CN107990957A - 一种电子水尺低功耗处理电路及其节能检测方法 - Google Patents

一种电子水尺低功耗处理电路及其节能检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107990957A
CN107990957A CN201711171408.5A CN201711171408A CN107990957A CN 107990957 A CN107990957 A CN 107990957A CN 201711171408 A CN201711171408 A CN 201711171408A CN 107990957 A CN107990957 A CN 107990957A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
water
power consumption
microprocessor
water gauge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711171408.5A
Other languages
English (en)
Inventor
陈石平
谈书才
徐彬雄
石金双
吴海权
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AUGUR INTELLIGENCE TECHNOLOGY (GUANGZHOU) Co Ltd
Original Assignee
AUGUR INTELLIGENCE TECHNOLOGY (GUANGZHOU) Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AUGUR INTELLIGENCE TECHNOLOGY (GUANGZHOU) Co Ltd filed Critical AUGUR INTELLIGENCE TECHNOLOGY (GUANGZHOU) Co Ltd
Priority to CN201711171408.5A priority Critical patent/CN107990957A/zh
Publication of CN107990957A publication Critical patent/CN107990957A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields

Abstract

本发明公开了一种电子水尺低功耗处理电路及其节能检测方法，括微处理器和与微处理器电连接的遇水监测模块、通信模块、水位传感器模块、存储模块、第一电源转换模块、第二电源转换模块，所述第一电源转换模块、第二电源转换模块输入端连接电池，所述第一电源转换模块输出端连接通信模块，所述通信模块连接SIM卡，所述电池输出端还连接遇水监测模块，所述遇水监测模块输出端连接第二电源转换模块。本发明相比传统电子水尺，使用遇水监测模块获得很低的功耗，静态工作功耗降低1个数量级左右，且具有低成本方案，可实时获得突发的警戒水位信息。

Description

一种电子水尺低功耗处理电路及其节能检测方法
技术领域
本发明涉及液位测量技术领域，尤其涉及一种电子水尺低功耗处理电路及其节能检测方法。
背景技术
由于城市发展日新月异，在城市市政防洪防涝工程中，要求对江河、湖泊、水库、水电站、灌区及输水等水利工程中的水位监测，与此同时各地正在进行智慧城市建设，也要求对自来水、城市污水处理、城市道路积水等市政工程深度进行测量与监测，为防洪防涝提供精确水位信息。
目前市面上的电子水尺集成了水位传感器和无线数据通讯于一体的高性能水位测量装置，可以实现了对水位数据的连续自动监测，并按照预先设定的时间间隔自动上报至信息管理中心。这意味着设备一直处于工作状态中，虽然有部分时间设备控制器处于休眠模式，功耗稍低，由于电源转换模块一直处于工作中且转换存在一定的效率问题，整体功耗还是不低，对一些难以获取市电或者太阳能供电只能采用电池(锂电池或者铅酸蓄电池)供电的场所，频繁给电池充电会增加不少人力成本，特别是对一些长时间无水的应用场合(适用于城市道路低洼处、积水处、下凹式立交桥、隧道等易发生内涝地点)，低功耗设计显得尤为重要。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种电子水尺低功耗处理电路及其节能检测方法，解决现有电子水尺难以长时间工作的技术问题，特别长时间无水的水位监测环节中。
为实现上述目的，本发明提供了一种电子水尺低功耗处理电路，包括微处理器和与微处理器电连接的遇水监测模块、通信模块、水位传感器模块、存储模块、第一电源转换模块、第二电源转换模块，所述第一电源转换模块、第二电源转换模块输入端连接电池，所述第一电源转换模块输出端连接通信模块，所述通信模块连接SIM卡，所述电池输出端还连接遇水监测模块，所述遇水监测模块输出端连接第二电源转换模块，其中：
微处理器负责与各模块进行通信，协调各模块有序工作；
遇水监测模块用于监测是否有水以及警戒水位加速上报；
通信模块用于与上级的管理中心通讯和信息传输；
水位传感器模块用于测量水位的深度；
存储模块用于存储水位信息、IP地址关键信息；
电池模块支持充电。
上述的一种电子水尺低功耗处理电路，其特征在于：所述遇水监测模块一路安装在水尺的底部，一路安装在水尺的警戒水位。
上述的一种电子水尺低功耗处理电路，其特征在于：所述水尺的警戒水位为离水尺底部0.5m-1m处。
上述的一种电子水尺低功耗处理电路，其特征在于：所述第一电源转换模块输出3.3V电压到微处理器，所述第二电源转换模块输出4V电压通信模块。
一种电子水尺低功耗处理电路节能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、遇水监测模块具有两路检测功能一直处于供电工作状态，一路安装在水尺的底部，如果没有监测到水，则不开启(EN1)3.3V电源，不唤醒微处理器，一旦监测到水，立即开启(EN1)主电源3.3V，再唤醒微处理器，微处理器采集水位信息并开启(EN2)4V电源并定期发送水位信息给通信模块最后传到管理中心；
步骤2、遇水监测模块另一路安装在水尺的警戒水位，一旦监测到警戒水位将用EN3信号通知微处理器加快上传信息的频度或者产生报警；
步骤3、水位低于警戒水位关闭信号(EN3)解除报警，水消失关闭EN1信号，EN2信号自动关闭，电源获得最低消耗。
上述的一种电子水尺低功耗处理电路节能检测方法，其特征在于，所述通信模块支持eMTC、NB-IoT、GPRS三种模式。
本发明的有益效果是：
1)使用遇水监测模块获得很低的功耗，静态工作中(只有遇水监测模块工作)功耗小于1mA，与传统电子水尺10mA左右的功耗(MCU处于待机状态、电源模块等在工作)相比，功耗降低1个数量级左右；
2)相比传统电子水尺，使用遇水监测模块具有低成本方案，具有很强的成本优势。
3)相比传统电子水尺的定期上报，如定期上报周期较长突然水位上升很快，势必延期发送警戒水位信息，本设计对获得警戒水位信息具有实时性。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明电子水尺低功耗处理电路原理框图；
图2本发明一实施例的测量过程示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种电子水尺低功耗处理电路，其特征在于：包括微处理器1和与微处理器1电连接的遇水监测模块2、通信模块3、水位传感器模块4、存储模块5、第一电源转换模块7、第二电源转换模块9，所述第一电源转换模块7、第二电源转换模块9输入端连接电池6，所述第一电源转换模块7输出端连接通信模块3，所述通信模块3连接SIM卡8，所述电池6输出端还连接遇水监测模块2，所述遇水监测模块2输出端连接第二电源转换模块9，其中：
微处理器1负责与各模块进行通信，协调各模块有序工作；
遇水监测模块2用于监测是否有水以及警戒水位加速上报；
通信模块3用于与上级的管理中心通讯和信息传输；
水位传感器模块4用于测量水位的深度；
存储模块5用于存储水位信息、IP地址关键信息；
电池模块6支持充电。
其中，水位传感器模块4通过电感应装置感应水位变化，测量的水位值经数字编码处理，实现数字化分度、数字化采样、数字化传输，经过本地存储、数据处理以及协议封装等，由通信模块3将水位信息发送到监测中心，同时将检测到的道路水位信息更新至信息显示屏，提醒过往行人和车辆注意安全。
遇水监测模块2一路安装在水尺的底部，一路安装在水尺的警戒水位，水尺的警戒水位为离水尺底部0.5m-1m处。
电池6支持充电，充电模块为高级线性充电管理控制器，功能包括高精度的恒压、恒流调节、预充、温度监视、自动充电终止、内部电流检测、反向阻断保护、充电状态和故障指示等；采用固态电解质的大容量新一代锂电池，具有高密度能量、高安全性和长寿命等优点，满足长时间的工作需求。
第一电源转换模块7、第二电源转换模块9具有低电压、高电压、过电流、防反接等保护，电源模块采用高效率的DC-DC开关电源芯片输出2种不同的工作电压：DC-DC芯片产生3.3V/1A电流、4.0V/2A以满足不同模块电源的需要，电源模块输出至通信模块、水位传感器模块、存储模块等模块的电源均需要微处理器通过PMOS进行控制输出，进行低功耗控制，遇水监测模块直接使用电池电压，大大延长设备工作时间。特别是对于通信模块在发射瞬间消耗电流大，为避免降低发射效率，需要在通信模块附近安装大容量的电容以满足瞬间放电的需要。
如图2所示，一种电子水尺低功耗处理电路节能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、遇水监测模块2具有两路检测功能一直处于供电工作状态，一路安装在水尺的底部，如果没有监测到水，则不开启EN13.3V电源，不唤醒微处理器1，一旦监测到水，立即开启EN1主电源3.3V，再唤醒微处理器1，微处理器1采集水位信息并开启EN24V电源并定期发送水位信息给通信模块3最后传到管理中心；
步骤2、遇水监测模块2另一路安装在水尺的警戒水位，一旦监测到警戒水位将用EN3信号通知微处理器1加快上传信息的频度或者产生报警；
步骤3、水位低于警戒水位关闭信号EN3解除报警，水消失关闭EN1信号，EN2信号自动关闭，电源获得最低消耗。
水位低于警戒水位解除报警、水退去关闭各类电源，这种处理机制对一些长时间无水的应用场合(适用于城市道路低洼处、积水处、下凹式立交桥、隧道等易发生内涝地点)非常有效，可以大大延迟工作时间，节省人力物力，可以达到很好的低功耗效果。
通信模块用于与上级的管理中心通讯和信息传输，支持eMTC、NB-IoT、GPRS三种模式，可以来回切换：eMTC(增强型机器类型通信，enhanced Machine Type Communication)是在既有LTE技术与架构上进行优化，NB-IoT(窄带物联网，Narrow Band-Internet ofThings)是针对物联网特性的全新设计。通信模块具以下特点和优势：
●低功耗：低功耗特性是物联网应用一项重要指标，特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合，如安置于高山荒野偏远地区中的各类传感监测设备，相同电量下可以延长使用时间；
●低成本：NB-IoT无需重新建网，射频和天线基本上都是复用的；
●强链接：在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数；
●高覆盖：NB-IoT室内覆盖能力强，提升20dB增益，相当于提升了100倍覆盖区域能力或多穿透一堵墙，使得通讯模组在信号弱覆盖的地方也具备正常通信能力。
本发明利用遇水监测模块作为判断电子水尺是否开机工作，给出了电子水尺低功耗处理电路的低功耗检测方法，解决现有电子水尺难以长时间工作的技术问题，特别长时间无水的水位监测环节中。使用遇水监测模块获得很低的功耗，静态工作中功耗小于1mA，与传统电子水尺10mA的功耗相比，功耗降低1个数量级左右；相比传统电子水尺，使用遇水监测模块具有低成本方案，具有很强的成本优势；相比传统电子水尺的定期上报，本设计对获得警戒水位信息具有实时性。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电子水尺低功耗处理电路，其特征在于：包括微处理器(1)和与微处理器(1)电连接的遇水监测模块(2)、通信模块(3)、水位传感器模块(4)、存储模块(5)、第一电源转换模块(7)、第二电源转换模块(9)，所述第一电源转换模块(7)、第二电源转换模块(9)输入端连接电池(6)，所述第一电源转换模块(7)输出端连接通信模块(3)，所述通信模块(3)连接SIM卡(8)，所述电池(6)输出端还连接遇水监测模块(2)，所述遇水监测模块(2)输出端连接第二电源转换模块(9)，其中：
微处理器(1)负责与各模块进行通信，协调各模块有序工作；
遇水监测模块(2)用于监测是否有水以及警戒水位加速上报；
通信模块(3)用于与上级的管理中心通讯和信息传输；
水位传感器模块(4)用于测量水位的深度；
存储模块(5)用于存储水位信息、IP地址关键信息；
电池模块(6)支持充电。
2.如权利要求1所述的一种电子水尺低功耗处理电路，其特征在于：
所述遇水监测模块(2)一路安装在水尺的底部，一路安装在水尺的警戒水位。
3.如权利要求2所述的一种电子水尺低功耗处理电路，其特征在于：
所述水尺的警戒水位为离水尺底部0.5m-1m处。
4.如权利要求1所述的一种电子水尺低功耗处理电路，其特征在于：
所述第一电源转换模块(7)输出3.3V电压到微处理器(1)，
所述第二电源转换模块(9)输出4V电压到通信模块(3)。
5.一种电子水尺低功耗处理电路节能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、遇水监测模块(2)具有两路检测功能一直处于供电工作状态，一路安装在水尺的底部，如果没有监测到水，则不开启(EN1)3.3V电源，不唤醒微处理器(1)，一旦监测到水，立即开启(EN1)主电源3.3V，再唤醒微处理器(1)，微处理器(1)采集水位信息并开启(EN2)4V电源并定期发送水位信息给通信模块(3)最后传到管理中心；
步骤2、遇水监测模块(2)另一路安装在水尺的警戒水位，一旦监测到警戒水位将用EN3信号通知微处理器(1)，微处理器(1)控制通信模块(3)加快上传信息的频度或者产生报警；
步骤3、水位低于警戒水位关闭信号(EN3)解除报警，水消失关闭EN1信号，EN2信号自动关闭，电源获得最低消耗。
6.如权利要求5所述的一种电子水尺低功耗处理电路节能检测方法，其特征在于，所述通信模块(3)支持eMTC、NB-IoT、GPRS三种模式。
CN201711171408.5A 2017-11-22 2017-11-22 一种电子水尺低功耗处理电路及其节能检测方法 Pending CN107990957A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711171408.5A CN107990957A (zh) 2017-11-22 2017-11-22 一种电子水尺低功耗处理电路及其节能检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711171408.5A CN107990957A (zh) 2017-11-22 2017-11-22 一种电子水尺低功耗处理电路及其节能检测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107990957A true CN107990957A (zh) 2018-05-04

Family

ID=62032479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711171408.5A Pending CN107990957A (zh) 2017-11-22 2017-11-22 一种电子水尺低功耗处理电路及其节能检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107990957A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108494414A (zh) * 2018-05-10 2018-09-04 武汉中电物联科技有限公司 超低功耗多模物联网无线模块
CN110298076A (zh) * 2019-05-27 2019-10-01 广州奥格智能科技有限公司 一种基于gis和swmm的城市内涝智能建模及分析方法
CN110686751A (zh) * 2019-10-10 2020-01-14 四川朵唯物联技术有限公司 一种智能防涝预警装置
CN112637706A (zh) * 2020-12-17 2021-04-09 水利部南京水利水文自动化研究所 小型化低功耗水位雨量采集装置和工作方法
CN113286993A (zh) * 2018-11-07 2021-08-20 安泰克安全公司 一种用于自动化系统的淹水传感器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205426286U (zh) * 2015-12-04 2016-08-03 北京国信华源科技有限公司 电子水尺及具有其的水位监测及预警系统
CN206132181U (zh) * 2016-11-03 2017-04-26 厦门点云数据科技有限公司 一种地桩式水位监测装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205426286U (zh) * 2015-12-04 2016-08-03 北京国信华源科技有限公司 电子水尺及具有其的水位监测及预警系统
CN206132181U (zh) * 2016-11-03 2017-04-26 厦门点云数据科技有限公司 一种地桩式水位监测装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108494414A (zh) * 2018-05-10 2018-09-04 武汉中电物联科技有限公司 超低功耗多模物联网无线模块
CN113286993A (zh) * 2018-11-07 2021-08-20 安泰克安全公司 一种用于自动化系统的淹水传感器
CN110298076A (zh) * 2019-05-27 2019-10-01 广州奥格智能科技有限公司 一种基于gis和swmm的城市内涝智能建模及分析方法
CN110298076B (zh) * 2019-05-27 2023-05-09 奥格科技股份有限公司 一种基于gis和swmm的城市内涝智能建模及分析方法
CN110686751A (zh) * 2019-10-10 2020-01-14 四川朵唯物联技术有限公司 一种智能防涝预警装置
CN112637706A (zh) * 2020-12-17 2021-04-09 水利部南京水利水文自动化研究所 小型化低功耗水位雨量采集装置和工作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107990957A (zh) 一种电子水尺低功耗处理电路及其节能检测方法
CN107966187A (zh) 一种液位仪超低功耗处理电路及其节能检测方法
CN203053956U (zh) 一种网络化海洋水质监测系统
CN101419443A (zh) 一种数据采集与监测控制系统终端采集设备
CN112558190A (zh) 用于城市暴雨洪涝的水位雨量一体监控系统
CN106357793A (zh) 配电设施防涝预警方法及装置
CN206756244U (zh) 一种基于低功耗广域网且可检测水质的智能水表装置
CN102364302B (zh) 雨量水位监测设备
CN206311783U (zh) 一种无线雨量报警系统
CN206401986U (zh) 带地理位置信息的通信基站电源报警系统
CN102299531A (zh) 风光互补发电系统的智能控制装置及其控制方法
CN216847765U (zh) 基于排水口水力发电的水质监控云系统
CN104406658A (zh) 一种低功耗的地下水在线监测系统及节能方法
CN203385877U (zh) 雨量计装置
CN204350315U (zh) 一种水库水质监测系统
CN203849817U (zh) 一种架空线路异物入侵预警系统
CN201681311U (zh) 一种用于变电站积水处理的浮球检测结构
CN203562081U (zh) 一种基于压电效应的井盖安全监控系统
CN202584404U (zh) 一种无线水表采控装置
CN202057720U (zh) 一种输电线电流温度实时监测装置
CN106413197B (zh) 一种基于稳压电源电路的太阳能路灯节能控制系统
CN209462497U (zh) 一种水资源远程监控系统
CN204304501U (zh) 一种社区自来水管网发电系统
CN204301782U (zh) 一种大坝渗压检测终端
CN201726167U (zh) 风光互补发电系统的智能控制装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180504