CN203116803U - 液位无线检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液位无线检测系统，包括至少一个传感器、至少一个终端设备、中心控制器、计算机；所述传感器与终端设备连接，中心控制器与计算机连接，终端设备通过无线网络连接中心控制器；所述终端设备包括单片机处理器、无线通信模块、终端供电模块，无线通信模块与单片机处理器连接，终端供电模块分别与无线通信模块、单片机处理器连接；中心控制器包括与之相连接的无线通信模块、供电模块；系统结构简单、造价低廉、使用维护简易；使用结构简单的电导式液位传感器，在保证测量精度的前提下，大大简化了采集部分结构，并且使用ZigBee无线传输技术，一改以往现场布线的繁琐，实现了液位的无线检测，系统适用性强。

Description

液位无线检测系统

技术领域

本实用新型涉及液位检测技术领域，尤其涉及一种液位无线检测系统。

背景技术

目前在石油、化工、制药、食品、水利以及工业测量领域中，经常需要进行液位检测。现有技术中测量液位的方法有很多，常见的有浮子液位计法、压力液位检测法、电容式液位检测法、磁致伸缩式检测法、超声波液位检测法、雷达液位计、光纤液位测量法等。但总的来说存在以下问题：装配工艺复杂，造价比较高。同时在以上测量方法中，基本采用有线方式，大量繁琐的现场布线，不仅效率低，也增加了施工成本与维护费用，而长距离的有线传输也会引入噪声等干扰因素、影响了系统稳定性；有的方法即使采用了无线传输，也多是使用GPRS、CDMA网络，而在偏远地区移动信号盲点多，数据传输不稳定，无法将数据实时、稳定的传输到监控中心。

发明内容

本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种液位无线检测系统；系统结构简单、造价低廉、维护简易；使用结构简单的电导式液位传感器，在保证测量精度的前提下，大大简化了采集部分结构；并且使用ZigBee无线传输技术，一改以往现场布线的繁琐，实现了液位的无线检测，系统适用性强，价格低廉。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种液位无线检测系统，包括至少一个传感器、至少一个终端设备、中心控制器、计算机，所述传感器与终端设备连接，中心控制器与计算机连接，终端设备通过无线网络连接中心控制器。

所述终端设备包括单片机处理器、无线通信模块、终端供电模块；无线通信模块与单片机处理器连接，终端供电模块分别与无线通信模块、单片机处理器连接。

无线通信模块通过串口与单片机处理器连接。

中心控制器包括与之相连接的无线通信模块、供电模块。

中心控制器通过RS485总线与计算机连接，终端设备通过ZigBee无线网络连接中心控制器。

单片机处理器为STC12C5A60S2。该单片机处理器上设有8路12位A/D输入、PWM调制电路、内置60K Flash、看门狗、定时器电路、I/O接口、SPI接口、MISO引脚；单片机处理器通过串口与无线通信模块连接。

传感器采用高灵敏度电导式液位传感器，传感器的电极采用耐腐蚀、耐高温的不锈钢材料。

本实用新型的有益效果：

（1）高灵敏度电导式液位传感器的探测电极采用耐腐蚀、耐高温的不锈钢材料，能适应各种恶劣环境。

（2）整个系统不需要进行大量的布线，使得系统的安装和维护成本大大降低。

（3）采用ZigBee无线通信技术，其特点主要是低功耗、低成本，而且ZigBee通信采用免执照的ISM频段，使整个系统适用性更强。

（4）系统结构简单、造价低廉、使用维护简易。

附图说明

图1为本实用新型电路连接结构框图；

图2为本实用新型终端设备结构图；

图3为本实用新型中心控制器结构图；

图4为本实用新型无线网络模块工作流程图。

其中，1.传感器2.终端设备3.中心控制器4.计算机5.单片机处理器6.无线通信模块7.终端设备供电模块8.供电模块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。

一种液位无线检测系统，结合图1至图4，包括至少一个传感器1、至少一个终端设备2、中心控制器3、计算机4，所述传感器1与终端设备2连接，中心控制器3与计算机4连接，终端设备2通过无线网络连接中心控制器3。

所述终端设备2包括单片机处理器5、无线通信模块6、终端供电模块7，无线通信模块6与单片机处理器5连接，终端供电模块7分别与无线通信模块6、单片机处理器5连接。

无线通信模块6通过串口与单片机处理器5连接。

中心控制器3包括与之相连接的无线通信模块6、供电模块8。

中心控制器3通过RS485总线与计算机4连接，终端设备2通过ZigBee无线网络连接中心控制器3。

单片机处理器5为STC12C5A60S2。该单片机处理器5上设有8路12位A/D输入、PWM调制电路、内置60K Flash、看门狗、定时器电路、I/O接口、SPI接口、MISO引脚；单片机处理器5通过串口与无线通信模块6连接。

传感器1采用高灵敏度电导式液位传感器，传感器的电极采用耐腐蚀、耐高温的不锈钢材料。

图4为无线网络模块工作流程图，系统采用问答式通信协议，无线网络模块自动组网技术。

本实用新型专利中，计算机4是普通商用计算机，是系统的控制核心，通过RS485总线和中心控制器3双向通信，并将终端设备2采集的传感器1的电流信号进行算法处理后来标定液位高。

本实用新型的无线通信模块6采用符合IEEE802.15.4和ZigBee协议的模块，例如DIGI公司的XBEE和XBEE-Pro模块。XBEE模块可以作为路由节点、协调器以及终端节点。协调器具有三项功能，一是选择网络ID和信道，进行广播，负责网络的发起，将路由器和终端节点纳入到网络；二是为其他节点设备提供路由服务；三是接收和发送数据。路由节点具有两项功能，一是为其他节点设备提供路由服务；二是接收和发送数据。终端节点具有接收和发送数据功能，无路由功能。本系统中，终端设备2、中心控制器5的无线通信模块6采用了ZigBee网络的协调器、路由功能。

本实用新型在使用时，将传感器1安装在待测液体中，采用高灵敏度电导式液位传感器，其电极采用耐腐蚀、耐高温的不锈钢材料，依据不同液体介质电导率不同原理，经过内部电路处理后输出不同的电流信号；单片机处理器5通过信号线缆与其连接，测量传感器1输出的电流信号。以检测储油罐内液位为实施例，系统的一个工作周期过程如下：

（1）传感器1安装在待测储油罐中，耐腐蚀、耐高温的不锈钢电极插入待测液体中，实时输出检测液体的电流信号；

（2）计算机4和中心控制器3安装在监控室，计算机4和中心控制器3通过RS485总线进行双向通信。计算机4发送命令给中心控制器3，中心控制器3将命令通过ZigBee无线通信网络传送到终端设备2；

（3）终端设备2安装在待测储油罐罐顶上。终端设备2接收到中心控制器2命令后，进行识别判断后，启动采集传感器1输出信号任务；

（4）终端设备2中单片机处理器5采集该信号，将该信号进行数据处理，处理完毕后将结果通过无线通信模块6发送给中心控制器3；

（5）中心控制器3通过RS485总线将数据传递给计算机4；

（6）计算机4接收中心控制器3上传数据进行算法处理后标定液位高度。图4为无线网络模块工作流程图，系统采用问答式通信协议，无线网络模块自动组网技术。

上述虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种液位无线检测系统，其特征是，包括至少一个传感器、至少一个终端设备、中心控制器、计算机，所述传感器与终端设备连接，中心控制器与计算机连接，终端设备通过无线网络连接中心控制器。 

2.如权利要求1所述的液位无线检测系统，其特征是，所述终端设备包括单片机处理器、无线通信模块、终端供电模块，无线通信模块与单片机处理器连接，终端供电模块分别与无线通信模块、单片机处理器连接。 

3.如权利要求2所述的液位无线检测系统，其特征是，所述无线通信模块通过串口与单片机处理器连接。 

4.如权利要求1所述的液位无线检测系统，其特征是，所述中心控制器包括与之相连接的无线通信模块、供电模块。 

5.如权利要求1所述的液位无线检测系统，其特征是，所述中心控制器通过RS485总线与计算机连接，终端设备通过ZigBee无线网络连接中心控制器。 

6.如权利要求2所述的液位无线检测系统，其特征是，所述单片机处理器为STC12C5A60S2。 

7.如权利要求1所述的液位无线检测系统，其特征是，所述传感器采用高灵敏度电导式液位传感器，所述传感器的电极采用耐腐蚀、耐高温的不锈钢材料。 

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