[發(fā)明專利]一種液位儀超低功耗處理電路及其節(jié)能檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711171301.0
• 申請(qǐng)日: 2017-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN107966187A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳石平;談書才;徐彬雄;莊桂玉;丁榕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州奧格智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G01F23/00
• 分類號(hào): G01F23/00;G05B19/042
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液位測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液位儀超低功耗處理電路及其節(jié)能檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

由于城市發(fā)展日新月異，在城市市政防洪防澇工程中，要求對(duì)江河、湖泊、水庫、水電站、灌區(qū)及輸水等水利工程中的液位監(jiān)測(cè)，與此同時(shí)各地正在進(jìn)行智慧城市建設(shè)，也要求對(duì)自來水、城市污水處理、城市道路積水等市政工程深度進(jìn)行測(cè)量與監(jiān)測(cè)，為防洪防澇提供精確液位信息。

目前市面上的液位儀集成了液位傳感器和無線數(shù)據(jù)通訊于一體的高性能液位測(cè)量裝置，可以實(shí)現(xiàn)了對(duì)液位數(shù)據(jù)的連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔自動(dòng)上報(bào)至信息管理中心。這意味著設(shè)備一直處于工作狀態(tài)中，雖然有部分時(shí)間設(shè)備控制器處于休眠模式，功耗稍低，由于電源轉(zhuǎn)換模塊一直處于工作中且轉(zhuǎn)換存在一定的效率問題，整體功耗還是不低，對(duì)一些難以獲取市電或者太陽能供電只能采用電池(鋰電池或者鉛酸蓄電池)供電的場(chǎng)所，頻繁給電池充電或者更換電池會(huì)增加不少人力成本，特別是對(duì)一些長(zhǎng)時(shí)間無水的應(yīng)用場(chǎng)合(道路、隧道積水)，低功耗設(shè)計(jì)顯得尤為重要。

另外，與本發(fā)明最相近的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案如下，但都存在一定不足：

發(fā)明專利：一種液位儀的傳感器電路(發(fā)明專利授權(quán)說明書CN200920165292.9)，設(shè)計(jì)的電路采用雙處理器結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)采樣電路分開設(shè)計(jì)，采用時(shí)鐘頻率分別為1.8432MHz、20MHz，數(shù)據(jù)通信使用低頻率的工作時(shí)鐘可減少耗電，數(shù)據(jù)采樣在高頻率下工作，工作時(shí)間極短，總體來說比傳統(tǒng)的液位儀的功耗有進(jìn)一步的改進(jìn)，但由于負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信的處理器一直處于較低功耗運(yùn)行狀態(tài)，加上電源的轉(zhuǎn)換效率，在低功耗處理方面還有進(jìn)一步的優(yōu)化空間。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種液位儀超低功耗處理電路及其節(jié)能檢測(cè)方法，延長(zhǎng)現(xiàn)有液位儀工作時(shí)間。由于工作功耗與微處理器的工作頻率成正比，借鑒上述專利的設(shè)計(jì)思想，并在基礎(chǔ)上進(jìn)行大量改進(jìn)，使用雙處理器和雙電池方案。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種液位儀超低功耗處理電路，其特征在于：包括塑料外殼和設(shè)置在塑料外殼內(nèi)的電路板，所述電路板包括微處理器、單片機(jī)、通信模塊、液位傳感器模塊、存儲(chǔ)模塊、12V電池、第一電源轉(zhuǎn)換模塊、SIM卡座、3V鋰電池、第二電源轉(zhuǎn)換模塊，所述微處理器輸入端連接液位傳感器模塊、第二電源轉(zhuǎn)換模塊，所述微處理器輸出端連接第一電源轉(zhuǎn)換模塊，所述微處理器與單片機(jī)、通信模塊、存儲(chǔ)模塊相連接，所述第二電源轉(zhuǎn)換模塊輸入端連接單片機(jī)、12V電池，所述單片機(jī)輸入端連接3V鋰電池，所述單片機(jī)輸出端連接第二電源轉(zhuǎn)換模塊，所述第一電源轉(zhuǎn)換模塊輸入端還連接12V電池，所述第一電源轉(zhuǎn)換模塊輸出端連接通信模塊，所述通信模塊輸入端連接SIM卡座，其中：

微處理器負(fù)責(zé)與各模塊進(jìn)行通信，協(xié)調(diào)各模塊有序工作；

單片機(jī)使用單顆高容量3V鋰電池，并工作在非常低的工作頻率上，主要是計(jì)時(shí)功能，并與微處理器進(jìn)行通訊；

通信模塊用于與上級(jí)的管理中心通訊和信息傳輸；

液位傳感器模塊用于測(cè)量液位的深度；

存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)液位信息、IP地址關(guān)鍵信息；

12V電池模塊支持充電；

單顆鋰電池為1.4AH高容量3V鋰電池。

上述的一種液位儀超低功耗處理電路，其特征在于：所述第一電源轉(zhuǎn)換模塊輸出4V電壓，所述第二電源轉(zhuǎn)換模塊(10)輸出3.3V電壓。

一種液位儀超低功耗處理電路節(jié)能檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，超低功耗單片機(jī)在靜態(tài)工作(計(jì)時(shí)器未到)中，單片機(jī)不開啟主電源3.3V，不喚醒微處理器，微處理器無法開啟任何電源模塊，除單片機(jī)正常工作外，其余芯片均不工作不消耗12V電池的電流，單片機(jī)內(nèi)部運(yùn)行計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)時(shí)間一到立刻開啟(EN1信號(hào)電平由低變高)，主電源3.3V喚醒微處理器；

步驟二，微處理器喚醒后，微處理器采集液位傳感器模塊的液位信息后開啟(EN2信號(hào)電平由低變高)電源4.0V用于通信模塊供電，與此同時(shí)將液位信息傳給通信模塊并發(fā)送出去，一旦收到發(fā)送成功信息，微處理器立刻關(guān)閉(EN2信號(hào)電平由高變低)電源4.0V；

步驟三，微處理器通過PWM信號(hào)告知單片機(jī)，本輪周期任務(wù)已經(jīng)完成，單片機(jī)可以關(guān)閉(EN1信號(hào)電平由高變低)主電源3.3V，一旦關(guān)閉主電源3.3V，立刻關(guān)閉微處理器，整塊電路板上只有單片機(jī)在運(yùn)行工作，處于計(jì)時(shí)狀態(tài)一直等到計(jì)時(shí)結(jié)束開始新的一輪循環(huán)，返回步驟一進(jìn)行處理。