一种水位检测系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水文探测技术领域，具体涉及一种基于毫米波雷达的水位探测系统。
【背景技术】
[0002]目前用于河流水位检测的技术普遍采用接触式的水位计进行检测，这种技术所采用的水位计传感器容易损坏，寿命短，同时还需要定期检测传感器周围环境等缺点。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是实现一种可靠性高，寿命长、不受周围环境影响，便于维护的非接触式水位检测系统。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:一种水位检测系统，其特征在于:水位检测系统安装在待检测水面上方的桥梁底面，所述的水位检测系统包括电源模块、DSP最小系统、雷达前端模块、DAC调频信号产生电路、中频处理电路、无线收发模块，所述DAC调频信号产生电路产生调频信号输送至雷达前端模块，所述雷达前端模块内设有压控振荡器VCO和发射/接收微波信号的微波天线，其接收的微波信号输送至中频处理电路，中频处理电路输出信号至DSP最小系统，所述DSP最小系统通过无线收发模块将水位检测系统检测结果数据送至上位监控主机。
[0005]所述的DSP最小系统包括OSC时钟电路、JTAG调试电路、FLASH、SRAM电路。
[0006]所述电源模块包括220V转12V电源模块和12V转3.3V和1.9V的DC/DC开关电源模块。
[0007]所述雷达前端模块内置LNA低噪放、PA功率放大器、混频器，以及用于产生高频信号的压控振荡器VCO、用于发出和接收微波信号的微波天线。
[0008]所述的水位检测系统通过安装支架固定于桥梁底面，且雷达前端模块的天线平面和水平面平行。
[0009]所述的水位检测系统通过安装支架固定于桥梁底面，且雷达前端模块的天线平面和水平面呈一定夹角。
[0010]本实用新型采用毫米波雷达可以实现非接触式水位测量，通过调频连续波毫米波雷达的测距功能测得水面和雷达的相对距离判断水位的实时高度。可以实时获取河流水位信息，用于防汛、防灾等，可以避免由于水患造成的生命财产损失，此外，采用非接触式的毫米波雷达对水位进行探测，不受温度、湿度、大气压力、风向、光线环境等因素影响，使用寿命长，可靠性高。
【附图说明】
[0011]下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0012]图1为水位检测系统安装示意图；
[0013]图2为水位检测系统框图；
[0014]上述图中的标记均为:1、水位检测系统；2、桥梁；11、无线收发模块；12、DSP最小系统；13、雷达前端模块；14、DAC调频信号产生电路；15、中频处理电路。
【具体实施方式】
[0015]水位检测系统I安装在待检测水面上方的桥梁2底面，如图1所示，其通过安装支架固定于桥梁2底面，若仅检测水位高度，则安装后雷达前端模块13的天线平面和水平面平行。针对水平面水位探测，雷达前端天线角度小，探测距离远。此外，本系统还可用于水流流速测量，只需将雷达平面和水平面呈一定夹角即可。
[0016]水位检测系统I包括电源模块、DSP最小系统12、雷达前端模块13、DAC调频信号产生电路14、中频处理电路15、无线收发模块11。
[0017]电源模块包括220V转12V电源模块和12V转3.3V和1.9V的D⑶C开关电源模块，通过电源模块为整个系统供电。
[0018]DSP最小系统12包括OSC时钟电路、JTAG调试电路、FLASH、SRAM电路。
[0019]雷达前端模块13用于发射和接收微波信号，实现水平面探测。内置LNA低噪放、PA功率放大器和PLL锁相环、混频器、VCO。PLL用于产生高频信号。VCO可以接受调制信号，通过内置的VCO压控振荡器产生高频信号并经过功率放大器放大后通过发射天线发出。接收天线接收回波信号通过低噪放滤波放大后进入混频器与发射端高频信号进行混频得到中频信号I，Qo
[0020]DAC调频信号产生电路14用于周期产生三角调频信号，通过DAC产生，DAC由DSP通过内置的MCBSPB多通道缓冲串行通信接口进行配置，并控制DAC产生三角波调制波形，并经过滤波放大处理得到高线性度的调频信号作用于雷达前端产生射频调频信号。
[0021]雷达前端模块I3由DSP通过SPI接口进行配置，同时配合Vt.。。_6模拟电压信号和DAC产生的Vtumfim信号，完成调谐曲线校准。首先通过en 使能信号屏蔽前端模块内部的LNA，切断接收天线回路，而通过内置的PLL产生的信号作为接收回波信号进行混频产生I或者Q中频信号。通过Vtune伽和V tune _se配合SPI接口可以确定调频范围和对应的调频波形电压范围即确定调谐曲线。
[0022]本系统对应的雷达前端模块13调频波形电压范围为OV?3V。首先DAC产生1.5V模拟电压电平信号vtUMfine,输出给雷达前端，然后Vtum。。_从OV开始逐渐增大电压，直到中频回波I或者Q输出频率为O。然后保持Vtune eMree电压值不变。此时V tme finJP V tune coarse对应着中心频率。
[0023]然后通过SPI接口设置起始频率，通过DAC将Vtune fine由大到小调节(即由1.5V开始)直到中频回波I或者Q输出频率为O。此时VtUM fiM对应的电压值为线性调谐曲线的最小值。
[0024]同样，通过SPI接口设置终止频率，通过DAC将Vtune fine由小到大调节(即由1.5V开始)直到中频回波I或者Q输出频率为O。此时Vtumfim对应的电压值为线性调谐曲线的最大值。确定了最大，最小值就确定了线性三角调制波形的最大最小幅值，通过DAC周期产生三角调制波形Vtune fine作用于雷达前端实现调频。
[0025]中频处理电路15对雷达前端返回的1、Q两路中频信号，经过低噪放运算放大器进行滤波放大处理，同时经过数字电位器设置放大倍数，然后经过RC滤波器处理，进入DSP内部的ADC模块，转换后的数字信号经过DMA传输到SRAM中。毫米波雷达算法对保存在SRAM中的数据进行处理，得到雷达平面和水平面之间的相对垂直距离信息。
[0026]无线收发模块11利用3G或4G网络，其用于和上位监控主机通信输出水位高度信息以及报警信息。
[0027]本实用新型通过低精度的DAC加上滤波放大电路取代高精度的DAC和PLL锁相环等方案实现高线性度的调频信号。DAC的控制由DSP以及内置的多通道串行通信接口配合DMA进行控制，不需要额外增加DAC所需的MCU。模数转换器使用DSP内置的ADC，不需要额外增加ADC。同时采用传统的DSP系统SRAM配合DSP内部的DMA控制模块取代目前大部分系统采用的使用FPGA或者双口 RAM实现的FIFO缓冲器。该系统的以上优点和创新点不仅降低了系统成本，而且降低了系统复杂度。
[0028]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种水位检测系统，其特征在于:水位检测系统安装在待检测水面上方的桥梁底面，所述的水位检测系统包括电源模块、DSP最小系统、雷达前端模块、DAC调频信号产生电路、中频处理电路、无线收发模块，所述DAC调频信号产生电路产生调频信号输送至雷达前端模块，所述雷达前端模块内设有压控振荡器VCO和发射/接收微波信号的微波天线，其接收的微波信号输送至中频处理电路，中频处理电路输出信号至DSP最小系统，所述DSP最小系统通过无线收发模块将水位检测系统检测结果数据送至上位监控主机。
2.根据权利要求1所述的水位检测系统，其特征在于:所述的DSP最小系统包括OSC时钟电路、JTAG调试电路、FLASH、SRAM电路。
3.根据权利要求1或2所述的水位检测系统，其特征在于:所述电源模块包括220V转12V电源模块和12V转3.3V和1.9V的DC/DC开关电源模块。
4.根据权利要求3所述的水位检测系统，其特征在于:所述雷达前端模块内置LNA低噪放、PA功率放大器、混频器，以及用于产生高频信号的压控振荡器VC0、用于发出和接收微波信号的微波天线。
5.根据权利要求4所述的水位检测系统，其特征在于:所述的水位检测系统通过安装支架固定于桥梁底面，且雷达前端模块的天线平面和水平面平行。
6.根据权利要求4所述的水位检测系统，其特征在于:所述的水位检测系统通过安装支架固定于桥梁底面，且雷达前端模块的天线平面和水平面呈一定夹角。
【专利摘要】本实用新型提出了一种水位检测系统，其特征在于：水位检测系统安装在待检测水面上方的桥梁底面，所述的水位检测系统包括电源模块、DSP最小系统、雷达前端模块、DAC调频信号产生电路、中频处理电路、无线收发模块，所述DAC调频信号产生电路产生调频信号输送至雷达前端模块，所述雷达前端设有发射微波信号的发射天线，系统通过其向外发射微波信号，所述雷达前端模块设有接收微波信号的微波天线，其接收的微波信号经过中频处理电路处理后输送至DSP最小系统，所述DSP最小系统通过无线收发模块将水位检测系统检测的结果数据输送至上位监控主机。本系统采用非接触式的毫米波雷达对水位进行探测，不受温度、湿度、大气压力、风向、光线环境等因素影响，使用寿命长，可靠性高。
【IPC分类】G01F23-284
【公开号】CN204373741
【申请号】CN201520041699
【发明人】刘贵如, 李臣龙, 周鸣争, 邹姗
【申请人】安徽工程大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月21日