CN107036678A - 一种水位高度数据检测采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水位高度数据检测采集装置，充分应用水浸检测技术，结合机械传动结构，通过水浸传感器（6）随所设计电控伸缩杆（5）上伸缩杆的伸缩而上下移动，寻找水面位置进行定位，最后以所引入应用的测距传感器（11）的测距检测结果，结合支撑立柱（3）的长度，计算获得水位高度，如此所设计水位高度数据检测采集装置，不仅结构简单，而且有效提高了实际应用效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种水位高度数据检测采集装置，属于水位数据检测技术领域。
背景技术
水位检测是指测量水位的高度，现有的水位检测装置结构复杂，多采用集成电子装置结构，立于水中进行实时测量，但是现有的水位检测装置，因其高集成且复杂的电子结构，使得装置成本较高，而且实际应用中，使用上的便捷性，还有待进一步提升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种水位高度数据检测采集装置，采用现有水浸检测装置，能够高效实现水位检测工作，提高检测效率。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种水位高度数据检测采集装置，包括基座板、移动板、至少一根支撑立柱、电控伸缩杆和控制模块，以及分别与控制模块相连接电源、水浸传感器、通信模块、电机驱动电路、测距传感器，电控伸缩杆经过电机驱动电路与控制模块相连接；其中，电源经过控制模块分别为水浸传感器、通信模块、测距传感器进行供电，同时，电源依次经过控制模块、电机驱动电路为电控伸缩杆进行供电；控制模块、通信模块和电机驱动电路设置于基座板的上表面，电机驱动电路包括第一PNP型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四NPN型三极管Q4、第五NPN型三极管Q5、第六NPN型三极管Q6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，其中，控制模块的正级供电端同时连接第一PNP型三极管Q1的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极，电控伸缩杆的电机正极同时连接第一PNP型三极管Q1的集电极与第二NPN型三极管Q2的集电极，电控伸缩杆的电机负极同时连接第三PNP型三极管Q3的集电极与第四NPN型三极管Q4的集电极，第三PNP型三极管Q3的发射极与第四NPN型三极管Q4的发射极相连，并接地；第一PNP型三极管Q1的基极与第三电阻R3的其中一端相连接，第三电阻R3的另一端与第六NPN型三极管Q6的集电极相连接，第六NPN型三极管Q6的基极串联第四电阻R4后与控制模块相连接，第六NPN型三极管Q6的发射极与第四NPN型三极管Q4的基极相连接；第三PNP型三极管Q3的基极与第二电阻R2的其中一端相连接，第二电阻R2的另一端与第五NPN型三极管Q5的集电极相连接，第五NPN型三极管Q5的基极串联第一电阻R1后与控制模块相连接，第五NPN型三极管Q5的发射极与第二NPN型三极管Q2的基极相连接；水浸传感器设置于移动板的上表面或下表面，移动板上设置至少一个贯穿上下表面的支撑通孔，支撑通孔的数量与支撑立柱的数量相等，各根支撑立柱的其中一端分别与基座板的下表面相固定连接，且各根支撑立柱分别与基座板所在平面相垂直，各根支撑立柱分别竖直穿过移动板上的各个支撑通孔，移动板所在平面与基座板所在平面相平行，各根支撑立柱的另一端分别连接固定底座，通过各个固定底座固定设置于指定水位监测位置，固定底座的外径大于支撑通孔的内径；基座板上设置一个贯穿上下表面的通孔，通孔的内径与电控伸缩杆上伸缩杆的外径相适应，电控伸缩杆的电机通过支架固定设置于基座板上表面对应通孔的位置，电控伸缩杆上的伸缩杆竖直向下穿过基座板上通孔，且伸缩杆的顶端与移动板的上表面相固定连接，电控伸缩杆上伸缩杆的最大长度与支撑立柱的长度相等，移动板随电控伸缩杆上伸缩杆的伸缩沿支撑立柱上下移动；测距传感器设置于基座板的下表面，且测距传感器的测距方向竖直向下指向移动板上表面。
作为本发明的一种优选技术方案：所述电控伸缩杆的电机为无刷步进电机。
作为本发明的一种优选技术方案：所述测距传感器为红外测距传感器。
作为本发明的一种优选技术方案：所述通信模块为无线通信模块。
作为本发明的一种优选技术方案：所述控制模块为单片机。
作为本发明的一种优选技术方案：所述电源为外置电源。
本发明所述一种水位高度数据检测采集装置采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）本发明设计的水位高度数据检测采集装置，充分应用水浸检测技术，结合机械传动结构，通过水浸传感器随所设计电控伸缩杆上伸缩杆的伸缩而上下移动，寻找水面位置进行定位，最后以所引入应用的测距传感器的测距检测结果，结合支撑立柱的长度，计算获得水位高度，如此所设计水位高度数据检测采集装置，不仅结构简单，而且有效提高了实际应用效率；
（2）本发明设计的水位高度数据检测采集装置中，针对电控伸缩杆的电机，进一步设计采用无刷步进电机，使得本发明所设计水位高度数据检测采集装置在实际使用中，能够实现静音工作，既保证了所设计水位高度数据检测采集装置具有高效的水位检测效率，又能保证其工作过程不对周围环境造成影响，体现了设计过程中的人性化设计；
（3）本发明设计的水位高度数据检测采集装置中，针对测距传感器，进一步设计采用红外测距传感器，能够有效实现环境光线不好情况下的测距操作，提高所设计水位高度数据检测采集装置在实际应用中的工作效率；
（4）本发明设计的水位高度数据检测采集装置中，针对通信模块，进一步设计采用无线通信模块，在获得水位检测结果后，通过无线通信方式，实现远程数据传输，提高了实际工作效率；
（5）本发明设计的水位高度数据检测采集装置中，针对控制模块，进一步设计采用单片机，一方面能够适用于后期针对所设计水位高度数据检测采集装置的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护；
（6）本发明设计的水位高度数据检测采集装置中，针对电源，进一步设计采用外置电源，能够有效保证所设计水位高度数据检测采集装置在实际应用工作中的稳定性。
附图说明
图1是本发明所设计水位高度数据检测采集装置的结构示意图。
其中，1. 基座板，2. 移动板，3. 支撑立柱，4. 控制模块，5. 电控伸缩杆，6. 水浸传感器，7. 通信模块，8. 固定底座，9. 支架，10. 电机驱动电路，11. 测距传感器。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明设计了一种水位高度数据检测采集装置，包括基座板1、移动板2、至少一根支撑立柱3、电控伸缩杆5和控制模块4，以及分别与控制模块4相连接电源、水浸传感器6、通信模块7、电机驱动电路10、测距传感器11，电控伸缩杆5经过电机驱动电路10与控制模块4相连接；其中，电源经过控制模块4分别为水浸传感器6、通信模块7、测距传感器11进行供电，同时，电源依次经过控制模块4、电机驱动电路10为电控伸缩杆5进行供电；控制模块4、通信模块7和电机驱动电路10设置于基座板1的上表面，电机驱动电路10包括第一PNP型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四NPN型三极管Q4、第五NPN型三极管Q5、第六NPN型三极管Q6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，其中，控制模块4的正级供电端同时连接第一PNP型三极管Q1的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极，电控伸缩杆5的电机正极同时连接第一PNP型三极管Q1的集电极与第二NPN型三极管Q2的集电极，电控伸缩杆5的电机负极同时连接第三PNP型三极管Q3的集电极与第四NPN型三极管Q4的集电极，第三PNP型三极管Q3的发射极与第四NPN型三极管Q4的发射极相连，并接地；第一PNP型三极管Q1的基极与第三电阻R3的其中一端相连接，第三电阻R3的另一端与第六NPN型三极管Q6的集电极相连接，第六NPN型三极管Q6的基极串联第四电阻R4后与控制模块4相连接，第六NPN型三极管Q6的发射极与第四NPN型三极管Q4的基极相连接；第三PNP型三极管Q3的基极与第二电阻R2的其中一端相连接，第二电阻R2的另一端与第五NPN型三极管Q5的集电极相连接，第五NPN型三极管Q5的基极串联第一电阻R1后与控制模块4相连接，第五NPN型三极管Q5的发射极与第二NPN型三极管Q2的基极相连接；水浸传感器6设置于移动板2的上表面或下表面，移动板2上设置至少一个贯穿上下表面的支撑通孔，支撑通孔的数量与支撑立柱3的数量相等，各根支撑立柱3的其中一端分别与基座板1的下表面相固定连接，且各根支撑立柱3分别与基座板1所在平面相垂直，各根支撑立柱3分别竖直穿过移动板2上的各个支撑通孔，移动板2所在平面与基座板1所在平面相平行，各根支撑立柱3的另一端分别连接固定底座8，通过各个固定底座8固定设置于指定水位监测位置，固定底座8的外径大于支撑通孔的内径；基座板1上设置一个贯穿上下表面的通孔，通孔的内径与电控伸缩杆5上伸缩杆的外径相适应，电控伸缩杆5的电机通过支架9固定设置于基座板1上表面对应通孔的位置，电控伸缩杆5上的伸缩杆竖直向下穿过基座板1上通孔，且伸缩杆的顶端与移动板2的上表面相固定连接，电控伸缩杆5上伸缩杆的最大长度与支撑立柱3的长度相等，移动板2随电控伸缩杆5上伸缩杆的伸缩沿支撑立柱3上下移动；测距传感器11设置于基座板1的下表面，且测距传感器11的测距方向竖直向下指向移动板2上表面。上述技术方案所设计的水位高度数据检测采集装置，充分应用水浸检测技术，结合机械传动结构，通过水浸传感器6随所设计电控伸缩杆5上伸缩杆的伸缩而上下移动，寻找水面位置进行定位，最后以所引入应用的测距传感器11的测距检测结果，结合支撑立柱3的长度，计算获得水位高度，如此所设计水位高度数据检测采集装置，不仅结构简单，而且有效提高了实际应用效率。
基于上述设计水位高度数据检测采集装置技术方案的基础之上，本发明还进一步设计了如下优选技术方案：针对微型气泵5中的电机，进一步设计无刷电机，使得本发明所设计水位高度数据检测采集装置在实际使用中，能够实现静音工作，既保证了所设计水位高度数据检测采集装置具有高效水浸检测精度，又能保证其工作过程不对周围环境造成影响，体现了设计过程中的人性化设计；针对测距传感器11，进一步设计采用红外测距传感器，能够有效实现环境光线不好情况下的测距操作，提高所设计水位高度数据检测采集装置在实际应用中的工作效率；针对控制模块4，进一步设计采用微处理器，并具体采用ARM处理器，一方面能够适用于后期针对所设计水位高度数据检测采集装置的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护；针对电源，进一步设计采用外置电源，能够有效保证所设计水位高度数据检测采集装置在实际应用工作中的稳定性。
本发明设计了水位高度数据检测采集装置在实际应用过程当中，具体包括基座板1、移动板2、至少一根支撑立柱3、电控伸缩杆5和单片机，以及分别与单片机相连接外置电源、水浸传感器6、无线通信模块、电机驱动电路10、红外测距传感器，电控伸缩杆5经过电机驱动电路10与单片机相连接；其中，外置电源经过单片机分别为水浸传感器6、无线通信模块、红外测距传感器进行供电，同时，外置电源依次经过单片机、电机驱动电路10为电控伸缩杆5进行供电；单片机、无线通信模块和电机驱动电路10设置于基座板1的上表面，电控伸缩杆5的电机为无刷步进电机，电机驱动电路10包括第一PNP型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四NPN型三极管Q4、第五NPN型三极管Q5、第六NPN型三极管Q6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，其中，单片机的正级供电端同时连接第一PNP型三极管Q1的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极，电控伸缩杆5的电机正极同时连接第一PNP型三极管Q1的集电极与第二NPN型三极管Q2的集电极，电控伸缩杆5的电机负极同时连接第三PNP型三极管Q3的集电极与第四NPN型三极管Q4的集电极，第三PNP型三极管Q3的发射极与第四NPN型三极管Q4的发射极相连，并接地；第一PNP型三极管Q1的基极与第三电阻R3的其中一端相连接，第三电阻R3的另一端与第六NPN型三极管Q6的集电极相连接，第六NPN型三极管Q6的基极串联第四电阻R4后与单片机相连接，第六NPN型三极管Q6的发射极与第四NPN型三极管Q4的基极相连接；第三PNP型三极管Q3的基极与第二电阻R2的其中一端相连接，第二电阻R2的另一端与第五NPN型三极管Q5的集电极相连接，第五NPN型三极管Q5的基极串联第一电阻R1后与单片机相连接，第五NPN型三极管Q5的发射极与第二NPN型三极管Q2的基极相连接；水浸传感器6设置于移动板2的上表面或下表面，移动板2上设置至少一个贯穿上下表面的支撑通孔，支撑通孔的数量与支撑立柱3的数量相等，各根支撑立柱3的其中一端分别与基座板1的下表面相固定连接，且各根支撑立柱3分别与基座板1所在平面相垂直，各根支撑立柱3分别竖直穿过移动板2上的各个支撑通孔，移动板2所在平面与基座板1所在平面相平行，各根支撑立柱3的另一端分别连接固定底座8，通过各个固定底座8固定设置于指定水位监测位置，固定底座8的外径大于支撑通孔的内径；基座板1上设置一个贯穿上下表面的通孔，通孔的内径与电控伸缩杆5上伸缩杆的外径相适应，电控伸缩杆5的电机通过支架9固定设置于基座板1上表面对应通孔的位置，电控伸缩杆5上的伸缩杆竖直向下穿过基座板1上通孔，且伸缩杆的顶端与移动板2的上表面相固定连接，电控伸缩杆5上伸缩杆的最大长度与支撑立柱3的长度相等，移动板2随电控伸缩杆5上伸缩杆的伸缩沿支撑立柱3上下移动；红外测距传感器设置于基座板1的下表面，且红外测距传感器的测距方向竖直向下指向移动板2上表面。实际应用中，首先初始化所设计水位数据检测装置通过各根支撑立柱3另一端分别所连接的固定底座8，固定设置于指定水位监测位置，前提，所设计水位数据检测装置中支撑立柱3的高度大于指定水位监测位置的最高水位，在实际的应用当中，设置于移动板2上的水浸传感器6实时工作，检测获得水浸检测结果，并实时上传至单片机当中，单片机根据所获水浸检测结果分别进行控制处理，其中，分为两种情况，第一种情况，当单片机根据所获水浸检测结果判断为水浸结果时，则单片机据此判定此时移动板2被水淹没，则单片机随即经电机驱动电路10控制电控伸缩杆5的电机开始工作，其中，单片机向电机驱动电路10发送开始工作控制命令，随后电机驱动电路10根据所接收到的开始工作控制命令生成相应的开始工作控制指令，并发送给电控伸缩杆5，控制伸缩杆逐步缩短，与此同时，单片机实时获得来自水浸传感器6的水浸检测结果，一旦单片机根据所获水浸检测结果判断为非水浸结果时，即判定移动板2没有被水淹没时，则单片机随即经电机驱动电路10控制电控伸缩杆5的电机停止工作，其中，单片机向电机驱动电路10发送停止工作控制命令，随后电机驱动电路10根据所接收到的停止工作控制命令生成相应的停止工作控制指令，并发送给电控伸缩杆5，控制电控伸缩杆5停止工作，同时，单片机随即控制与之相连接的红外测距传感器开始工作，获得测距检测结果，再结合其与支撑立柱3长度的差值，即可获得此时水位的高度，然后单片机将此水位高度通过无线通信模块进行发送；第二种情况，当单片机根据所获水浸检测结果判断为非水浸结果时，即判定此时移动板2没有被水淹没，则单片机随即经电机驱动电路10控制电控伸缩杆5的电机开始工作，其中，单片机向电机驱动电路10发送开始工作控制命令，随后电机驱动电路10根据所接收到的开始工作控制命令生成相应的开始工作控制指令，并发送给电控伸缩杆5，控制伸缩杆逐步伸长，与此同时，单片机实时获得来自水浸传感器6的水浸检测结果，一旦单片机根据所获水浸检测结果判断为水浸结果时，即判定移动板2被水淹没时，则单片机随即经电机驱动电路10控制电控伸缩杆5的电机停止工作，其中，单片机向电机驱动电路10发送停止工作控制命令，随后电机驱动电路10根据所接收到的停止工作控制命令生成相应的停止工作控制指令，并发送给电控伸缩杆5，控制电控伸缩杆5停止工作，同时，单片机随即控制与之相连接的红外测距传感器开始工作，获得测距检测结果，再结合其与支撑立柱3长度的差值，即可获得此时水位的高度，然后单片机将此水位高度通过无线通信模块进行发送；如此，将所设计水位高度数据检测采集装置应用到实际当中，快速获得水位检测结果。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (6)
1.一种水位高度数据检测采集装置，其特征在于：包括基座板（1）、移动板（2）、至少一根支撑立柱（3）、电控伸缩杆（5）和控制模块（4），以及分别与控制模块（4）相连接电源、水浸传感器（6）、通信模块（7）、电机驱动电路（10）、测距传感器（11），电控伸缩杆（5）经过电机驱动电路（10）与控制模块（4）相连接；其中，电源经过控制模块（4）分别为水浸传感器（6）、通信模块（7）、测距传感器（11）进行供电，同时，电源依次经过控制模块（4）、电机驱动电路（10）为电控伸缩杆（5）进行供电；控制模块（4）、通信模块（7）和电机驱动电路（10）设置于基座板（1）的上表面，电机驱动电路（10）包括第一PNP型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四NPN型三极管Q4、第五NPN型三极管Q5、第六NPN型三极管Q6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，其中，控制模块（4）的正级供电端同时连接第一PNP型三极管Q1的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极，电控伸缩杆（5）的电机正极同时连接第一PNP型三极管Q1的集电极与第二NPN型三极管Q2的集电极，电控伸缩杆（5）的电机负极同时连接第三PNP型三极管Q3的集电极与第四NPN型三极管Q4的集电极，第三PNP型三极管Q3的发射极与第四NPN型三极管Q4的发射极相连，并接地；第一PNP型三极管Q1的基极与第三电阻R3的其中一端相连接，第三电阻R3的另一端与第六NPN型三极管Q6的集电极相连接，第六NPN型三极管Q6的基极串联第四电阻R4后与控制模块（4）相连接，第六NPN型三极管Q6的发射极与第四NPN型三极管Q4的基极相连接；第三PNP型三极管Q3的基极与第二电阻R2的其中一端相连接，第二电阻R2的另一端与第五NPN型三极管Q5的集电极相连接，第五NPN型三极管Q5的基极串联第一电阻R1后与控制模块（4）相连接，第五NPN型三极管Q5的发射极与第二NPN型三极管Q2的基极相连接；水浸传感器（6）设置于移动板（2）的上表面或下表面，移动板（2）上设置至少一个贯穿上下表面的支撑通孔，支撑通孔的数量与支撑立柱（3）的数量相等，各根支撑立柱（3）的其中一端分别与基座板（1）的下表面相固定连接，且各根支撑立柱（3）分别与基座板（1）所在平面相垂直，各根支撑立柱（3）分别竖直穿过移动板（2）上的各个支撑通孔，移动板（2）所在平面与基座板（1）所在平面相平行，各根支撑立柱（3）的另一端分别连接固定底座（8），通过各个固定底座（8）固定设置于指定水位监测位置，固定底座（8）的外径大于支撑通孔的内径；基座板（1）上设置一个贯穿上下表面的通孔，通孔的内径与电控伸缩杆（5）上伸缩杆的外径相适应，电控伸缩杆（5）的电机通过支架（9）固定设置于基座板（1）上表面对应通孔的位置，电控伸缩杆（5）上的伸缩杆竖直向下穿过基座板（1）上通孔，且伸缩杆的顶端与移动板（2）的上表面相固定连接，电控伸缩杆（5）上伸缩杆的最大长度与支撑立柱（3）的长度相等，移动板（2）随电控伸缩杆（5）上伸缩杆的伸缩沿支撑立柱（3）上下移动；测距传感器（11）设置于基座板（1）的下表面，且测距传感器（11）的测距方向竖直向下指向移动板（2）上表面。
2.根据权利要求1所述一种水位高度数据检测采集装置，其特征在于：所述电控伸缩杆（5）的电机为无刷步进电机。
3.根据权利要求1所述一种水位高度数据检测采集装置，其特征在于：所述测距传感器（11）为红外测距传感器。
4.根据权利要求1所述一种水位高度数据检测采集装置，其特征在于：所述通信模块（7）为无线通信模块。
5.根据权利要求1所述一种水位高度数据检测采集装置，其特征在于：所述控制模块（4）为单片机。
6.根据权利要求1所述一种水位高度数据检测采集装置，其特征在于：所述电源为外置电源。
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| CN107664971A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-02-06 | 无锡七百二十度科技有限公司 | 一种协同交互物联式智能监控水杯台装置 |
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2017
- 2017-06-08 CN CN201710425706.6A patent/CN107036678A/zh not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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