CN103328938A - 一种水位检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种使用RFID标签（51）来检测容器（10）内的水位的方法及装置。通过讯号传送接收装置对设置在容器（10）内的水位标签组（50）进行检测以确定检测区域内是否存在完整水位标签组，然后，再从多个完整水位标签组中选择一组，通过讯号传送接收装置对被选择的完整水位标签组中的各个RFID标签（51）进行查询操作，有效RFID标签通过传送射频信号到讯号传送接收装置来回应查询。讯号传送接收装置进行数据分析，从中选择最小水位值，以此获得容器（10）的实时水位值。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种水位检测装置，具体地说，涉及一种检测容器内实时水位的检测方法以及使用该检测方法的检测装置，更具体地说，本发明用于该检测植物容器内水位的装置及方法。
【背景技术】
现有技术中的容器内的水位检测必须透过使用者亲自用水位测量器放进容器内去量度水位，过程复杂及花费时间，而在植物种植应用技术上，植物容器一般为盆式结构容器，对于栽种在植物容器内的花卉，需要按时按量地对其浇水。如果植物容器内水位过高，则容易发生烂根现象；如果植物容器内水位过低，则容易造成花卉缺水而旱死。而普通的植物容器一般为封闭式结构，无法直接观测到植物容器内的水位。这就需要人们花费大量的精力和时间来经常性的观察植物容器内土壤的湿度，或用水位测量器直接插入植物容器内，以此来判断植物容器内的水位；但上述方法需要一定的经验且费时费力，而使用者必须接触植物容器内的植物才可将水位测量器插入植物容器内，无可避免地对植物有损毁，而一般的人不易掌握测量技巧。
现有技术中出现了使用透明的植物容器，虽然可以通过透明植物容器目测到植物容器内的水位，但目测的结果不准确，不利于精确确定花卉的浇水量。同样在其它场合也存在非介入地获得植物容器内精确水位的需要。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中无法获得容器内的精确水位的缺陷，提供一种检测容器水位的检测方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种水位检测装置，包括:
讯号传送接收装置;
可盛载液体的容器;
所述容器包括设置在所述容器内第一信号装置;
所述第一信号装置可接收从所述讯号传送接收装置发出的射频信号并传送射频信号到所
述讯号传送接收装置。
在本发明所述的水位检测装置，所述第一信号装置和至少一个第二信号装置设置在所述容器内的不同垂直位置。
在本发明所述的水位检测装置，所述第一信号装置与所述至少一个第二信号装置垂直分开设置在所述容器壁上。
在本发明所述的水位检测容器装置，所述第二信号装置设置在所述第一信号装置之上。
在本发明所述的水位检测装置，所述第一信号装置是RFID卷标。
在本发明所述的水位检测装置，所述第二信号装置是RFID卷标。
在本发明所述的水位检测装置，所述第一和第二信号装置包括处理装置，所述处理装置，可储存或处理数据，调制或解调由所述讯号传送接收装置所发出的射频信号。
在本发明所述的水位检测装置，所述处理装置，包括集成电路。
在本发明所述的水位检测装置，所述第一和第二信号装置，还包括天线，所述天线可接收或传送射频信号。
在本发明所述的水位检测装置，所述第一和第二信号装置，当浸入液体里不会发出射频信号。
在本发明所述的水位检测装置，所述讯号传送接收装置包括网络处理装置，所述网络处理装置可接收由所述第一和第二信号装置所发出的数据以及与经过电子通信与数据处理系统沟通。
在本发明所述的水位检测装置，其特征在于，所述容器是植物容器。
在本发明所述的一种水位检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
在容器内设置水位标签组，所述水位标签组包括至少一个设置在容器内的RFID标签;
讯号传送接收装置发出射频讯号，所述RFID卷标储存电子数据，包括水位数据;
所述讯号传送接收装置向所述水位标签组中的各个RFID标签进行检测，其中位于容器在水位以上的有效RFID卷标对讯号传送接收装置的检测发出射频讯号响应;
所述讯号传送接收装置接收有效RFID卷标所发出的射频讯号后进行分析，并提示使用者容器内的水位数据。
在本发明所述的检测植物容器水位检测方法，包括以下步骤：
S10、在植物容器内设置水位标签组，所述水位标签组包括至少一个设置在植物容器内的RFID标签，每个所述RFID标签内预存有与各自位于植物容器内深度相对应的水位数据；（水位数据可以是水位值或与水位值对应的序值；和区别于该水位卷标组中其它RFID卷标的ID值；ID值内包括区分于其它RFID标签的总数值和区别于其它植物容器的组别值）
S20、移动讯号传送接收装置进入水位卷标组存在区域，检测并记录在检测区域内的完整水位标签组；如果检测区域不存在完整的水位卷标组则讯号传送接收装置不再进行其它操作；
S30、讯号传送接收装置从上述多组完整水位标签组中选择一组完整的水位标签组。
S40、讯号传送接收装置对被选择的完整水位标签组中的各个RFID标签进行查询，其中位于植物容器水面上方的有效RFID卷标对讯号传送接收装置的查询操作进行响应并将水位数据输出给讯号传送接收装置；而植物容器水面下方的无效RFID卷标对讯号传送接收装置的查询操作不回应；
S50、讯号传送接收装置比较各个有效RFID卷标的水位数据，选择其中一个代表最小水位值的水位资料;将该水位数据转换为最小水位值并输出。
在本发明所述的检测植物容器水位检测方法，在上述步骤S30中，讯号传送接收装置按照默认的选择方式从多组完整水位标签组中选择一组，所述预设的选择方式可以是选择最先出现的完整水位标签组或者选择最后出现的完整水位标签组或者随机选择。
在本发明所述的检测植物容器水位检测方法，每个所述RFID标签内还预存有区别于该水位卷标组中其它RFID卷标的ID值，在步骤S20中包括以下子步骤：
S21、检测检测区域内是否有RFID卷标存在；
如果检测区域内存在RFID卷标则讯号传送接收装置读取该RFID卷标的ID值；
如果检测区域内不存在RFID卷标则讯号传送接收装置不再进行其它操作；
S23、讯号传送接收装置根据ID值将所有RFID标签按照属于同一水位卷标组内的RFID卷标分在同一组内的方式进行分组；
S25、讯号传送接收装置依次判断每一组水位卷标组中的RFID卷标是否完整，并记录每个完整水位标签组的ID值；如果没有完整的水位卷标组，则讯号传送接收装置不再进行其它操作。
在本发明所述的检测植物容器水位检测方法，讯号传送接收装置还包括显示设备和输入设备；在上述步骤S30中，讯号传送接收装置通过以下步骤选择一组完整的水位标签组：
S31、讯号传送接收装置将所有完整水位标签组的ID值输出至所述显示设备，显示设备向用户显示分别与各ID值一一对应的显示数据；
S33、用户根据显示数据通过输入设备输入一个与被选择显示数据匹配的选择信号；
S35、讯号传送接收装置根据所述选择信号记录与被选择显示数据对应的ID值，将与该ID值匹配的水位标签组作为被选择的完整水位标签组。
在本发明所述的检测植物容器水位检测方法，在步骤S10中将所述水位标签组内的各个RFID标签在植物容器内的深度按照等差数列设置。
在本发明所述的检测植物容器水位检测方法，包括设置在植物容器内的水位标签组和可移动的讯号传送接收装置，所述水位标签组包括至少两个设置在植物容器内不同深度处的RFID标签，每个所述RFID标签内预存有与各自位于植物容器内深度相对应的水位数据；所述讯号传送接收装置内包括：
检测模块,发出检测信号检测并记录在检测区域内的完整水位标签组；
选择模块，从检测模块记录的多组完整水位标签组中选择一组;
查询模块，对被选择模块选择的完整水位标签组中的各个RFID卷标发出查询信号并读取有效RFID卷标的水位数据；
比较模块，从查询模块获得的有效RFID卷标的水位数据中选择一个代表最小水位值的水位资料；
输出模块，将比较模块获得的水位数据转换为最小水位值并输出；
所述每个RFID标签内包括：
响应模块，响应讯号传送接收装置检测模块发出的检测信号；
输出模块，在本RFID卷标位于植物容器水面上方时响应讯号传送接收装置查询模块发出的查询信号并返回预存的水位数据而在本RFID卷标位于植物容器水面下方时不回应查询信号。
在本发明所述的检测植物容器水位检测装置，每个所述RFID标签内还预存有区别于该水位卷标组中其它RFID卷标的ID值；所述讯号传送接收装置的检测模块包括：
发射子模块，发出检测信号；
读取子模块，读取检测区域内存在的RFID卷标返回的ID值的；
分组子模块，根据读取子模块获得的ID值将所有RFID标签按照属于同一水位卷标组内的RFID卷标分在同一组内的方式进行分组；
判断子模块，依次判断每一组水位卷标组中的RFID卷标是否完整并记录每个完整水位标签组的ID值。
在本发明所述的检测植物容器水位检测装置，所述讯号传送接收装置的选择模块还包括显示设备和输入设备；所述选择模块将所有完整水位标签组的ID值输出至所述显示设备；所述显示设备向用户显示分别与各ID值一一对应的显示数据；用户根据显示数据通过输入设备输入一个与被选择显示数据匹配的选择信号；所述选择模块根据所述选择信号记录与被选择显示数据对应的ID值，将与该ID值匹配的水位标签组作为被选择的完整水位标签组。
在本发明所述的检测植物容器水位检测装置，设置所述水位标签组内的各个RFID标签在植物容器内的深度呈等差数列。
在本发明所述的检测植物容器水位检测装置，所述RFID卷标内预存的水位数据为该RFID卷标所对应的水位值。
在本发明所述的检测植物容器水位检测装置，所述RFID卷标内预存的水位信息为该RFID卷标在其水位卷标组内的序值。
在本发明所述的检测植物容器水位检测装置中的植物容器，其所述植物容器内设有与讯号传送接收装置匹配的水位卷标组，所述水位标签组包括多个设置在所述植物容器内不同深度处的RFID标签，每个所述RFID标签内预存有与各自位于植物容器内深度相对应的水位数据；所述每个RFID标签内包括响应所述讯号传送接收装置发出的检测信号的响应模块、在本RFID卷标位于植物容器水面上方时响应讯号传送接收装置发出的查询信号并返回预存的水位数据而在本RFID卷标位于植物容器水面下方时不回应查询信号的输出模块。
在本发明所述的检测植物容器水位检测装置中的植物容器，每个所述RFID标签内还预存有区别于该水位卷标组中其它RFID卷标的ID值；所述RFID卷标的响应模块在响应所述讯号传送接收装置发出的检测信号时返回本RFID卷标的ID值。
在本发明所述的检测植物容器水位检测装置中的植物容器，每个所述RFID标签的ID值包括组别段和计数段，分别记录组别值和总数值数据。
在本发明所述的检测植物容器水位检测装置中的植物容器，所述水位标签组内的各个RFID标签在植物容器内的深度呈等差数列。
在本发明所述的检测植物容器水位检测装置中的植物容器，所述RFID标签内预存的水位数据为该RFID卷标所对应的水位值。
在本发明所述的检测植物容器水位检测装置中的植物容器，所述RFID标签内预存的水位信息为该RFID卷标在其水位卷标组内的序值。
实施本发明所述一种水位检测装置及方法以及用于该检测装置的植物容器，具有以下有益效果：通过在植物容器内不同深度处设置RFID卷标，利用讯号传送接收装置和各个RFID标签之间的无线通信，直接获得植物容器内的实时水位值，无需直接接触植物容器，操作起来非常简便快捷；同时讯号传送接收装置可以直接向用户输出植物容器内的实时水位值，无需使用者凭藉经验进行目测。另外，通过精确获得植物容器的水位值，为花卉的集中维护管理提供了基本的数据支持，进而免去了因个人维护花卉而带来的各种不便。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
【附图说明】
图1所示为本发明所述一种水位检测装置及方法优选实施例的流程图；
图2所示为图1中步骤20的子流程图；
图3所示为图1中步骤30的子流程图；
图4所示为本发明所述检测装置优选实施例的框图；
图5所示为本发明所述植物容器优选实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
如图5所示，在本发明所述一种水位检测装置及方法的优选实施例中，一种水位检测装置包括讯号传送接收装置及可盛载液体或植物的容器10。水位卷标组50包括RFID卷标51或第一信号装置或第二信号装置设置在容器10内壁上。RFID卷标51可接收从讯号传送接收装置发出的射频信号并传送响应射频信号到讯号传送接收装置。RFID卷标51与其它的RFID标签51设置在所述容器10内的不同垂直位置。RFID卷标51和与其它的RFID标签51可以相隔垂直设置在容器10壁上但亦可以重叠垂直设置。每一个RFID卷标51设有包括处理装置，可储存或处理数据，调制或解调由所述讯号传送接收装置所发出的射频信号。每一个RFID卷标51亦设有天线，所述天线可接收或传送射频信号。另外，RFID卷标可储存电子数据，包括容器内的水位数据。
当讯号传送接收装置发出射频讯号，同时向所述水位标签组中的各个RFID标签进行检测，在容器水位上的有效RFID卷标51接收射频讯号后，会发生磁场，继而产生电流推动RFID卷标51内的处理装置，处理装置分析后作出数据输出，同时对讯号传送接收装置发出射频讯号。讯号传送接收装置收到射频讯号后会进行分析，并向使用者提示容器10内的水位数据，并可实时透过电子传送装置向远程计算机发送有关数据或接收远程计算机发送来的数据。
在容器水位下的RFID标签51会视为无效RFID标签51，因为射频讯号经过容器10内的液体后，射频讯号会因此减弱或没讯号，因而不能引发产生电流推动RFID卷标51内的处理装置，最后无效RFID卷标51不能对讯号传送接收装置发出射频讯号。
另外，如要达致水位检测的效果，RFID标签51必须设置在容器10壁上的不同高度，因此RFID卷标51或第二信号装置必须在另一个RFID卷标51或第一信号装置位置以上。
本发明的水位检测装置亦可应用于植物容器水份灌溉检测工作。
另外，如图1、2、3所示，在本发明所述一种水位检测装置及方法的优选实施例中，包括以下步骤：先在植物容器内设置水位卷标组，水位卷标组包括多个设置在植物容器内不同深度处的RFID标签，每个RFID标签内预存有与各自位于植物容器内深度相对应的水位资料，如图1中步骤S10所示。
再移动讯号传送接收装置进入水位卷标组存在区域，检测并记录在检测区域内的完整水位标签组，如图1中步骤S20所示；如果检测区域不存在完整的水位卷标组则讯号传送接收装置不再进行其它操作，此时需要移动讯号传送接收装置靠近植物容器或者调整讯号传送接收装置方向后再重新开始；如果存在完整的水位标签组则表示可以对植物容器水位进行有效检测，继续执行下一步骤，如图1中步骤S27所示。
由于在检测区域内可能同时存在多个植物容器，且植物容器内水位标签组的所有RFID卷标均在检测区域内，则上述步骤后有可能获得多组完整水位。利用讯号传送接收装置从上述多组完整水位标签组中选择一组完整的水位标签组，如图1中步骤S30所示。在步骤S30中，可设置讯号传送接收装置按照默认的选择方式自动从多组完整水位标签组中选择一组，预设的选择方式可以是选择最先出现的完整水位标签组或者选择最后出现的完整水位标签组或者随机选择。优选由使用者来进行人工选择，以避免讯号传送接收装置在自动选择时经常性的选择同一组完整水位标签组，而无法获得其它植物容器的水位信息。
利用讯号传送接收装置对被选择的完整水位标签组中的各个RFID标签进行查询，其中位于植物容器水面上方的有效RFID卷标对讯号传送接收装置的查询操作进行响应并将资料输出给讯号传送接收装置；而植物容器水面下方的无效RFID卷标对讯号传送接收装置的查询操作不回应，如图1中步骤S40所示。
利用讯号传送接收装置比较各个有效RFID标签的水位资料，选择其中一个代表最小水位值的水位资料，将该水位数据转换为最小水位值并输出。由于有效RFID标签均位于水面上方，其中代表最小水位值的RFID标签最靠近植物容器内的水面，因此该RFID卷标的水位数据就代表了植物容器内的水位，从而达到获得植物容器内实时水位的目的，如图1中步骤S50所示。
使用这种方法，只需要手持讯号传送接收装置对准待检测的植物容器，即可方便快捷地获得该植物容器的实时水位值，避免了直接接触植物容器或者目测的不准确性问题。
在本优选实施例中，优选在每个RFID卷标内还预存区别于该水位标签组中其它RFID标签的ID值，该ID值与RFID标签是一一对应的。可以设置ID值包括组别段和计数段，分别记录该RFID标签的组别值和总数值，其中组别值表示该RFID卷标所在的水位卷标组，以区别其它水位标签组中的RFID标签；总数值表示本水位标签组中所有RFID标签的总数。当获得一个RFID标签的ID值时，就可根据该ID值判断该RFID卷标所在的水位卷标组，即在哪个植物容器，以及该RFID卷标所在水位卷标组中RFID标签的个数。
如图2所示，在本发明检测植物容器水位的检测方法的优选实施例中，上述步骤S20中优选包括以下子步骤：先检测检测区域内是否有RFID标签存在；如果检测区域内存在RFID卷标则讯号传送接收装置读取该RFID标签的ID值；如果检测区域内不存在RFID卷标则讯号传送接收装置不再进行其它操作，如图2中步骤S21所示。这样就获得了检测区域内的所有RFID标签的ID值，由于ID值与RFID标签是一一对应的，对ID值的选择、比较就是对与该ID值对应的RFID标签的选择、比较。
讯号传送接收装置根据ID值将所有RFID卷标按照属于同一水位标签组内的RFID标签分在同一组内的方式进行分组，如图2中步骤S23所示。由于ID值内包括组别数据，如上述的组别值，其组别值相同的ID值所对应的RFID卷标是属于同一水位标签组的。根据ID值中的组别数据依次对所有ID值进行比较，将其中组别值相同的ID值分为一组，以实现将所有RFID卷标分组，使得同一水位标签组内的RFID标签在同一组中。
再利用讯号传送接收装置依次判断每一组水位标签组中的RFID卷标是否完整，并记录每个完整水位标签组的ID值；如果没有完整的水位卷标组，则讯号传送接收装置不再进行其它操作，如图2中步骤S25所示。由于ID值内还包括计数段，如上述的总数值，因而可根据同一组水位标签组中各个RFID标签的ID值来判断在该组RFID卷标中是否包括了本组水位标签组中的所有RFID卷标，即本组水位标签组是否完整，以此来确定本组水位标签组中的所有RFID标签是否全部在检测区域内。具体地，可对本组内的所有ID值进行计数，判断本组内RFID标签的个数是否是本组RFID标签的总数，以此来确定本组RFID标签是否完整。如果某组RFID卷标是完整的，即为完整水位卷标组，则记录该水位卷标组中任一RFID标签的ID值即可，因为同一组水位标签组中的各个RFID标签的ID值中的组别段是一样的，从而在检测区域内挑选出了所有的完整水位标签组。
在本优选实施例中，步骤30中优选采用人工选择的方式对获得的多组完整水位标签组进行选择。具体地，讯号传送接收装置还包括显示设备和输入设备，讯号传送接收装置将所有完整水位标签组的ID值输出至显示设备，显示设备向用户显示多个显示数据，多个显示数据分别与ID值一一对应，如图3中步骤S31所示；用户根据显示数据通过输入设备输入一个与被选择的显示数据匹配的选择信号，如图3中步骤S33所示；讯号传送接收装置根据选择信号记录与被选择显示资料对应的ID值，将与该ID值匹配的水位标签组作为被选择的完整水位标签组，如图3中步骤S35所示。
在上述本发明检测植物容器水位的检测方法优选实施例中，RFID卷标内预存的水位数据可以是其对应的水位值也可以是表示其水位值的序值。在步骤S10中优选将水位标签组内的各个RFID标签在植物容器内的深度按照等差数列设置，如每隔5厘米的深度设置一个RFID标签，使得获得的植物容器水位更为精确。其中相邻两RFID标签中水位值的差值即为检测精度，可通过增加RFID标签的数量，缩小两RFID标签中水位值的差值，来提高检测精度，如设置该差值为1厘米，则在植物容器内每隔1厘米就设置一个RFID标签，使得其检测精度提高到厘米的数量级。当水位数据为序值时，可以通过该RFID标签的序值与差值获得其所代表的水位值。
如图4、4a、4b所示，本发明所述检测装置使用了上述检测方法来检测植物容器水位，在检测装置的优选实施例中，包括设置在植物容器内的水位标签组1和可移动的讯号传送接收装置200，水位标签组1包括多个设置在植物容器内不同深度处的RFID标签100，每个RFID标签100内预存有与各自位于植物容器内深度相对应的水位资料；讯号传送接收装置200内包括检测模块210、选择模块220、查询模块230、比较模块240和输出模块250；每个RFID标签100内包括响应模块110和输出模块120。
其中，讯号传送接收装置的检测模块210可发出检测信号检测并记录在检测区域内的完整水位标签组；选择模块220能够从检测模块210记录的多组完整水位标签组中选择一组；查询模块230对被选择模块220选择的完整水位标签组中的各个RFID卷标发出查询信号并读取有效RFID卷标的水位数据；比较模块240从查询模块230获得的有效RFID卷标的水位数据中选择一个代表最小水位值的水位资料；输出模块250将比较模块240获得的最小水位资料转换为最小水位值并输出。
RFID卷标内的响应模块110响应讯号传送接收装置检测模块210发出的检测信号。而RFID卷标内的输出模块120在本RFID标签位于植物容器水面上方时响应讯号传送接收装置查询模块230发出的查询信号并返回预存的水位值而在本RFID标签位于植物容器水面下方时不回应查询信号。
讯号传送接收装置200通过检测模块210从检测区域内检测出是否有完整的水位标签组，以确定是否需要移动讯号传送接收装置200靠近植物容器，并通过选择模块220可从多个完整水位标签组中选择一组作为查询对象，即确定需要查询哪一个植物容器的水位。再通过讯号传送接收装置的查询模块230对被选择植物容器中的各个RFID标签进行查询，获得其中有效RFID卷标的水位数据；通过比较模块240从中选出代表最小水位值的水位数据，然后通过输出模块250将该水位数据转换为最小水位值并输出，以获得被选择植物容器的实时水位值。该检测装置由于采用了RFID的无线传输读取方式，在检测植物容器水位时不用直接接触植物容器或植物容器内的水，使用起来非常方便快捷；同时可根据需要调整水位标签组中各个RFID标签的间隔深度，以获得不同精度的水位值。
在本发明的检测装置优选实施例中，优选设置每个RFID标签100内还预存有区别于该水位标签组中其它RFID标签的ID值；并设置讯号传送接收装置的检测模块210包括发射子模块211、读取子模块212、分组子模块213、判断子模块214。其中，发射子模块211向检测区域内的所有RFID标签100发出检测信号，检测区域内的所有RFID标签100响应该检测信号并返回其ID值；读取子模块212读取已经响应的RFID标签返回的ID值；分组子模块213将所有ID值进行分组，分组的方式是：同一水位标签组内的RFID标签分在同一组内；判断子模块214依次判断每一组水位标签组中的RFID卷标是否完整，即该组水位标签组内的所有RFID是否都在检测区域内，如果是则记录其ID值，从而实现从检测区域内检测出完整水位标签组。
在本发明的检测装置优选实施例中，可以设定选择模块220自动对检测模块210记录的多组完整水位标签组按照预设的选择方式进行选择。预设的选择方式可以是选择最先出现的完整水位标签组或者选择最后出现的完整水位标签组或者随机选择。为了避免讯号传送接收装置200在自动选择时经常性的选择同一组完整水位标签组，而无法获得其它特定植物容器的水位资料，在本优选实施例中，优选设置该选择模块220为人工选择的方式。具体地，设置讯号传送接收装置的选择模块220优选包括显示设备和输入设备；选择模块220将所有完整水位标签组的ID值输出至显示设备；显示设备向用户显示分别与各ID值对应的显示数据；用户根据显示数据通过输入设备输入一个与显示数据对应的选择信号；选择模块220记录与选择信号对应的ID值，将与该ID值匹配的水位标签组作为被选择的完整水位标签组。
在上述本发明所述的检测装置中，优选设置每个RFID标签的ID值包括组别段和计数段，分别记录组别值和总数值资料。其中组别值代表该RFID卷标所在的水位卷标组，以区别其它水位标签组中的RFID标签；总数值表示本水位标签组中所有RFID标签的总数。当获得一个RFID标签的ID值时，就可根据该ID值判断该RFID卷标所在的水位卷标组，即在哪个植物容器，以及该RFID标签所在水位标签组中RFID标签的个数。在上述讯号传送接收装置的分组子模块213中，分组子模块213只需要对ID值组别段内的组别值进行比较，就可以区别出两个RFID卷标是否属于同一水位标签组。而讯号传送接收装置的判断子模块214可对本组内的RFID标签进行计数统计并将其与ID值计数段内的总数值进行比较，如果相等则表示该组RFID卷标为完整的水位标签组；如果不相等则表示该组RFID卷标所在水位卷标组中有部分RFID卷标未在检测区域内，以此判断各组水位标签组是否完整。并且在记录完整水位卷标组的ID值时，只需要记录该组完整水位标签组内任一RFID标签的ID值中的组别值即可，因为该组别值与各组完整水位标签组是一一对应的。这样，在讯号传送接收装置选择模块220中，只需要将ID值中的组别值与显示信号一一对应起来，就能区别各组完整水位标签组；同样在用户通过输入设备输入选择信号后，选择模块220只要记录与显示信号所对应的ID值中的组别值即可。
在本发明的检测装置中，优选将水位标签组内的各个RFID标签在植物容器内的深度按照等差数列设置，如每隔5厘米的深度设置一个RFID标签，使得获得的植物容器水位更为精确。其中相邻两RFID标签中水位值的差值即为检测精度，可通过增加RFID标签的数量，缩小两RFID标签中水位值的差值，来提高检测精度，如设置该差值为1厘米，则在植物容器内每隔1厘米就设置一个RFID标签，使得其检测精度提高到厘米的数量级。当水位数据为序值时，可以通过该RFID标签的序值与差值获得其所代表的水位值。
在本发明的检测装置中，可设置每个RFID标签的输出模块120串接了一个裸露在RFID标签表面的水控开关。当本RFID标签位于水面上方时，该RFID标签视为有效RFID标签；其水控开关导通输出模块120，使得输出模块120可以工作，从而向讯号传送接收装置200输出本RFID标签内预存的水位资料。当本RFID标签位于水面下方时，该RFID标签视为无效RFID标签；其水控开关直接与植物容器内的水导通，等同于接地，使得水控开关断开，则输出模块120不工作，不向讯号传送接收装置200输出水位资料。
在本优选实施例中，RFID卷标内预存的水位资料可以是该RFID标签所对应的水位值；讯号传送接收装置的查询模块230获得有效RFID卷标的水位值后，讯号传送接收装置的比较模块240从中选择一个最小的水位值并通过输出模块250输出。RFID卷标内预存的水位资料也可以是该RFID标签在其水位标签组内的序值，当讯号传送接收装置查询模块230获得有效RFID卷标的水位值后，讯号传送接收装置的比较模块240从中选择一个代表最小水位的序值，即在有效RFID标签中位于植物容器中位置最浅的RFID标签的序值；再根据序值的编排顺序及水位卷标组中各RFID标签在植物容器中深度的差值计算得到该RFID标签所代表的水位，即为本植物容器的水位值，再通过讯号传送接收装置的输出模块250输出。
具体地，如图4a所示，待检测区域内有多个植物容器，即有多组水位标签组，分别为水位标签组1、…、水位标签组j、…、水位标签组n，其中n为自然数，j=1，…，n；每组水位标签组内包括多个RFID卷标，其中每组水位标签组内所包括的RFID标签的个数可以相同，也可以不同。其中水位标签组1中包括5个RFID标签，分别为RFID11、RFID12、RFID13、RFID14、RFID15；水位标签组j中包括m个RFID标签，分别为RFIDj1、RFIDj2、…、RFIDji、…、RFIDjm，其中为自然数，i=1，…，m；水位标签组n中包括m个RFID标签，分别为RFIDn1、RFIDn2、…、RFIDni、…、RFIDnm，其中为自然数，i=1，…，m。假设其中的水位标签组j和水位标签组j+1中所有的RFID卷标均在检测区域内；而水位标签组j-1中的部分RFID标签，即RFID（j-1）1、RFID（j-1）2、…、RFID（j-1）i也在检测区域内；而其它RFID卷标均不在检测区域内。当讯号传送接收装置检测模块的发射子模块211向检测区域内的所有RFID标签发出检测信号，检测区域内的RFID标签RFIDj1、RFIDj2、…、RFIDji、…、RFIDjm、RFID(j+1)1、RFID(j+1)2、…、RFID(j+1)i、…、RFID(j+1)m、RFID（j-1）1、RFID（j-1）2、…、RFID（j-1）i响应该检测信号并返回其ID值；读取子模块212读取已经响应的RFID标签返回的ID值；分组子模块213将所有ID值进行分组；判断子模块214依次判断每一组水位标签组中的RFID卷标是否完整，其中水位标签组j和水位标签组j+1为完整水位卷标组，分别记录这两组完整水位标签组中任一RFID标签的ID值。
由于存在两组完整水位卷标组，讯号传送接收装置的选择模块220从中选择一组，假设通过选择模块220选择了水位标签组j，该水位标签组内包括RFID标签RFIDj1、RFIDj2、…、RFIDji、…、RFIDjm，如图4a所示。此时，讯号传送接收装置的查询模块230向水位标签组j中的各个RFID卷标发出查询信号。假设该水位标签组中的RFID标签RFIDji、…、RFIDjm位于水面下方，即为有效RFID标签。这些有效RFID标签中的水控开关接通，则这些RFID卷标中的输出模块120向讯号传送接收装置查询模块230输出预存的水位数据，该水位数据优选为该RFID标签所对应的水位值。讯号传送接收装置的比较模块240将各个水位值进行比较，从中选取一个最小的水位值，即为RFID标签RFIDji中所预存的水位值，然后通过讯号传送接收装置输出模块250输出，即可获得与水位标签组j对应的被选择植物容器的水位值。
如图5所示，在本发明所述的植物容器中，植物容器的整体结构可以是各种各样的，主要包括盛水的容器、设置在容器内的土壤和栽种在土壤内的花卉。对于本发明的目的而言，主要是构造一种用于上述检测装置中的植物容器，而上述检测装置的主要目的是如何获得容器内的水位值，因而植物容器的整体结构是次要的；在本发明所述植物容器的优选实施例中，以其中一种结构的植物容器进行阐述。
在本优选实施例中，植物容器包括盛水12的容器10、设置在容器内水面上方的隔板20、盛装土壤的内盆30和栽种在内盆土壤中的花卉40，其中内盆设置在隔板上方，内盆盆底和隔板上开设有多个通孔11，以供花卉的根部41穿过并伸入到容器内的水面下方；土壤31通过内盆30实现设置在容器10内。为了获得植物容器的水位值，即容器10内的水位值，在容器10内设置与讯号传送接收装置匹配的水位标签组50，水位标签组50包括多个设置在容器10内不同深度处的RFID标签51，每个RFID标签51内预存有与各自位于容器10内深度相对应的水位资料；每个RFID标签51内包括响应模块110和输出模块120（见图4b所示）。其中响应模块110用来回应上述检测装置中讯号传送接收装置发出的检测信号；输出模块120用于在本RFID标签51位于容器10内水面上方时回应讯号传送接收装置发出的查询信号并返回预存的水位资料而在本RFID标签51位于容器10内水面下方时不回应查询信号。
具体地，优选将水位标签组内的各个RFID标签51在容器10内的深度按照等差数列设置，如每隔5厘米的深度设置一个RFID标签51，以便获得的植物容器水位更为精确。其中相邻两RFID标签51中水位值的差值即为检测精度，可通过增加水位标签组中RFID标签51的数量，缩小两RFID标签51中水位值的差值，来提高检测精度，如设置该差值为1厘米，则在容器内每隔1厘米就设置一个RFID标签51，使得其检测精度提高到厘米的数量级。
优选在RFID标签的输出模块120中串接了一个裸露在RFID标签51表面的水控开关（图中未示出），当本RFID标签51位于水面上方时，该RFID标签视为有效RFID标签；其水控开关导通输出模块120，使得输出模块120可以工作，从而向讯号传送接收装置输出本RFID卷标内预存的水位资料；当本RFID标签位于水面下方时，该RFID标签视为无效RFID标签；其水控开关断开，则输出模块120不工作，不向讯号传送接收装置输出水位数据，从而实现对上述检测装置中的讯号传送接收装置的查询并输出有效RFID的水位资料。
在本发明所述的植物容器优选实施例中，优选设置每个RFID卷标内还预存有区别于水位标签组中其它RFID标签的ID值；RFID标签的响应模块110在回应讯号传送接收装置发出的检测信号时向讯号传送接收装置返回本RFID标签的ID值，以供讯号传送接收装置进行分组并判断某组水位标签组是否完整。具体地，可设置每个RFID标签的ID值包括组别段和计数段，分别记录组别值和总数值资料。
对于其它结构的植物容器而言，如对于土壤和水均直接盛放在容器内的植物容器结构，同样只要在植物容器中盛水植物容器内按照上述方式设置水位标签组，即可利用上述检测装置的讯号传送接收装置对其进行检测，从而获得植物容器的实时水位值。结构简单、设置方便，可以直接对普通植物容器进行改装即可适用在上述检测装置中。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (30)
1.一种水位检测装置，其特征在于，所述水位检测装置，包括:
讯号传送接收装置;
可盛载液体的容器;
所述容器包括设置在所述容器内第一信号装置;
所述第一信号装置可接收从所述讯号传送接收装置发出的射频信号并传送射频信号到所述讯号传送接收装置。
2.根据权利要求1所述水位检测装置，其特征在于，所述第一信号装置和至少一个第二信号装置设置在所述容器内的不同垂直位置。
3.根据权利要求2所述水位检测装置，其特征在于，所述第一信号装置与所述至少一个第二信号装置垂直分开设置在所述容器壁上。
4.根据权利要求2或3所述水位检测容器装置，其特征在于，所述第二信号装置设置在所述第一信号装置之上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述水位检测装置，其特征在于，所述第一信号装置是RFID卷标。
6.根据权利要求2至5中任一项所述水位检测装置，其特征在于，所述第二信号装置是RFID卷标。
7.根据权利要求2至6中任一项所述水位检测装置，其特征在于，所述第一和第二信号装置包括处理装置，所述处理装置，可储存或处理数据，调制或解调由所述讯号传送接收装置所发出的射频信号。
8.根据权利要求7所述水位检测装置，其特征在于，所述处理装置，包括集成电路。
9.根据权利要求2至8中任一项所述水位检测装置，其特征在于，所述第一和第二信号装置，还包括天线，所述天线可接收或传送射频信号。
10.根据权利要求2至9中任一项所述水位检测装置，其特征在于，所述第一和第二信号装置，当浸入液体里不会发出射频信号。
11.根据权利要求1至10中任一项所述水位检测装置，其特征在于，所述讯号传送接收装置包括网络处理装置，所述网络处理装置可接收由所述第一和第二信号装置所发出的数据以及与经过电子通信与数据处理系统沟通。
12.根据权利要求1至10中任一项所述水位检测装置，其特征在于，所述容器是植物容器。
13.一种水位检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
在容器内设置水位标签组，所述水位标签组包括至少一个设置在容器内的RFID标签;
讯号传送接收装置发出射频讯号，所述RFID卷标储存电子数据，包括水位数据;
所述讯号传送接收装置向所述水位标签组中的各个RFID标签进行检测，其中位于容器在水位以上的有效RFID标签对讯号传送接收装置的检测发出射频讯号响应;
所述讯号传送接收装置接收有效RFID卷标所发出的射频讯号后进行分析，并提示使用者容器内的水位数据。
14.一种检测植物容器水位检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10、在植物容器内设置水位标签组，所述水位标签组包括至少一个设置在植物容器内的RFID标签，每个所述RFID标签内预存有与各自位于植物容器内深度相对应的水位数据；（水位数据可以是水位值或与水位值对应的序值；和区别于该水位卷标组中其它RFID卷标的ID值；ID值内包括区分于其它RFID标签的总数值和区别于其它植物容器的组别值）
S20、移动讯号传送接收装置进入水位卷标组存在区域，检测并记录在检测区域内的完整水位标签组；如果检测区域不存在完整的水位卷标组则讯号传送接收装置不再进行其它操作；
S30、讯号传送接收装置从上述多组完整水位标签组中选择一组完整的水位标签组。
S40、讯号传送接收装置对被选择的完整水位标签组中的各个RFID标签进行查询，其中位于植物容器水面上方的有效RFID卷标对讯号传送接收装置的查询操作进行响应并将水位数据输出给讯号传送接收装置；而植物容器水面下方的无效RFID卷标对讯号传送接收装置的查询操作不回应；
S50、讯号传送接收装置比较各个有效RFID卷标的水位数据，选择其中一个代表最小水位值的水位资料;将该水位数据转换为最小水位值并输出。
15.根据权利要求14所述检测方法，其特征在于，在上述步骤S30中，讯号传送接收装置按照预设的选择方式从多组完整水位标签组中选择一组，所述预设的选择方式可以是选择最先出现的完整水位标签组或者选择最后出现的完整水位标签组或者随机选择。
16.根据权利要求14所述检测方法，其特征在于，每个所述RFID卷标内还预存有区别于该水位标签组中其它RFID标签的ID值，在步骤S20中包括以下子步骤：
S21、检测检测区域内是否有RFID标签存在；
如果检测区域内存在RFID卷标则讯号传送接收装置读取该RFID标签的ID值；
如果检测区域内不存在RFID卷标则讯号传送接收装置不再进行其它操作；
S23、讯号传送接收装置根据ID值将所有RFID卷标按照属于同一水位标签组内的RFID标签分在同一组内的方式进行分组；
S25、讯号传送接收装置依次判断每一组水位标签组中的RFID卷标是否完整，并记录每个完整水位标签组的ID值；如果没有完整的水位卷标组，则讯号传送接收装置不再进行其它操作。
17.根据权利要求16所述检测方法，其特征在于，讯号传送接收装置还包括显示设备和输入设备；在上述步骤S30中，讯号传送接收装置通过以下步骤选择一组完整的水位标签组：
S31、讯号传送接收装置将所有完整水位标签组的ID值输出至所述显示设备，显示设备向用户显示分别与各ID值一一对应的显示数据；
S33、用户根据显示数据通过输入设备输入一个与被选择显示数据匹配的选择信号；
S35、讯号传送接收装置根据所述选择信号记录与被选择显示数据对应的ID值，将与该ID值匹配的水位标签组作为被选择的完整水位标签组。
18.根据权利要求14至17中任一项所述检测方法，其特征在于，在步骤S10中将所述水位标签组内的各个RFID标签在植物容器内的深度按照等差数列设置。
19.一种使用如权利要求14所述检测方法的检测装置，其特征在于，包括设置在植物容器内的水位卷标组和可移动的讯号传送接收装置，所述水位标签组包括至少两个设置在植物容器内不同深度处的RFID标签，每个所述RFID标签内预存有与各自位于植物容器内深度相对应的水位资料；所述讯号传送接收装置内包括：
检测模块,发出检测信号检测并记录在检测区域内的完整水位标签组；
选择模块，从检测模块记录的多组完整水位标签组中选择一组;
查询模块，对被选择模块选择的完整水位标签组中的各个RFID标签发出查询信号并读取有效RFID标签的水位资料；
比较模块，从查询模块获得的有效RFID标签的水位资料中选择一个代表最小水位值的水位资料；
输出模块，将比较模块获得的水位资料转换为最小水位值并输出；
所述每个RFID标签内包括：
响应模块，响应讯号传送接收装置检测模块发出的检测信号；
输出模块，在本RFID标签位于植物容器水面上方时响应讯号传送接收装置查询模块发出的查询信号并返回预存的水位资料而在本RFID标签位于植物容器水面下方时不回应查询信号。
20.根据权利要求19所述检测装置，其特征在于，每个所述RFID卷标内还预存有区别于该水位标签组中其它RFID标签的ID值；所述讯号传送接收装置的检测模块包括：
发射子模块，发出检测信号；
读取子模块，读取检测区域内存在的RFID标签返回的ID值的；
分组子模块，根据读取子模块获得的ID值将所有RFID卷标按照属于同一水位标签组内的RFID标签分在同一组内的方式进行分组；
判断子模块，依次判断每一组水位标签组中的RFID卷标是否完整并记录每个完整水位标签组的ID值。
21.根据权利要求20所述检测装置，其特征在于，所述讯号传送接收装置的选择模块还包括显示设备和输入设备；所述选择模块将所有完整水位标签组的ID值输出至所述显示设备；所述显示设备向用户显示分别与各ID值一一对应的显示数据；用户根据显示数据通过输入装置输入一个与被选择显示数据匹配的选择信号；所述选择模块根据所述选择信号记录与被选择显示数据对应的ID值，将与该ID值匹配的水位标签组作为被选择的完整水位标签组。
22.根据权利要求19所述检测装置，其特征在于，设置所述水位标签组内的各个RFID标签在植物容器内的深度呈等差数列。
23.根据权利要求19至22中任一项所述检测装置，其特征在于，所述RFID卷标内预存的水位资料为该RFID标签所对应的水位值。
24.根据权利要求19至23中任一项所述检测装置，其特征在于，所述RFID标签内预存的水位信息为该RFID卷标在其水位卷标组内的序值。
25.一种用于如权利要求19所述检测装置中的植物容器，其特征在于，所述植物容器内设有与讯号传送接收装置匹配的水位卷标组，所述水位标签组包括多个设置在所述植物容器内不同深度处的RFID标签，每个所述RFID标签内预存有与各自位于植物容器内深度相对应的水位资料；所述每个RFID标签内包括响应所述讯号传送接收装置发出的检测信号的响应模块、在本RFID标签位于植物容器水面上方时响应讯号传送接收装置发出的查询信号并返回预存的水位资料而在本RFID标签位于植物容器水面下方时不回应查询信号的输出模块。
26.根据权利要求25所述植物容器，其特征在于，每个所述RFID卷标内还预存有区别于该水位标签组中其它RFID标签的ID值；所述RFID标签的响应模块在响应所述讯号传送接收装置发出的检测信号时返回本RFID标签的ID值。
27.根据权利要求25所述植物容器，其特征在于，每个所述RFID标签的ID值包括组别段和计数段，分别记录组别值和总数值资料。
28.根据权利要求25所述植物容器，其特征在于，所述水位标签组内的各个RFID标签在植物容器内的深度呈等差数列。
29.根据权利要求25至28中任一项所述植物容器，其特征在于，所述RFID标签内预存的水位资料为该RFID标签所对应的水位值。
30.根据权利要求25至28中任一项所述植物容器，其特征在于，所述RFID标签内预存的水位信息为该RFID标签在其水位标签组内的序值。
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