的液位检测装置，其特征在于:所述无线通信模块包含有WIFI通信模块和移动通信模块。3.根据权利要求1或2所述的太阳能供电的液位检测装置，其特征在于:所述电源管理模块包括电池充放电控制电路、分压及稳压电路、电流监控电路和信号输入输出端口，太阳能电池板和蓄电池分别与电池充放电控制电路相应的端口连接，电池充放电控制电路通过信号输入输出端口接收来自微处理器的控制信号，电池充放电控制电路的电源输出端口与分压及稳压电路的电源输入端口连接，分压及稳压电路具有分别为液位传感器、信号采集模块、微处理器、存储器、GPS模块和无线通信模块供电的多个支路电源输出端；电流监控电路检测各支路电源输出端的电流强度，并将检测到的各电流强度信号通过信号输入输出端口传输至微处理器。
【文档编号】G01F23/00GK205565875SQ201620414476
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】肖斌, 彭鸿, 卢旭锦, 谢培群, 梁煜辉, 颜观文
【申请人】汕头职业技术学院