CN212458551U - 一种低功耗的雷达水位计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低功耗的雷达水位计，包括微控制器，分别连接于微控制器的电源模块、数据采集模块、存储模块及无线通信模块，还包括连接于微控制器的实时时钟，所述实时时钟用于发出唤醒信号或休眠信号，对应地使得所述低功耗的雷达水位计处于唤醒状态或休眠状态。本实用新型克服了传统的雷达水位计一直处于唤醒状态导致的耗费电能较快的缺陷，达到了节能的目的，减少了工作人员需要经常性的维护雷达水位计电能的麻烦。

Description

一种低功耗的雷达水位计

技术领域

本实用新型涉及水位测量技术领域，特别是涉及一种低功耗的雷达水位计。

背景技术

当前，水安全和水危机已经成为制约我国社会和经济发展的突出因素。水利工程的规划、设计、施工和管理需要水位资料。桥梁、港口、航道、给排水等工程建设也需水位资料。防汛抗旱中，水位资料更为重要，它是水文预报和水文情报的依据。水位资料，在水位流量关系的研究中和在河流泥沙、冰情等的分析中都是重要的基本资料。水位资料与人类社会生活和生产关系密切。

水位计工作于室外，室外工作环境复杂多变，供电环境不稳定。而水位计本身处于常耗能状态，因此需要定期的对低功耗的雷达水位计的电量进行检查和补充电能，使用起来非常不便，而且耗费人力物力和能源。

因此，如何设计一种节能的水位计以解决现有水位计需要经常检查和补充电能的问题是业界亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中低功耗的雷达水位计需要经常检查和补充电能的技术问题，本实用新型提出一种低功耗的雷达水位计。

一种低功耗的雷达水位计，包括微控制器，分别连接于微控制器的电源模块、数据采集模块、存储模块及无线通信模块，还包括连接于微控制器的实时时钟，所述实时时钟用于发出唤醒信号或休眠信号，对应地使得所述低功耗的雷达水位计处于唤醒状态或休眠状态。

在一实施方式中，所述电源模块分别与所述数据采集模块、存储模块及无线通信模块连接。

在一实施方式中，所述电源模块包括电源及电源开关，所述低功耗的雷达水位计处于唤醒状态时，所述微控制器控制所述电源开关闭合，所述低功耗的雷达水位计处于休眠状态时，所述微控制器控制所述电源开关断开。

在一实施方式中，所述无线通信模块包括NB-Iot通信电路。

在一实施方式中，所述无线通信模块还包括蓝牙通信电路。

在一实施方式中，所述数据采集模块包括雷达位移采集电路。

在一实施方式中，所述数据采集模块还包括电源信息采集电路。

在一实施方式中，所述实时时钟为RTC电路。

在一实施方式中，所述微控制器中包括消浪算法单元。

在一实施方式中，所述微控制器还连接有感应开关，所述感应开关用于发出唤醒信号或休眠信号。

与现有技术比较，本实用新型至少具有如下优点:

1、本实用新型通过在低功耗的雷达水位计中设置实时时钟，实时时钟发出唤醒信号或休眠信号，对应地使得低功耗的雷达水位计处于唤醒状态或休眠状态。克服了传统的雷达水位计一直处于唤醒状态导致的耗费电能较快的缺陷，达到了节能的目的，也减少了工作人员需要经常性的维护雷达水位计电能的麻烦。

2、通过设置蓝牙通信电路、NB-Iot通信电路等无线通信模块传递水位数据，无需布线、选点方便，有效较少了施工及后期维护成本。

3、通过设置消浪算法单元，降低水面波动及漂浮物体对水位数据准确性的影响，提升了测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中低功耗的雷达水位计的结构示意框图；

图2为图1中低功耗的雷达水位计的具体结构示意框图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本实用新型的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本实用新型的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

下面结合附图以及实施例对本实用新型的原理及结构进行详细说明。

请参阅图1-2，本实用新型提供的低功耗的雷达水位计包括微控制器，分别连接于微控制器的电源模块、数据采集模块、存储模块及无线通信模块。电源模块用于给微控制器、数据采集模块、存储模块及无线通信模块提供电能。数据采集模块用于包括采集水位数据。存储模块用于将数据采集模块采集的水位数据等数据存储。无线通信模块用于将该水位数据等数据以无线波的形式发送至云端服务器或终端设备。该低功耗的雷达水位计还包括连接于微控制器的实时时钟，实时时钟用于发出唤醒信号或休眠信号，对应地使得低功耗的雷达水位计处于唤醒状态或休眠状态。本实用新型的低功耗的雷达水位计克服了传统低功耗的雷达水位计一直处于唤醒状态导致的耗费电能较快的缺陷，达到了节能的目的，同时也减少了工作人员需要经常性的维护低功耗的雷达水位计电能的麻烦。下面对该低功耗的雷达水位计的各个部分做详细说明。

请参阅图1，数据采集模块包括雷达位移采集电路及电源信息采集电路。雷达位移采集电路连接于微控制器，用于采集水面到低功耗的雷达水位计之间的距离。具体地，在实际应用中，将低功耗的雷达水位计安装于水面的上方。先测量出低功耗的雷达水位计到水底的高度，存储于存储模块中。然后通过雷达位移采集电路测量低功耗的雷达水位计到水面的高度，并将低功耗的雷达水位计到水面的高度信息传递给微控制器。微控制器计算低功耗的雷达水位计到水底的高度减去低功耗的雷达水位计到水面的高度，得出水面到水底的高度，即测得水位。在一优选实施例中，微控制器中包括消浪算法单元。消浪算法单元用于去掉不同的时间点测得的一系列水位值中的最大的值和最小的值，然后取剩下的多个水位值的平均值。通过设置消浪算法单元，降低了水面波动及漂浮物体等异常情况对水位数据准确性的影响，提升了水位测量精度。在另外的实施例中，消浪算法单元用于去掉不同的时间点测得的一系列水位值中的最大的值、次大的多个值、最小的值和次小的多个值，然后取剩下的多个水位值的平均值。

电源信息采集电路用于采集电源的电压值和/或电流值和/或剩余电量值等电源信息，并将电源信息传递给微控制器和/或储存到存储模块中。

无线通信模块包括NB-Iot通信电路及/或蓝牙通信电路。NB-Iot通信电路用于将水位数据和/或电源信息发送到距离较远的云端服务器和/或后台终端设备。蓝牙通信电路用于将水位数据和/或电源信息发送到距离较近的终端设备。后台终端设备可根据该电源信息对低功耗的雷达水位计的用电状态进行监管，根据水位数据对该水流情况进行监管。通过设置蓝牙通信电路、NB-Iot通信电路等无线通信模块传递水位数据及电源信息至云端服务器及后台终端设备，无需布线、选点方便，有效较少了施工及后期维护成本。在一实施例中，微控制器还连接有USB通信电路，用于本地在线通信，可以进行程序下载升级。

请参阅图2，电源模块包括电源及电源开关。电源可以是内置电源或外接电源。电源通过电源开关分别与雷达位移采集电路、电源信息采集电路、NB-Iot通信电路、蓝牙通信电路及存储模块连接，以提供电能。在一实施例中，电源连接于一个电源开关后分别连接于雷达位移采集电路、电源信息采集电路、NB-Iot通信电路、蓝牙通信电路及存储模块。以使得雷达位移采集电路、电源信息采集电路、NB-Iot通信电路、蓝牙通信电路及存储模块能够同步的通电或断电。在另一实施例中，电源分别连接多个开关，多个开关分别对应地连接雷达位移采集电路、电源信息采集电路、NB-Iot通信电路、蓝牙通信电路及存储模块。以使得根据实际需要，分别控制雷达位移采集电路、电源信息采集电路、NB-Iot通信电路、蓝牙通信电路及存储模块中的一个或多个通电或断电，达到根据实际需要，有选择的节省电能的目的。

实时时钟用于计时实时时间，并将实时时间信号传递给微控制器。优选地实时时钟为RTC电路。微控制器中设有预设唤醒时间及预设休眠时间，微控制器判断实时时间是否满足预设唤醒时间或预设休眠时间。当实时时间满足预设唤醒时间时，控制低功耗的雷达水位计处于唤醒状态。此时，微控制器控制电源开关闭合，与电源开关对应的雷达位移采集电路、电源信息采集电路、NB-Iot通信电路、蓝牙通信电路及存储模块通电，开始工作。当实时时间满足预设休眠时间时，控制低功耗的雷达水位计处于休眠状态。此时，微控制器控制电源开关断开，与电源开关对应的雷达位移采集电路、电源信息采集电路、NB-Iot通信电路、蓝牙通信电路及存储模块断电，停止工作。从而克服了传统低功耗的雷达水位计一直处于唤醒状态导致的耗费电能较快的缺陷，达到了节能的目的，减少了工作维护人员需要经常性的维护低功耗的雷达水位计电能的麻烦。

在优选实施例中，微控制器还连接有感应开关，感应开关由人工控制。优选的感应开关为干簧管磁感应电路，干簧管磁感应电路发出唤醒信号或休眠信号控制低功耗的雷达水位计处于唤醒状态或休眠状态。

与现有技术比较，本实用新型至少具有如下优点:

本实用新型通过在低功耗的雷达水位计中设置实时时钟，实时时钟发出唤醒信号或休眠信号，对应地使得低功耗的雷达水位计处于唤醒状态或休眠状态。克服了传统的雷达水位计一直处于唤醒状态导致的耗费电能较快的缺陷，达到了节能的目的，减少了工作人员需要经常性的维护雷达水位计电能的麻烦；通过设置蓝牙通信电路、NB-Iot通信电路等无线通信模块传递水位数据，无需布线、选点方便，有效较少了施工及后期维护成本；通过设置消浪算法单元，降低水面波动及漂浮物体对水位数据准确性的影响，提升了水位测量精度。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低功耗的雷达水位计，包括微控制器，分别连接于微控制器的电源模块、数据采集模块、存储模块及无线通信模块，其特征是，还包括连接于微控制器的实时时钟，所述实时时钟用于发出唤醒信号或休眠信号，对应地使得所述低功耗的雷达水位计处于唤醒状态或休眠状态。

2.如权利要求1所述的低功耗的雷达水位计，其特征是，所述电源模块分别与所述数据采集模块、存储模块及无线通信模块连接。

3.如权利要求2所述的低功耗的雷达水位计，其特征是，所述电源模块包括电源及电源开关，所述低功耗的雷达水位计处于唤醒状态时，所述微控制器控制所述电源开关闭合，所述低功耗的雷达水位计处于休眠状态时，所述微控制器控制所述电源开关断开。

4.如权利要求3所述的低功耗的雷达水位计，其特征是，所述无线通信模块包括NB-Iot通信电路。

5.如权利要求4所述的低功耗的雷达水位计，其特征是，所述无线通信模块还包括蓝牙通信电路。

6.如权利要求2所述的低功耗的雷达水位计，其特征是，所述数据采集模块包括雷达位移采集电路。

7.如权利要求6所述的低功耗的雷达水位计，其特征是，所述数据采集模块还包括电源信息采集电路。

8.如权利要求1所述的低功耗的雷达水位计，其特征是，所述实时时钟为RTC电路。

9.如权利要求1所述的低功耗的雷达水位计，其特征是，所述微控制器中包括消浪算法单元。

10.如权利要求1-9任一项所述的低功耗的雷达水位计，其特征是，所述微控制器还连接有感应开关，所述感应开关用于发出唤醒信号或休眠信号。

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