一种水位检测方法及装置.pdf

本发明涉及一种水位检测方法和装置，在水中设置模拟井面装置，通过超声波取得模拟井面装置中的水位信息，通过无线传输的方式将水位信息传送到集中控制中心。水位检测装置，包括模拟井面装置，固定在模拟井面装置上的水位超声波检测装置和信息输出装置。可以实现对大流域的水面进行自动水位检测。

1、  一种水位检测方法，其特征在于在水中设置模拟井面装置，通过超声波取得模拟井面装置中的水位信息，通过无线传输的方式将水位信息传送到集中控制中心。

2、  一种水位检测装置，其特征在于包括模拟井面装置，固定在模拟井面装置上的水位超声波检测装置和信息输出装置。

3、  如权利要求2所述的水位检测装置，其特征在于模拟井面装置为一中空的杆件，在其侧壁设置有使内腔与杆件外侧通透连接的透水孔。

4、  如权利要求2所述的水位检测装置，其特征在于所述超声波检测装置固定在模拟井面装置的上端空腔内侧。

5、  如权利要求4所述的水位检测装置，其特征在于所述的超声波检测装置包括与微处理器连接的定时器、振荡器和电声转换器，电声转换器包括电声发送器和声电接收器。

6、  如权利要求4所述的水位检测装置，其特征在于所述的超声波检测装置连接一用于发送信号及接收控制信号的无线信号连接器，无线信号连接器包括包括电源、微处理器，无线终端芯片；微处理器与无线终端芯片连接，微处理器连接有为系统及采集数据时提供时间参考的定时器，为了微处理器扩展地址，实现应用程序的寻址功能、协调各芯片工作的译码器，微处理器与SIM卡读卡器、GPS芯片连接。

7、  如权利要求6所述的水位检测装置，其特征在于所述的微处理器与保存历史数据的储存器连接。

8、  如权利要求7所述的水位检测装置，其特征在于所述的微处理器与复位器连接。

9、  如权利要求5或6所述的水位检测装置，其特征在于所述的微处理器与指示器连接。

一种水位检测方法及装置
技术领域
本发明涉及江面的水位检测方法及装置。
背景技术
由于江面的风浪的影响，使得现有的电子技术很难在开阔江面实施自动水位监测。现有的江面水位检测装置一般采用标杆目测水位的方法，通过人工来记录江面的水位。这样做应对性突发事件反应较慢，不能即时反应江面的水位，并且工作量大。
发明内容
为解决现有技术的上述不足，本发明采用以下技术方案：
一种水位检测方法，在水中设置模拟井面装置，通过超声波取得模拟井面装置中的水位信息，通过无线传输的方式将水位信息传送到集中控制中心。
一种水位检测装置，包括模拟井面装置，固定在模拟井面装置上的水位超声波检测装置和信息输出装置。
上述的的水位检测装置，模拟井面装置为一中空的杆件，在其侧壁设置有使内腔与杆件外侧通透连接的透水孔。
上述的水位检测装置，所述超声波检测装置固定在模拟井面装置的上端空腔内侧。
上述的水位检测装置，所述的超声波检测装置包括与微处理器连接的定时器、振荡器和电声转换器，电声转换器包括电声发送器和声电接收器。
上述的水位检测装置，所述的超声波检测装置连接一用于发送信号及接收控制信号的无线信号连接器，无线信号连接器包括包括电源、微处理器，无线终端芯片；微处理器与无线终端芯片连接，微处理器连接有为系统及采集数据时提供时间参考的定时器，为了微处理器扩展地址，实现应用程序的寻址功能、协调各芯片工作的译码器，微处理器与SIM卡读卡器、GPS芯片连接。
上述的水位检测装置，所述的微处理器与保存历史数据的储存器连接。
上述的水位检测装置，所述的微处理器与复位器连接。
上述的水位检测装置，所述的微处理器与指示器连接。
本发明采用超声波测距的原理，通过透壁管模拟水平面，水从管壁进入后，在管内形成一个相对一平静的井面，利用超声波对管内的井面进行水位测试，并利用单片机控制定时测试信号，并将所测到的信号通过无线传送的方式传送到数据信息控制中心，实现对大区域水位进行集中自动监控。超声波测距模块是为了测量从测试探头到模拟井面的直线距离。
也可以在模拟井面的管内放置固定物，管壁内固定物下方的井面只能上下垂直移动，通过超声波对固定物的高度进行检测可以提高超声波测试水位的精度和准确度，从而推算到开阔江面的水位。
控制者可以通过无线连接器，人工主动取得水位信号，方便管理。
无线通信链接处理器的目的是定时发出测量命令，定时把测距模块的输出的距离信号通过它，发送到信息监控中心。无线链接处理器对突发的水位变化作预处理，比如多次发出小时间间隔测量，以求其测量的准确性。当出现水位突变得到确认时，强制发出告警信息到信息监控中心。
当无线通信链接处理器发出测量命令，通过定时器、振荡器和电声转换器产生超声波，超声波测试探头通过模拟井面管立即发出超声波，当超声波遇到井面，立即返回反射回超声波信号，通过声电转换器、接收检测和机时器，得到需要的时间差，通过控制块，计算出超声波探头到井面的距离，然后将得到的数字信号输出到显示器和无线链接处理器上，通过无线链接处理器发送到水位集中监控中心。
模拟井面固定管具备一定的硬度，放置时和水平面基本垂直，下端作为固定之用可以是实心或者空心。但是在固定端埋入之上，设置一个或者多个透壁孔。
显示器可以是LED显示器，也可以是声音报警器。
这克服了如今的人工监测方式，费时、费力，响应时间慢。并且具有自动监测，无人值守，响应时间快，应用范围广。
附图说明
图1是本发明原理示意图；
图2、3是模拟井面装置；
图4是水位集中监控示意图；
图5是结合无线通信链接器的超声波测距线路图；
图6是超声波测距子程序；
图7是超声波检测原理图。
具体实施方式
实施例1：
一种水位检测方法，在水中设置模拟井面装置，通过超声波取得模拟井面装置中的水位信息，通过无线传输的方式将水位信息传送到集中控制中心。
实施例2：
参照附图，一种水位检测装置，包括模拟井面装置，模拟井面装置为一中空的杆件，在其侧壁设置有使内腔与杆件外侧通透连接的透水孔。水位超声波检测装置和信息输出装置固定在模拟井面装置上的上端空腔内侧。
所述的水位超声波检测装置包括与微处理器连接的定时器、振荡器和电声转换器，电声转换器包括电声发送器和声电接收器。
同时，超声波检测装置连接一用于发送信号及接收控制信号的无线信号连接器，无线信号连接器包括包括电源、微处理器，无线终端芯片；微处理器与无线终端芯片连接，微处理器连接有为系统及采集数据时提供时间参考的定时器，为了微处理器扩展地址，实现应用程序的寻址功能、协调各芯片工作的译码器，微处理器与SIM卡读卡器、与保存历史数据的储存器、复位器、GPS芯片连接。
超声波检测装置的W78E58B通过外部引脚P1.6输出脉冲宽度为250μs，载波为40kHz的10个脉冲的脉冲群，以推挽形式加到变压器的初级，经升压变换推动电声转换器发射出去，通过模拟井面固定管向下发射出超声波。在发射的同时，P1.7输出一个高电平启动，给电容C4充电。发射结束时高电平翻转为低电平，C4开始对R2、R3组成的分压器放电并输出到比较器的负端。超声波接收换能器将接收到的管内井面反射的超声波送到放大器进行放大，这是一个高增益、低噪声放大器，在对放大后的信号进行检波后将检测回波送到比较器的正输入端。发射时P1.7输出的电平可以抑制比较器的翻转，这样就可以抑制发射器发射的超声波直接辐射到接收器而导致错误检测。测出回波和发射脉冲之间的时间间隔，利用S＝Ct/2就可以算出距离，再在74LC373上显示出来。
在显示器显示的同时，通过WCM(Wireless Communicate Module)将测量到的数据发射监控中心。这样就形成了大区域水位集中监控。
超声波检测的水位信号输送到微处理器W78E58B中，由微处理器进行数据处理分析后，发送给无线终端芯片无线通信模块WCM(wireless communicatemodule)将数据发送到无线通信网络上。其中微处理器与定时器DS12887、指示器74LC373、复位器X25045、译码器EPM7032连接。
微处理器的寻址方式是通过译码器EPM7032。当微处理器需要从不同的芯片读取数据时，译码器就能协调不同芯片的数据给微处理器。如需要读取红外告警信息时，微处理器发送读取红外告警信号给译码器EPM7032，译码器EPM7032就把红外告警信息的端口地址发给微处理器，微处理器就根据这一地址从应用接口槽的相应端口读取红外告警信息。
从信号源与无线链接处理器连接，无线链接处理器将模拟信号转换成数字信号，无线终端芯片通过无线网络将数字信号传送到中央网络管理信息系统CNMIS(CENTER NETWORK MANAGEMENT INFORMATION SYSTEM)和控制人员的手机等控制终端。
同理，CNMIS或者控制人员也可以通过控制终端把控制信号通过无线网络发送到本装置，无线终端芯片接收并将控制信号传送到微处理芯片，以控制本装置的运行。
超声波发射和接收头分别安装在垂直固定在河床上的空心管上。此空心管是为了关内的井面相对平静。空心管的形状可以是圆形、方形或者其他形状。管上设置一些透壁孔，这些透壁控是为了使管内的水位和管外的水位基本保持一致。为提高管内水位和管外水位的响应速度，透壁孔的截面积总和大于管内截面积。透壁孔的上端尽可能低。管内截面积只要满足安放超声波探头即可。