CN215413940U - 一种无线雷达液位计及液位监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种无线雷达液位计及液位监测系统，其中，无线雷达液位计包括：雷达模块，采集被测区域液位，并输出检测信号；主控模块，与雷达模块电连接，接收检测信号并进行信号处理，以得到被测区域的液位高度，主控模块还用于输出周期性的开/关控制信号；通讯模块，实现主控模块与后台服务器之间的通讯连接，以使主控模块将得到的被测区域的液位高度发送至后台服务器；电源管理模块，分别与雷达模块、主控模块和通讯模块电连接，为雷达模块、主控模块和通讯模块提供工作电压；电源管理模块根据周期性的开/关控制信号，对雷达模块和通讯模块进行周期性的供电。本实用新型技术方案具有降低雷达液位计的功耗，提高雷达液位计的使用寿命的优点。

Description

一种无线雷达液位计及液位监测系统

技术领域

本实用新型涉及液位计的技术领域，特别涉及一种无线雷达液位计及液位监测系统。

背景技术

窨井是城市地下建设工程中重要的排水通道，在窨井发生堵塞时，会影响到城市的排水，严重时可能会使污水或雨水从窨井中溢出而流向地面，对人们的出行造成影响，因此需要定期对窨井进行巡查，以在窨井内的水位超出合理范围时能够被及时的发现，以便于进行及时的疏通。

目前，一般使用雷达液位计对窨井内的液位高度进行探测。雷达液位计向窨井中的液体发射电磁波，当电磁波碰到液面后被反射回来，雷达液位计检测出发射波及回波的时差，从而计算出液面的高度。现在市面上的雷达液位计普遍地可持续使用时长比较短，需要较为频繁的更换电池。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种无线雷达液位计及液位监测系统，旨在降低雷达液位计的功耗，提高雷达液位计的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种无线雷达液位计，包括：

雷达模块，用于采集被测区域液位，并输出检测信号；

主控模块，与所述雷达模块电连接，接收所述雷达模块输出的检测信号并进行信号处理，以得到被测区域的液位高度；所述主控模块还用于输出周期性的开/关控制信号；

通讯模块，用于实现所述主控模块与后台服务器之间的通讯连接，以使所述主控模块将得到的所述被测区域的液位高度发送至后台服务器；

电源管理模块，分别与所述雷达模块、所述主控模块和所述通讯模块电连接，以为所述雷达模块、所述主控模块和所述通讯模块提供工作电压；其中，

所述电源管理模块，用于根据所述周期性的开/关控制信号，对所述雷达模块和所述通讯模块进行周期性的供电。

可选地，所述雷达模块的发射频率不大于24GHz。

可选地，所述雷达模块所发射的电磁波的扩散角小于7°。

可选地，所述雷达模块为集成模块，所述通讯模块、所述主控模块和所述雷达模块均安装于同一电控板上。

可选地，所述电源管理模块包括：

电池；

雷达供电管理电路，所述雷达供电管理电路的输入端与所述电池电连接，输出端与所述雷达模块电连接，受控端与所述主控模块电连接；

通讯供电管理电路，所述通讯供电管理电路的输入端与所述电池电连接，输出端与所述通讯模块电连接，受控端与所述主控模块电连接；

第一稳压电路，所述第一稳压电路的输入端与所述电池电连接，所述主控模块的电源输入端与所述第一稳压电路的输出端电连接。

可选地，所述雷达供电管理电路包括雷达开关控制电路和升压电路，所述雷达开关控制电路的输入端与所述电池电连接，受控端与所述主控模块电连接，输出端与所述升压电路的输入端电连接；所述升压电路的输出端电连接所述雷达模块。

可选地，所述雷达开关控制电路包括第一开关元件和第二开关元件，所述第一开关元件的受控端电连接所述主控模块，接地端接地，输出端电连接所述第二开关元件的受控端；所述第二开关元件的输入端电连接所述电池，输出端电连接所述升压电路的输入端。

可选地，所述无线雷达液位计还包括用于配置初始参数的蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述主控模块电连接。

可选地，所述无线雷达液位计还包括壳体和防水圈，所述壳体包括防水顶壳和与所述防水顶壳固定连接的防水底壳，所述防水顶壳和所述防水底壳围合形成容纳腔，所述防水圈位于所述防水顶壳和所述防水底壳之间且与两者抵触，所述雷达模块、所述通讯模块、所述电源管理模块和所述蓝牙模块容置于所述容纳腔内。

本实用新型还提出一种液位监测系统，包括后台服务器和如上所述的无线雷达液位计，所述后台服务器与所述无线雷达液位计通信连接，用于接收所述无线雷达液位计的通讯模块发出的数据。

本实用新型技术方案通过设置主控模块和电源管理模块，并向电源管理模块输出周期性的开/关控制信号，以在需要对被测液体高度进行测量时，控制电源管理模块在接收到开控制信号后，接通雷达模块和通讯模块的通电回路。在不需要对被测液位高度进行测量时，主控模块向电源管理模块发送关控制信号，以控制电源管理模块切断雷达模块和通讯模块的通电回路，控制雷达模块和通讯模块停止工作。如此，即可实现在需要雷达模块和通讯模块工作的时候自动给两者上电，在不需要两者工作的时候自动给两者断电。降低了雷达液位计的功耗，延长了雷达液位计的使用时长。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型无线雷达液位计的功能模块示意图；

图2为图1中雷达开关控制电路的一实施例的电路结构示意图；

图3为图1中蓝牙激活电路的一实施例的电路结构示意图；

图4为本实用新型无线雷达液位计的结构图；

图5为图1中告警电路的一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种无线雷达液位计，具有降低雷达液位计的功耗的优点。

参照图1至图5，在本实用新型一实施例中，该无线雷达液位计包括：

雷达模块2，用于采集被测区域液位，并输出检测信号；

主控模块3，与雷达模块2电连接，接收雷达模块2输出的检测信号并进行信号处理，以得到被测区域的液位高度；主控模块3还用于输出周期性的开/关控制信号；

通讯模块4，用于实现主控模块3与后台服务器之间的通讯连接，以使主控模块3将得到的被测区域的液位高度发送至后台服务器；

电源管理模块5，分别与雷达模块2、主控模块3和通讯模块4电连接，以为雷达模块2、主控模块3和通讯模块4提供工作电压；其中，

电源管理模块5，用于根据周期性的开/关控制信号，对雷达模块2和通讯模块4进行周期性的供电。

具体地，本实施例中无线雷达液位计可以应用于窨井、管道等狭窄区域内，对狭窄区域内的液位进行测量。例如，在对窨井的液位深度进行测量时，可以将雷达液位计安装在窨井盖朝向窨井的一面，在初次使用使用前，用户可以对雷达液位计进行井深参数配置。雷达液位计利用电磁波对液体进行探测，雷达液位计向被测液体表面发射电磁波，电磁波在传输的过程中遇到被测液体后被反射回来一部分至雷达液位计，雷达液位计依据发射波和回波的时间差计算出被测液体表面与雷达液位计之间的距离，再配合已经配置的井深参数，获得液位情况。

雷达模块2向被测区域液体的表面发射电磁波并且接收被液体反射回来的回波，雷达模块2可以通过发射波和回波的时间差计算出被测区域液体表面与雷达液位计之间的距离，再配合已经配置的井深参数，计算出被测区域液体的高度，并将该结果发送至主控模块3。

主控模块3可以包括主控芯片及支撑主控芯片正常工作且与主控芯片电连接的主控外围电路。为了提高测量准确性，主控芯片可以根据多次接收的雷达模块2输出的被测区域液体的高度值，确定被测区域液体的高度。具体可以选取出现范围最集中的数据进行卡尔曼滤波算法计算，得到被测区域液体的高度值，去除周边干扰，有利于提高采集的数据的准确性，并将被测区域液体的高度值发送至通讯模块4。主控芯片可以采用单片机、DSP及FPGA等微处理器来实现。本领域的技术人员能够通过在主控芯片中集成一些硬件电路和软件程序或算法，通过运行或执行主控芯片内的软件程序和/或模块，以及调用主控芯片的数据，执行各种功能和处理数据。在本实施例中主控芯片采用型号为STM32L151RCT6的低功耗芯片，降低无线传输雷达液位计休眠、待机以及工作时功耗。

通讯模块4包括类型为BC95-B5的通信模组、天线以及与通信芯片连接的通讯外围电路，通讯模块4接收主控模块3发送过来的被测区域液体的高度值并通过自身的天线联入窄带物联网网络将该高度值通过无线方式发送至后台服务器，实现被测区域液体高度的采集以及数据的无线传输。通讯模块4采用窄带物联网通讯模块4，降低无线雷达液位计对信号质量的要求，同时降低无线雷达液位计功耗。

不同位置的窨井，在井深上也可能会不同，针对不同的情况和环境，雷达液位计初次使用前，根据实际应用场景对其配置初始参数，初始参数包含井深、巡井周期等参数，具体配置情况根据实际需求而定。可以通过通讯模块4在后台服务器对雷达液位计中包含的井深参数等一些初始参数进行配置，实现对雷达液位计的远程配置，在配置时，在后台服务器输入要配置的参数，然后通过通讯模块4将参数信息传递至主控模块3，主控模块3再将参数信息传送给雷达模块2，雷达模块2根据参数信息完成配置。

电源管理模块5可以对雷达模块2和通讯模块4进行周期性的供电，在不需要对被测液位高度进行测量时，可以根据主控模块3输出的关控制信号切断雷达模块2和通讯模块4的通电回路，使雷达液位计进入休眠状态，在需要对被测液位高度进行测量时，则可以根据主控模块3的开控制信号接通雷达模块2和通讯模块4的通电回路，使雷达液位计被唤醒，由休眠状态进入工作状态。如此，可以减少长期持续对雷达模块2和通讯模块4进行供电，有利于降低自身的功耗，提高雷达液位计的续航能力和使用寿命。

在实际应用时，雷达液位计根据主控模块3内设置的测量周期，每间隔一定的时间进行测量，测量周期可以设定间隔时间为2分钟、5分钟、10分钟或其他时长，在本实施例中设定间隔时间为2分钟。主控模块3根据实际应用需求设置雷达液位计每次处于唤醒工作状态的时长。在完成测量，通讯模块4将高度值传输至后台服务器后，主控模块3向电源管理模块5发送关控制信号，使雷达液位计进入休眠状态，在间隔2分钟后，主控模块3向电源管理模块5发送开控制信号，使雷达液位计被唤醒，进入工作状态。如此，循环往复，降低了雷达液位计的功耗。

本实用新型无线雷达液位计通过设置主控模块3和电源管理模块5，并向电源管理模块5输出周期性的开/关控制信号，以在需要对被测液体高度进行测量时，控制电源管理模块5在接收到开控制信号后，接通雷达模块2和通讯模块4的通电回路，使得雷达模块2上电后向被测区域液体的表面发送电磁波且接收被液体反射回来的回波，依据发射波和回波的时间差，得到被测区域液位高度，然后将结果发送至主控模块3，从而使主控模块3将被测区域液体的高度值进行处理后，通过通讯模块4将高度值发送至后台服务器。在不需要对被测液位高度进行测量时，主控模块3向电源管理模块5发送关控制信号，以控制电源管理模块5切断雷达模块2和通讯模块4的通电回路，控制雷达模块2和通讯模块4停止工作。如此，即可实现在需要雷达模块2和通讯模块4工作的时候自动给两者上电，在不需要两者工作的时候自动给两者断电。本实用新型降低了雷达液位计的功耗，延长了雷达液位计的使用时长，相较于现在市面上的雷达液位计普遍地可持续使用时长比较短，需要较为频繁的更换电池51而言，本实施例中的无线雷达液位计无需再频繁的更换电池51。

参照图1，在一实施例中，雷达模块2的发射频率不大于24GHz。

可以理解的是，雷达模块2的工作频率越低，雷达模块2所发射的电磁波的波长越长，雷达模块2的测量距离越远，测量精度越低；雷达模块2的工作频率越高，雷达模块2所发射的电磁波的波长越短，雷达模块2的测量距离越短，测量精度越高。由于过度地追求测量精度，市面上部分雷达液位计中的雷达模块的发射频率大于24GHz，以至于测量距离较短。

在本实施例中，选用发射频率为24GHz的雷达模块，狭窄区域测量距离由常见的3至5米增加至10米，测量距离增加一倍，在保证可测量精度不低于使用需求的情况下，也保证了雷达模块2的测量距离不低于10米，增加了雷达液位计的适用性。若窨井过深的话，在其他实施例中可以选择使用发射频率为20GHz、10GHz等发射频率小于24GHz的雷达模块，具体选择，根据窨井井深而定，窨井越深，所选用的雷达模块的发射频率越低，以保证雷达模块2的测量距离能够满足使用需求。

参照图1，在一实施例中，雷达模块2所发射的电磁波的扩散角小于7°。

需要说明的是，窨井中的空间一般较为狭窄，不像河道、湖泊、明渠等区域那样开阔，如果雷达模块2所发射电磁波的扩散角过大的话，电磁波会被窨井的井壁反射回来，对测量造成干扰。本实施例中雷达模块2所发射的电磁波的扩散角度由常见的20°减小至7°，可以缩小雷达模块2的探测范围，以减小周围障碍物对电磁波的反射，减少周围障碍物对测量结果的影响，有利于提高测量准确性。在其他实施例中，还可以设置雷达模块2所发射的电磁波的扩散角角度为6°、5°等其他小于7°的角度，以适应窨井的内径。具体设置的扩散角度根据窨井的内径而定，窨井的内径越小，需设置雷达模块2所发射电磁波的扩散角度越小，以尽量减少周围障碍物对电磁波的反射。

参照图1和图4，在一实施例中，所述雷达模块2为集成模块，所述通讯模块4、所述主控模块3和所述电源管理模块5均安装于同一电控板上。

雷达模块2中可以采用接收天线、发射天线、雷达芯片、信息处理芯片等电子元器件来实现，并且接收天线、发射天线、雷达芯片、信息处理芯片可以封装成一个独立器件，有利于减小雷达模块2的体积。通讯模块4中的通信模组以及与通信模组连接的通讯外围电路和主控模块3以及电源管理模块5安装在同一电控板上，进一步减小了雷达液位计中电控组件所占用的空间，使雷达液位计整体的体积得到进一步减小。雷达模块2通过排线与主控模块3和电源管理模块5实现连接，以实现雷达模块2的信号传递以及供电。

参照图1，在一实施例中，电源管理模块5包括：

电池51；

雷达供电管理电路52，雷达供电管理电路52的输入端与电池51电连接，输出端与雷达模块2电连接，受控端与主控模块3电连接；

通讯供电管理电路53，通讯供电管理电路53的输入端与电池51电连接，输出端与通讯模块4电连接，受控端与主控模块3电连接；

第一稳压电路54，所述第一稳压电路54的输入端与所述电池51电连接，所述主控模块3的电源输入端与所述第一稳压电路54的输出端电连接。

具体地，第一稳压电路54将电池51的输出电压进行转化并稳定输出为主控模块3的工作电压，并且随着电池51电量的消耗，电池51的输出电压逐渐降低时，第一稳压电路54依旧能保持输出电压基本不变，为主控模块3的正常工作提供了保障。

在雷达液位计由休眠状态进入工作状态时，主控模块3向雷达供电管理电路52和通讯供电管理电路53发送开控制信号，雷达供电管理电路52接收开控制信号后，接通雷达模块2的通电回路，使得雷达模块2与电池51之间形成通电回路；通讯供电管理电路53接收开控制信号后，接通通讯模块4的通电回路，使得通讯模块4与电池51之间形成通电回路。

在雷达液位计由工作状态进入休眠状态时，主控模块3向雷达供电管理电路52和通讯供电管理电路53发送关控制信号，雷达供电管理电路52接收关控制信号后，切断雷达模块2的通电回路，使得雷达模块2与电池51之间断路，雷达模块2失电，不再消耗电池51电量；通讯供电管理电路53接收关控制信号后，切断通讯模块4的通电回路，使得通讯模块4与电池51之间断路，通讯模块4断电，不再消耗电池51的电量。

参照图1，在一实施例中，雷达供电管理电路52包括雷达开关控制电路521和升压电路522，雷达开关控制电路521的输入端与电池51电连接，受控端与主控模块3电连接，输出端与升压电路522的输入端电连接；升压电路522的输出端电连接雷达模块2。

具体地，在雷达液位计由休眠状态进入工作状态时，主控模块3向雷达开关控制电路521的受控端发送开控制信号，使得雷达开关控制电路521的输入端与输出端之间连通，雷达开关控制电路521工作，使得电池51和雷达模块2之间形成通电回路，此时，电池51的输出电压经雷达开关控制电路521后输出至升压电路522，升压电路522将电池51的输出电压转化为雷达模块2的工作电压，使得雷达模块2工作。

在雷达液位计由工作状态进入休眠状态时，主控模块3向雷达开关控制电路521的受控端发送关控制信号，使得雷达开关控制电路521的输入端与输出端之间断开，使得雷达模块2与电池51之间断路，雷达模块2断电。

参照图2，在一实施例中，雷达开关控制电路521包括第一开关元件Q1、第二开关元件Q2、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第一电容C1，第三电阻R3的第一端电连接主控模块3，第一开关元件Q1的受控端电连接第三电阻R3的第二端，接地端接地，输出端电连接第二开关元件Q2的受控端；第二开关元件Q2的输入端电连接电池51，输出端电连接升压电路522的输入端，第二电阻R2的第一端电连接第三电阻R3的第一端，第二端接地；第四电阻R4串接在第二开关元件Q2的输入端和受控端之间；第一电容C1的第一端电连接第二开关元件Q2的输入端，第二端接地。

具体地，第一开关元件Q1和第二开关元件Q2可以采用MOS管或者三极管或者其他能够实现开关作用的电子元器件来实现。在本实施例中，第一开关元件Q1为NPN型的三极管，第二开关元件Q2为PMOS管，第一开关元件Q1的受控端、接地端、输出端分别可以称为基极、发射极、集电极；第二开关元件Q2的受控端、输入端、输出端分别可以称为栅极、源极、漏极。

在雷达液位计由休眠状态进入工作状态时，主控模块3向第一开关元件Q1的基极发送高电平的开控制信号，第一开关元件Q1导通，第一开关元件Q1的集电极变为高电平，也即第二开关元件Q2的栅极变为高电平，第二开关元件Q2导通，第二开关元件Q2对外输出电压，雷达模块2与电池51之间形成通电回路。

具体地，在雷达液位计由工作状态进入休眠状态时，主控模块3向第一开关元件Q1的基极发送一个低电平的关控制信号，第一开关元件Q1处于截止状态，第一开关元件Q1的集电极变为低电平，也即第二开关元件Q2的栅极变为低电平，第二开关元件Q2处于截止状态，输出端不再对外输出电压，雷达模块2与电池51之间断路，雷达模块2失电。

参照图1，在一实施例中，所述无线雷达液位计还包括用于配置初始参数的蓝牙模块61，所述蓝牙模块61与所述主控模块3电连接。

具体地，接入窄带物联网网络的通讯模块4通常应用于无线雷达液位计与外部终端的远程通讯，不利于现场安装人员近距离进行操作，然而工作人员在安装或维修雷达液位计时，需要现场对雷达模块2进行配置，此时便可通过蓝牙模块61实现现场配置，便于工作人员的工作进行。

在对雷达液位计进行参数配置时，通过蓝牙模块61与外部设备连接，外部设备可以是手机、电脑或者其他能够与蓝牙模块61进行通讯的终端设备。通过外部设备输入设定的参数，然后传送至蓝牙模块61，蓝牙模块61在接收到设定的参数之后，会将参数发送至主控模块3，主控模块3对相关参数进行初始化。对于关于井深的初始参数，主控模块3在接收到该初始参数后传送给雷达模块2，完成雷达液位计参数配置。

电源管理模块5还包括蓝牙供电管理电路55，蓝牙供电管理电路55包括蓝牙激活电路551和蓝牙开关控制电路552，蓝牙激活电路551的电源输入端与第一稳压电路54的输出端电连接，上电信号输出端与主控模块3电连接；蓝牙开关控制电路552的电源输入端与第一稳压电路54的输出端电连接，电源输出端与蓝牙模块61电连接，受控端与主控模块3电连接。

在进行参数配置，需要蓝牙模块61工作时，使蓝牙激活电路551的上电信号输出端输出上电信号给至主控模块3，主控模块3在接收到上电信号之后，向蓝牙开关控制电路552的受控端发出开控制信号，使得蓝牙开关控制电路552的电源输入端与电源输出端之间连通，使得蓝牙模块61与第一稳压电路54之间连通，从而使蓝牙模块61与电池51之间形成通电回路。

在参数配置完成，不再需要蓝牙模块61工作时，使蓝牙激活电路551的上电信号输出端停止输出上电信号，主控模块3无法接收到上电信号也就无法再向蓝牙开关控制电路552的受控端发出开控制信号，使得蓝牙开关控制电路552的电源输入端与电源输出端之间断开，使得蓝牙模块61与电池51之间断路，蓝牙模块61断电，不再消耗电池51电量。

参照图3，具体地，蓝牙激活电路551包括第三开关元件Q3和第一电阻R1，第一电阻R1的第一端电连接第一稳压电路54的输出端，第二端与主控模块3电连接，第三开关元件Q3的第一端电连接第三电阻R3的第二端，第二端接地。第一电阻R1的第二端即为蓝牙激活电路551的上电信号输出端。第三开关元件Q3可以是按键开关、拨动开关、干簧管等由外界施压而连通的开关。在本实施例中采用干簧管作为第三开关元件Q3。

在进行参数配置，需要蓝牙模块61上电工作时，用磁铁靠近干簧管，即第三开关元件Q3，第三开关元件Q3内的两片磁簧片在磁铁的磁场的作用下接触，从而使第一电阻R1的第二端接地，使第一电阻R1的第二端处的电压由高电平变为低电平，也即蓝牙激活电路551的上电信号输出端由高电平变为低电平，向主控模块3模块发出上电信号，主控模块3依据上电信号向蓝牙开关控制电路552的受控端输出开控制信号，使得蓝牙模块61与电池51之间形成通电回路。

在参数配置完毕后，用户将磁铁撤离并远离第三开关元件Q3后，磁场消失，使得第三开关元件Q3内的两片磁簧片复位，产生间隙，使得第一电阻R1的第二端与地断开，由低电平变为高电平，也即蓝牙激活电路551的上电信号输出端由低电平变为高电平，不再输出上电信号，主控模块3无法接收到上电信号，无法再向蓝牙开关控制电路552的受控端发送开控制信号，使得蓝牙模块61与电池51之间断路。

为了方便对第三开关元件Q3施加磁场力，在一实施例中，可以在第三开关元件Q3的一侧设置安装架，在需要蓝牙模块61上电工作时，直接将磁铁放置在安装架上即可，不用再使操作者一直手持磁铁在第三开关元件Q3附近，方便操作；在需要蓝牙模块61掉电时，直接将磁铁从安装架上取走即可。

在另一实施例中，还可以设置2P的排针或接线端子等连接器J1，连接器J1的第一引脚电连接第三开关元件Q3的第一端，第二引脚电连接第三开关元件Q3的第二端。当第三开关元件Q3出现损坏而又需要蓝牙模块61上电工作时，可以通过导线，使导线的一端与连接器J1的第一引脚连接，另一端与连接器J1的第二引脚连接，即可使第一电阻R1的第二端接地；在参数配置完毕后，将导线从连接器J1上拔出即可。

在本实施例中雷达液位计的待机电流由常见的20毫安级别降低到10微安级别，供电电压由常见的12V降低到3.6V，相同容量的电池51使用寿命增加数倍，无需使用太阳能供电系统。

参照图4，在一实施例中，所述无线雷达液位计还包括壳体8和防水圈91，所述壳体8包括防水顶壳81和与所述防水顶壳81固定连接的防水底壳82，所述防水顶壳81和所述防水底壳82围合形成容纳腔，所述防水圈91位于所述防水顶壳81和所述防水底壳82之间且与两者抵触，所述雷达模块2、所述通讯模块4、所述电源管理模块5和所述蓝牙模块61容置于所述容纳腔内。

防水底壳包括底板821、与底板821一体化设置的底环822和与底板821一体化设置的定位环824，定位环824上开设有环形槽，防水圈91位于环形槽内。防水顶壳81包括顶板811、与顶板811一体化设置的顶环812和与顶板811一体化设置的限位环813，限位环813位于环形槽内且限位环813远离防水顶壳81的一面与防水圈91抵触，以使防水圈91与定位环824抵触，使限位环813、定位环824、顶板811和底板821四者之间形成一个相对密封的空间，有利于减少水通过定位环824与限位环813之间的间隙中渗透至雷达液位计内部，导致雷达模块2、通讯模块4、蓝牙模块61、电源管理模块5等电控组件1造成损坏。防水顶壳81与防水底壳82通过螺钉固定连接，底环822的外壁与顶环812的内壁贴合。

防水底壳82还包括固定在底板821上的卡槽823，卡槽823与底板821一体化设置，通讯模块4中用于与后台服务器进行通讯的天线位于卡槽823内且与卡槽823的槽壁抵触，电池51通过电池固定板93固定，电池固定板93与顶板811通过螺钉固定连接，电池51位于电池固定板93与底板821之间且同时与电池固定板93和底板821接触。

防水顶壳81和防水底壳82采用ABS材质做成，通过防水圈91进行防水密封，使该雷达液位计达到IP68防水等级。体积由常见的0.03立方米以上减少至0.01立方米以内，以及体积减少带来的安装便利性。

参照图1，无线雷达液位计还包括告警电路7，告警电路7与主控模块3电连接，用于在被液体浸没时向主控模块3发送告警信号。

参照图4，底板821远离顶板811的一面固定有两个金属导电柱92，两个金属触水柱均以注塑的形式嵌入并贯穿底板821。两个金属导电柱92远离顶板811的一面均凸出于底板821远离顶板811的一面；两个金属导电柱92靠近顶板811的一面均与底板821靠近顶板811的一面持平。

参照图5，告警电路7与主控模块3集成在同一电控板上，告警电路7包括第五电阻R5和第六电阻R6，第五电阻R5的第一端连接一个金属导电柱92，第二端接地，第六电阻R6的第一端连接另一个金属导电柱92且还与主控模块3电连接，第二端电连接主控模块3。当窨井内水深达到一定程度时，会与两个金属导电柱92接触，由于水同样具有导电性，告警电路7与金属导电柱92之间形成回路，第六电阻R6与第五电阻R5连通，向主控模块3发出告警信号，主控模块3在接收到告警信号后，向通讯模块4发送告警信息，通讯模块4接收到告警信息后，传送至后台服务器，以便工作人员能够及时获知情况，对窨井内的水进行处理，以免水漫出窨井，对行人造成不必要的麻烦。

参照图1，无线雷达液位计还包括加速度传感器62，加速度传感器62与主控模块3设置在同一电控板上，加速度传感器62与第一稳压电路54和主控模块3电连接，第一稳压电路54为加速度传感器62提供工作电压，在雷达液位计发生移动时，加速度传感器62向主控模块3发出移动信号，主控模块3接收到该信号后向通讯模块4发送移动信息，通讯模块4将移动信息发送至后台服务器。

本实用新型还提出一种液位监测系统，该液位监测系统包括后台服务器和无线雷达液位计，该无线雷达液位计的具体结构参照上述实施例，由于本液位监测系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，后台服务器与无线雷达液位计通信连接，用于接收无线雷达液位计的通讯模块4发出的数据，后台服务器根据接收到的数据进行相对应的信息显示以及提醒，以使工作人员及时获知窨井中液体和雷达液位计的情况。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种无线雷达液位计，其特征在于，包括：

雷达模块，用于采集被测区域液位，并输出检测信号；

主控模块，与所述雷达模块电连接，接收所述雷达模块输出的检测信号并进行信号处理，以得到被测区域的液位高度；所述主控模块还用于输出周期性的开/关控制信号；

通讯模块，用于实现所述主控模块与后台服务器之间的通讯连接，以使所述主控模块将得到的所述被测区域的液位高度发送至后台服务器；

电源管理模块，分别与所述雷达模块、所述主控模块和所述通讯模块电连接，以为所述雷达模块、所述主控模块和所述通讯模块提供工作电压；其中，

所述电源管理模块，用于根据所述周期性的开/关控制信号，对所述雷达模块和所述通讯模块进行周期性的供电。

2.如权利要求1所述的无线雷达液位计，其特征在于，所述雷达模块的发射频率不大于24GHz。

3.如权利要求1所述的无线雷达液位计，其特征在于，所述雷达模块所发射的电磁波的扩散角小于7°。

4.如权利要求1所述的无线雷达液位计，其特征在于，所述雷达模块为集成模块，所述通讯模块、所述主控模块和所述电源管理模块均安装于同一电控板上。

5.如权利要求1所述的无线雷达液位计，其特征在于，所述电源管理模块包括：

电池；

雷达供电管理电路，所述雷达供电管理电路的输入端与所述电池电连接，输出端与所述雷达模块电连接，受控端与所述主控模块电连接；

通讯供电管理电路，所述通讯供电管理电路的输入端与所述电池电连接，输出端与所述通讯模块电连接，受控端与所述主控模块电连接；

第一稳压电路，所述第一稳压电路的输入端与所述电池电连接，所述主控模块的电源输入端与所述第一稳压电路的输出端电连接。

6.如权利要求5所述的无线雷达液位计，其特征在于，所述雷达供电管理电路包括雷达开关控制电路和升压电路，所述雷达开关控制电路的输入端与所述电池电连接，受控端与所述主控模块电连接，输出端与所述升压电路的输入端电连接；所述升压电路的输出端电连接所述雷达模块。

7.如权利要求6所述的无线雷达液位计，其特征在于，所述雷达开关控制电路包括第一开关元件和第二开关元件，所述第一开关元件的受控端电连接所述主控模块，接地端接地，输出端电连接所述第二开关元件的受控端；所述第二开关元件的输入端电连接所述电池，输出端电连接所述升压电路的输入端。

8.如权利要求1至7任意一项所述的无线雷达液位计，其特征在于，所述无线雷达液位计还包括用于配置初始参数的蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述主控模块电连接。

9.如权利要求8所述的无线雷达液位计，其特征在于，所述无线雷达液位计还包括壳体和防水圈，所述壳体包括防水顶壳和与所述防水顶壳固定连接的防水底壳，所述防水顶壳和所述防水底壳围合形成容纳腔，所述防水圈位于所述防水顶壳和所述防水底壳之间且与两者抵触，所述雷达模块、所述通讯模块、所述电源管理模块和所述蓝牙模块容置于所述容纳腔内。

10.一种液位监测系统，其特征在于，包括后台服务器和如权利要求1-9任意一项所述的无线雷达液位计，所述后台服务器与所述无线雷达液位计通信连接，用于接收所述无线雷达液位计的通讯模块发出的数据。

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