[發(fā)明專利]一種液位監(jiān)測設備、系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611055825.9
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106595806A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 馬玉林;劉長文;甄玉龍;王旭
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01F23/284
• 分類號: G01F23/284;G01F23/14;G08C17/02
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司11315
• 代理人: 黃熊

技術領域

本申請涉及物聯(lián)網技術領域，尤其涉及一種液位監(jiān)測系統(tǒng)和檢測方法。

背景技術

目前以物聯(lián)網、智慧城市為代表的新興產業(yè)將新技術、新產品應用于城市建設和管理。其中，城市排水防澇系統(tǒng)是一個復雜關聯(lián)的網絡系統(tǒng)，進行城市排水管網水位監(jiān)測，為隱蔽性很強的地下排水管網系統(tǒng)裝上“電子眼”，為城市排水管理者提供觀察、瀏覽排水管網動態(tài)運行狀況的全新視角，已經成為提升排水管網現代化管理水平的緊迫需求。液位監(jiān)測系統(tǒng)則是智慧城市建設中的重要環(huán)節(jié)。

現有液位監(jiān)測設備而且存在功耗高，液位測量范圍小、例如，使用雷達傳感器可以檢測位于其下方的液面位置，但是功耗高、盲區(qū)大；再例如使用靜壓傳感器可以檢測位于其上方的液面高度，由于靜壓傳感器測量方式為接觸式測量，而且探頭底部開孔尺寸較小，在水質中泥沙等沉積物較多的應用場合，傳感器安裝位置越靠下，越容易發(fā)生堵塞，當靜壓傳感器探頭底部開孔發(fā)生堵塞以后，就無法準確感知外部水壓變化，進而無法準確測量液位高度；因此，當把靜壓傳感器安裝到井底，實現全量程測量時，靜壓傳感器發(fā)生堵塞的概率就大幅度增加(與傳感器安裝在上部相比)，需要定期清洗才能準確測量，運維成本較高。現有少數具有無線數據傳輸功能的液位監(jiān)測設備采用GPRS通信方式，在井蓋下方(尤其是鑄鐵井蓋)信號較差，通信可靠性低。另外，還存在安裝復雜、運維成本高、設備響應實時性差等問題。因此，現有技術存在井下液位測量可靠性差、數據傳輸困難、設備待機時間短，運維成本高等可用性差的技術問題，嚴重制約產品的推廣和使用。

發(fā)明內容

本申請?zhí)岢鲆环N液位監(jiān)測設備、系統(tǒng)和方法，解決液位監(jiān)測可用性差的技術問題。

本申請實施例提供一種液位監(jiān)測設備，包括雷達傳感器、靜壓傳感器、主機；所述靜壓傳感器，用于檢測位于所述靜壓傳感器上方的液面高度；所述雷達傳感器，用于檢測位于所述雷達傳感器下方的液面高度；所述靜壓傳感器安裝位置的高度，位于所述雷達傳感器盲區(qū)以下；所述主機，用于分別開啟和關斷所述雷達傳感器和靜壓傳感器、采集傳感數據、識別液面高度、按照無線通信協(xié)議上報數據。

作為本發(fā)明液位監(jiān)測設備進一步優(yōu)化的實施例，所述主機進一步包含控制單元、電源管理單元、數據采集單元；所述電源管理單元包含供電接口；所述供電接口包含第一供電接口和第二供電接口；所述電源管理單元通過第一供電接口與所述靜壓傳感器相連，用于啟動或關斷所述靜壓傳感器；所述電源管理單元通過第二供電接口與所述雷達傳感器相連，用于啟動或關斷所述雷達傳感器；所述數據采集單元通過第一數據接口與所述靜壓傳感器相連，用于采集所述靜壓傳感數據；所述數據采集單元通過第二數據接口與所述雷達傳感器相連，用于采集所述雷達傳感數據；所述控制單元通過傳感數據接口與所述數據采集單元相連，用于識別液面高度、控制所述數據采集單元的采集頻率；所述控制單元通過電源控制接口與所述電源管理單元相連，用于選擇供電接口。

優(yōu)選地，所述主機進一步包含無線傳輸單元，用于按照無線通信協(xié)議上報數據；所述數據包含液面高度和/或電池電量數據。

進一步優(yōu)選地，所述無線通信協(xié)議為時分復用方式，每個設備使用固定的時隙。

本申請實施例還提供一種液位監(jiān)測系統(tǒng)，包含多個所述液位監(jiān)測設備、至少一個無線中繼器、至少一個服務器，所述多個設備中的主機構成無線網絡的節(jié)點；所述無線中繼器作為無線網關，用于轉發(fā)所述主機發(fā)出的數據；所述無線中繼器與所述服務器之間通過移動通信系統(tǒng)實時進行數據通信。

優(yōu)選地，所述液位監(jiān)測系統(tǒng)中，所述主機與所述無線中繼器之間通過無線自組網實時進行數據通信。

本申請實施例還提供一種液位監(jiān)測方法，用于本發(fā)明任一實施例所述液位監(jiān)測設備，包含以下步驟：

啟動靜壓傳感器，接收靜壓傳感數據；

根據靜壓傳感數據和所述靜壓傳感器安裝位置的高度，計算液面高度；

當所述液面高度低于切換高度時，關斷所述靜壓傳感器，啟動雷達傳感器，接收雷達傳感數據；

根據雷達傳感數據和所述雷達傳感器安裝位置的高度，計算液面高度；

當所述液面高度高于所述切換高度時，關斷所述雷達傳感器；

以上步驟循環(huán)進行；

所述切換高度大于所述靜壓傳感器安裝位置的高度、小于所述雷達傳感器安裝位置的高度。

本申請實施例還提供一種液位監(jiān)測方法，用于本發(fā)明任一實施例所述液位監(jiān)測設備，包含以下步驟：

啟動靜壓傳感器，接收靜壓傳感數據；根據靜壓傳感數據和所述靜壓傳感器安裝位置的高度，計算液面高度；