專利名稱:液位無線檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及液位檢測技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種液位無線檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù):
目前在石油、化工、制藥、食品、水利以及工業(yè)測量領(lǐng)域中,經(jīng)常需要進(jìn)行液位檢測?,F(xiàn)有技術(shù)中測量液位的方法有很多,常見的有浮子液位計(jì)法、壓力液位檢測法、電容式液位檢測法、磁致伸縮式檢測法、超聲波液位檢測法、雷達(dá)液位計(jì)、光纖液位測量法等。但總的來說存在以下問題:裝配工藝復(fù)雜,造價(jià)比較高。同時(shí)在以上測量方法中,基本采用有線方式,大量繁瑣的現(xiàn)場布線,不僅效率低,也增加了施工成本與維護(hù)費(fèi)用,而長距離的有線傳輸也會引入噪聲等干 擾因素、影響了系統(tǒng)穩(wěn)定性;有的方法即使采用了無線傳輸,也多是使用GPRS、CDMA網(wǎng)絡(luò),而在偏遠(yuǎn)地區(qū)移動信號盲點(diǎn)多,數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定,無法將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、穩(wěn)定的傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種液位無線檢測系統(tǒng);系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、維護(hù)簡易;使用結(jié)構(gòu)簡單的電導(dǎo)式液位傳感器,在保證測量精度的前提下,大大簡化了采集部分結(jié)構(gòu);并且使用ZigBee無線傳輸技術(shù),一改以往現(xiàn)場布線的繁瑣,實(shí)現(xiàn)了液位的無線檢測,系統(tǒng)適用性強(qiáng),價(jià)格低廉。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種液位無線檢測系統(tǒng),包括至少一個(gè)傳感器、至少一個(gè)終端設(shè)備、中心控制器、計(jì)算機(jī),所述傳感器與終端設(shè)備連接,中心控制器與計(jì)算機(jī)連接,終端設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)連接中心控制器。所述終端設(shè)備包括單片機(jī)處理器、無線通信模塊、終端供電模塊;無線通信模塊與單片機(jī)處理器連接,終端供電模塊分別與無線通信模塊、單片機(jī)處理器連接。無線通信模塊通過串口與單片機(jī)處理器連接。中心控制器包括與之相連接的無線通信模塊、供電模塊。中心控制器通過RS485總線與計(jì)算機(jī)連接,終端設(shè)備通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)連接中心控制器。單片機(jī)處理器為STC12C5A60S2。該單片機(jī)處理器上設(shè)有8路12位A/D輸入、PWM調(diào)制電路、內(nèi)置60K Flash、看門狗、定時(shí)器電路、I/O接口、SPI接口、MISO引腳;單片機(jī)處理器通過串口與無線通信模塊連接。傳感器采用高靈敏度電導(dǎo)式液位傳感器,傳感器的電極采用耐腐蝕、耐高溫的不銹鋼材料。本實(shí)用新型的有益效果:(I)高靈敏度電導(dǎo)式液位傳感器的探測電極采用耐腐蝕、耐高溫的不銹鋼材料,能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。[0014](2)整個(gè)系統(tǒng)不需要進(jìn)行大量的布線,使得系統(tǒng)的安裝和維護(hù)成本大大降低。(3)采用ZigBee無線通信技術(shù),其特點(diǎn)主要是低功耗、低成本,而且ZigBee通信采用免執(zhí)照的ISM頻段,使整個(gè)系統(tǒng)適用性更強(qiáng)。(4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、使用維護(hù)簡易。
圖1為本實(shí)用新型電路連接結(jié)構(gòu)框圖;圖2為本實(shí)用新型終端設(shè)備結(jié)構(gòu)圖;圖3為本實(shí)用新型中心控制器結(jié)構(gòu)圖;圖4為本實(shí)用新型無線網(wǎng)絡(luò)模塊工作流程圖。其中,1.傳感器2.終端設(shè)備3.中心控制器4.計(jì)算機(jī)5.單片機(jī)處理器6.無線通信模塊7.終端設(shè)備供電模塊8.供電模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。一種液位無線檢測系統(tǒng),結(jié)合圖1至圖4,包括至少一個(gè)傳感器1、至少一個(gè)終端設(shè)備2、中心控制器3、計(jì)算機(jī)4,所述傳感器I與終端設(shè)備2連接,中心控制器3與計(jì)算機(jī)4連接,終端設(shè)備2通過無線網(wǎng)絡(luò)連接中心控制器3。所述終端設(shè)備2包括單片機(jī)處理器5、無線通信模塊6、終端供電模塊7,無線通信模塊6與單片機(jī)處理器5連接,終端`供電模塊7分別與無線通信模塊6、單片機(jī)處理器5連接。無線通信模塊6通過串口與單片機(jī)處理器5連接。中心控制器3包括與之相連接的無線通信模塊6、供電模塊8。中心控制器3通過RS485總線與計(jì)算機(jī)4連接,終端設(shè)備2通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)連接中心控制器3。單片機(jī)處理器5為STC12C5A60S2。該單片機(jī)處理器5上設(shè)有8路12位A/D輸入、PWM調(diào)制電路、內(nèi)置60K Flash、看門狗、定時(shí)器電路、I/O接口、SPI接口、MISO引腳;單片機(jī)處理器5通過串口與無線通信模塊6連接。傳感器I采用高靈敏度電導(dǎo)式液位傳感器,傳感器的電極采用耐腐蝕、耐高溫的不銹鋼材料。圖4為無線網(wǎng)絡(luò)模塊工作流程圖,系統(tǒng)采用問答式通信協(xié)議,無線網(wǎng)絡(luò)模塊自動組網(wǎng)技術(shù)。本實(shí)用新型專利中,計(jì)算機(jī)4是普通商用計(jì)算機(jī),是系統(tǒng)的控制核心,通過RS485總線和中心控制器3雙向通信,并將終端設(shè)備2采集的傳感器I的電流信號進(jìn)行算法處理后來標(biāo)定液位高。本實(shí)用新型的無線通信模塊6采用符合IEEE802.15.4和ZigBee協(xié)議的模塊,例如DIGI公司的XBEE和XBEE-Pro模塊。XBEE模塊可以作為路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器以及終端節(jié)點(diǎn)。協(xié)調(diào)器具有三項(xiàng)功能,一是選擇網(wǎng)絡(luò)ID和信道,進(jìn)行廣播,負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)起,將路由器和終端節(jié)點(diǎn)納入到網(wǎng)絡(luò);二是為其他節(jié)點(diǎn)設(shè)備提供路由服務(wù);三是接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。路由節(jié)點(diǎn)具有兩項(xiàng)功能,一是為其他節(jié)點(diǎn)設(shè)備提供路由服務(wù);二是接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。終端節(jié)點(diǎn)具有接收和發(fā)送數(shù)據(jù)功能,無路由功能。本系統(tǒng)中,終端設(shè)備2、中心控制器5的無線通信模塊6采用了 ZigBee網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器、路由功能。本實(shí)用新型在使用時(shí),將傳感器I安裝在待測液體中,采用高靈敏度電導(dǎo)式液位傳感器,其電極采用耐腐蝕、耐高溫的不銹鋼材料,依據(jù)不同液體介質(zhì)電導(dǎo)率不同原理,經(jīng)過內(nèi)部電路處理后輸出不同的電流信號;單片機(jī)處理器5通過信號線纜與其連接,測量傳感器I輸出的電流信號。以檢測儲油罐內(nèi)液位為實(shí)施例,系統(tǒng)的一個(gè)工作周期過程如下:(1)傳感器I安裝在待測儲油罐中,耐腐蝕、耐高溫的不銹鋼電極插入待測液體中,實(shí)時(shí)輸出檢測液體的電流信號;(2 )計(jì)算機(jī)4和中心控制器3安裝在監(jiān)控室,計(jì)算機(jī)4和中心控制器3通過RS485總線進(jìn)行雙向通信。計(jì)算機(jī)4發(fā)送命令給中心控制器3,中心控制器3將命令通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)傳送到終端設(shè)備2 ;(3)終端設(shè)備2安裝在待測儲油iigiig頂上。終端設(shè)備2接收到中心控制器2命令后,進(jìn)行識別判斷后,啟動采集傳感器I輸出信號任務(wù);(4)終端設(shè)備2中單片機(jī)處理器5采集該信號,將該信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,處理完畢后將結(jié)果通過無線通信模塊6發(fā)送給中心控制器3 ;(5)中心控制器3通過RS485總線將數(shù)據(jù)傳遞給計(jì)算機(jī)4 ;(6)計(jì)算機(jī)4接收中心控制器3上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行算法處理后標(biāo)定液位高度。圖4為無線網(wǎng)絡(luò)模塊工作流程圖,系統(tǒng)采用問答式通信協(xié)議,無線網(wǎng)絡(luò)模塊自動組網(wǎng)技術(shù)。上述雖然結(jié)合附圖對實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述,但并非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制,所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白,在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種液位無線檢測系統(tǒng),其特征是,包括至少一個(gè)傳感器、至少一個(gè)終端設(shè)備、中心控制器、計(jì)算機(jī),所述傳感器與終端設(shè)備連接,中心控制器與計(jì)算機(jī)連接,終端設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)連接中心控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的液位無線檢測系統(tǒng),其特征是,所述終端設(shè)備包括單片機(jī)處理器、無線通信模塊、終端供電模塊,無線通信模塊與單片機(jī)處理器連接,終端供電模塊分別與無線通信模塊、單片機(jī)處理器連接。
3.如權(quán)利要求2所述的液位無線檢測系統(tǒng),其特征是,所述無線通信模塊通過串口與單片機(jī)處理器連接。
4.如權(quán)利要求1所述的液位無線檢測系統(tǒng),其特征是,所述中心控制器包括與之相連接的無線通信模塊、供電模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的液位無線檢測系統(tǒng),其特征是,所述中心控制器通過RS485總線與計(jì)算機(jī)連接,終端設(shè)備通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)連接中心控制器。
6.如權(quán)利要求2所述的液位無線檢測系統(tǒng),其特征是,所述單片機(jī)處理器為STC12C5A60S2。
7.如權(quán)利要求1所述的液位無線檢測系統(tǒng),其特征是,所述傳感器采用高靈敏度電導(dǎo)式液位傳感器, 所述傳感器的電極采用耐腐蝕、耐高溫的不銹鋼材料。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種液位無線檢測系統(tǒng),包括至少一個(gè)傳感器、至少一個(gè)終端設(shè)備、中心控制器、計(jì)算機(jī);所述傳感器與終端設(shè)備連接,中心控制器與計(jì)算機(jī)連接,終端設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)連接中心控制器;所述終端設(shè)備包括單片機(jī)處理器、無線通信模塊、終端供電模塊,無線通信模塊與單片機(jī)處理器連接,終端供電模塊分別與無線通信模塊、單片機(jī)處理器連接;中心控制器包括與之相連接的無線通信模塊、供電模塊;系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、使用維護(hù)簡易;使用結(jié)構(gòu)簡單的電導(dǎo)式液位傳感器,在保證測量精度的前提下,大大簡化了采集部分結(jié)構(gòu),并且使用ZigBee無線傳輸技術(shù),一改以往現(xiàn)場布線的繁瑣,實(shí)現(xiàn)了液位的無線檢測,系統(tǒng)適用性強(qiáng)。
文檔編號G01F23/22GK203116803SQ201320107288
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者張延波, 王忠民, 葛兆斌, 王豐貴, 成巍, 張琳, 徐文青 申請人:山東省科學(xué)院自動化研究所