CN107425257B - 一种基于rfid的一体化液位检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明一种基于RFID的一体化液位检测设备，包括中空本体以及设置于所述中空本体上的射频天线、控制板和RFID标签组；所述中空本体用于放置装有待检测液体的容器；所述RFID标签组包括若干RFID标签，若干所述RFID标签沿竖直方向排布，所述射频天线为长条状，所述RFID标签组与所述射频天线正对设置；所述控制板包括射频信号收发模块和信息处理模块；所述射频信号收发模块用于控制所述射频天线向所述RFID标签组发送射频信号以及接收所述RFID标签组传回的反馈信号；所述信息处理模块用于计算得到当前液体的液位高度；本装置为一体结构，不需要在每一装有待检测液体的容器上贴RFID标签。

Description

一种基于RFID的一体化液位检测设备
技术领域
本发明涉及液位检测技术领域，尤其是一种基于RFID的一体化液位检测设备。
背景技术
随着射频识别、无线通信技术的发展，基于射频识别(RFID)技术和景深感知技术的新型应用模式备受关注。借助于非接触式的自动识别能力和无线信号传输技术，RFID系统能够实现RFID标签信号值的获取，再配合容器中不同液体高度对于多个标签的信号值反馈不同，根据规律利用算法匹配标签信号值和液体高度，最终达到容器液体高度实时检测的效果，让用户能够在实时获取容器中液体高度的多少。
目前的容器液体高度检测技术均需要在容器上粘贴RFID标签才可以进行检测，实用性差，也会造成资源的浪费。
因此，需要提出一种基于RFID的一体化液位检测设备。
发明内容
本发明提供一种基于RFID的一体化液位检测设备，旨在克服现有液位检测技术需要在装有待测液体的容器上粘贴RFID标签的问题。
本发明采用了以下技术措施：
一种基于RFID的一体化液位检测设备，包括中空本体以及设置于所述中空本体上的射频天线、控制板和RFID标签组；所述中空本体用于放置装有待检测液体的容器；所述RFID标签组包括若干RFID标签，若干所述RFID标签沿竖直方向排布，所述射频天线为长条状，所述射频天线的长度大于所述RFID标签组的长度，所述RFID标签组与所述射频天线正对设置；所述控制板与所述射频天线电连接，所述控制板包括射频信号收发模块和信息处理模块；所述射频信号收发模块用于控制所述射频天线向所述RFID标签组发送射频信号以及接收所述RFID标签组传回的反馈信号；所述信息处理模块用于根据所述RFID标签组传回的反馈信号，计算得到当前液体的液位高度。
作为进一步改进，所述中空本体的直径为10cm-80cm。
作为进一步改进，所述反馈信号包括每一所述RFID标签的EPC、RSSI和相位角度。
作为进一步改进，所述射频天线包括发射层、周期单元和反射层；所述发射层上设有近场天线，所述近场天线包括第一矩形和第二矩形，所述第一矩形和所述第二矩形的宽度相等，所述第一矩形的长度小于所述第二矩形的长度，所述发射层用于发射射频信号，所述周期单元上设有若干卐型结构，所述周期单元用于与所述发射层配合使所述射频信号沿垂直于所述射频天线的方向发射，所述反射层用于反射所述射频信号，使所述射频信号单向辐射。
作为进一步改进，所述射频天线的工作频段为860MHz-928MHz。
作为进一步改进，所述控制板进一步包括通讯信号收发模块和通讯天线；所述信号收发模块用于将所述当前液体的液位高度通过所述通讯天线上传。
作为进一步改进，所述通讯信号收发模块包括NB-IOT通讯模组、WIFI通讯模组和LORA通讯模组的其中一个或若干个。
作为进一步改进，所述中空本体上设有若干指示灯，所述指示灯与所述控制板电连接，所述指示灯数量与所述RFID标签数量相同，所述指示灯用于显示当前液体的液位高度。
作为进一步改进，相邻两个所述RFID标签的间距大于所述RFID标签组与所述射频天线的间距的1/10。
作为进一步改进，所述控制板上设有警报器，所述信息处理模块内存有液位最低阈值，当前液体的液位高度小于所述液位最低阈值时，所述控制板控制所述警报器发出警报。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：
1、本发明一种基于RFID的一体化液位检测设备整个设备一体化设置，不需要在容器上粘贴RFID标签即可完成液位检测。
2、本发明一种基于RFID的一体化液位检测设备设有指示灯，可以实时显示当前液体的液位高度。
附图说明
附图1是本发明一种基于RFID的一体化液位检测设备的结构示意图。
附图2是本发明一种基于RFID的一体化液位检测设备控制板的结构示意图。
附图3是本发明一种基于RFID的一体化液位检测设备射频天线的结构示意图。
附图4是本发明一种基于RFID的一体化液位检测设备发射层的结构示意图。
主要元件符号说明
中空本体1
RFID标签组2
RFID标签21
射频天线 3
发射层 31
周期单元 32
反射层 33
控制板 4
指示灯 5
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
请参考图1，实施例中，一种基于RFID的一体化液位检测设备，包括中空本体1以及设置于所述中空本体1上的射频天线3、控制板4和RFID标签组2；所述中空本体1用于放置装有待检测液体的容器；所述RFID标签组2包括若干RFID标签21，若干所述RFID标签21沿竖直方向排布，所述射频天线3为长条状，所述射频天线3的长度大于所述RFID标签组2的长度，所述RFID标签组2与所述射频天线3正对设置；所述控制板4与所述射频天线3电连接，所述控制板4包括射频信号收发模块和信息处理模块；所述射频信号收发模块用于控制所述射频天线3向所述RFID标签组2发送射频信号以及接收所述RFID标签组2传回的反馈信号；所述信息处理模块用于根据所述RFID标签组2传回的反馈信号，计算得到当前液体的液位高度。
本实施例在使用过程中，只需要将装有待测液体的容器置于所述中空本体1的内部。所述控制板4会控制所述射频天线3发出射频信号，所述射频信号发送到所述RFID标签组2内的每一所述RFID标签21上，所述RFID标签21接收到所述射频信号后会向所述射频天线3发送反馈信号。所述反馈信号包括每一所述RFID标签21的EPC、RSSI和相位角度。因为液体会影响所述反馈信号的强度，所以液位不同时，所述射频天线3接收到的所述RFID标签21的EPC、RSSI和相位角度也会有相应的差别。所述信息处理芯片会根据所述射频天线3接收到的反馈信号计算当前液体的液位高度。
其中，所述信息处理芯片根据所述射频天线3接收到的反馈信号计算当前液体的液位高度的方法为现有技术。
本实施例中，所述中空本体1的直径为10cm-80cm，可根据装有待测液体的容器的体积选择不同的尺寸，且所述RFID标签组2与所述射频天线3的距离为10cm-80cm时检测效果更好，精度更高。
本实施例中，所述射频天线3包括发射层31、周期单元32和反射层33；所述发射层31上设有近场天线，所述近场天线包括第一矩形和第二矩形，所述第一矩形和所述第二矩形的宽度相等，所述第一矩形的长度小于所述第二矩形的长度，所述发射层31用于发射射频信号，所述周期单元32上设有若干卐型结构，所述周期单元32用于与所述发射层31配合使所述射频信号沿垂直于所述射频天线3的方向发射，所述反射层33用于反射所述射频信号，使所述射频信号单向辐射，且所述射频天线3的工作频段为860MHz-928MHz。
所述射频天线3发送的射频信号的方向与所述射频天线3垂直。可以保证射频信号能够发射到每一RFID标签21。同时，因为射频信号垂直于所述射频天线3发生，可以将同一高度的射频信号与RFID标签21相对应，使液位检测的精度更佳。
本实施例中，相邻两个所述RFID标签21的间距大于所述RFID标签组2与所述射频天线3的间距的1/10。避免所述RFID标签21距离过近时，因为射频信号的偏移而发生误检的情况发生。
本实施例中，所述控制板4进一步包括通讯信号收发模块和通讯天线；所述通讯信号收发模块包括NB-IOT通讯模组、WIFI通讯模组和LORA通讯模组的其中一个或若干个。所述信号收发模块用于将所述当前液体的液位高度通过所述通讯天线上传到管理端。可以让用户远程监控容器内液体高度的变化。
本实施例中，所述中空本体1上设有若干指示灯5，所述指示灯5与所述控制板4电连接，所述指示灯5数量与所述RFID标签21数量相同，所述指示灯5用于显示当前液体的液位高度。用户可以通过指示灯5直观的观察到容器内液体的高度。
本实施例中，所述控制板4上设有警报器，用户可以根据实际情况在所述信息处理模块内预存液位最低阈值，当前液体的液位高度小于所述液位最低阈值时，所述控制板4控制所述警报器发出警报以提示用户。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种基于RFID的一体化液位检测设备，其特征在于，包括中空本体以及设置于所述中空本体上的射频天线、控制板和RFID标签组；
所述中空本体用于放置装有待检测液体的容器；
所述RFID标签组包括若干RFID标签，若干所述RFID标签沿竖直方向排布，相邻两个所述RFID标签的间距大于所述RFID标签组与所述射频天线的间距的1/10；
所述射频天线为长条状，所述射频天线的长度大于所述RFID标签组的长度，所述RFID标签组与所述射频天线正对设置；所述RFID标签组与所述射频天线的距离为10cm-80cm；所述射频天线包括发射层、周期单元和反射层；所述发射层上设有近场天线，所述近场天线包括第一矩形和第二矩形，所述第一矩形和所述第二矩形的宽度相等，所述第一矩形的长度小于所述第二矩形的长度，所述发射层用于发射射频信号，所述周期单元上设有若干卐型结构，所述周期单元用于与所述发射层配合使所述射频信号沿垂直于所述射频天线的方向发射，所述反射层用于反射所述射频信号，使所述射频信号单向辐射；
所述控制板与所述射频天线电连接，所述控制板包括射频信号收发模块和信息处理模块；所述射频信号收发模块用于控制所述射频天线向所述RFID标签组发送射频信号以及接收所述RFID标签组传回的反馈信号；所述信息处理模块用于根据所述RFID标签组传回的反馈信号，计算得到当前液体的液位高度。
2.根据权利要求1所述的液位检测设备，其特征在于，所述中空本体的直径为10cm-80cm。
3.根据权利要求1所述的液位检测设备，其特征在于，所述反馈信号包括每一所述RFID标签的EPC、RSSI和相位角度。
4.根据权利要求1所述的液位检测设备，其特征在于，所述射频天线的工作频段为860MHz-928MHz。
5.根据权利要求1所述的液位检测设备，其特征在于，所述控制板进一步包括通讯信号收发模块和通讯天线；所述通讯信号收发模块用于将所述当前液体的液位高度通过所述通讯天线上传。
6.根据权利要求5所述的液位检测设备，其特征在于，所述通讯信号收发模块包括NB-IOT通讯模组、WIFI通讯模组和LORA通讯模组的其中一个或若干个。
7.根据权利要求1所述的液位检测设备，其特征在于，所述中空本体上设有若干指示灯，所述指示灯与所述控制板电连接，所述指示灯数量与所述RFID标签数量相同，所述指示灯用于显示当前液体的液位高度。
8.根据权利要求1所述的液位检测设备，其特征在于，所述控制板上设有警报器，所述信息处理模块内存有液位最低阈值，当前液体的液位高度小于所述液位最低阈值时，所述控制板控制所述警报器发出警报。
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