水位采集装置、控制装置.pdf

《水位采集装置、控制装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水位采集装置、控制装置.pdf（10页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201922071672.2 (22)申请日 2019.11.27 (73)专利权人 昆明理工大学 地址 650093 云南省昆明市五华区学府路 253号 (72)发明人 何宇航马天驰李镒盛田双 (74)专利代理机构 昆明人从众知识产权代理有 限公司 53204 代理人 沈艳尼 (51)Int.Cl. G01F 23/14(2006.01) G05D 9/12(2006.01) (54)实用新型名称 一种水位采集装置、 控制装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种水位采集装置、 。

2、控制 装置， 水位采集装置利用压力传感器采集压力信 号， 进而根据压力信号与水位的关系， 实现水位 信号的采集； 同时设置通信电路， 实现了与移动 设备之间的信息交互； 水位控制装置在水位采集 装置的基础上设计了水位控制电路， 根据获得的 水位信息控制水泵的通断， 从而实现控制对象水 位的控制。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 210689759 U 2020.06.05 CN 210689759 U 1.一种水位采集装置， 其特征在于： 包括信号采集电路(3)、 供电电路(4)、 时钟信号发 生电路(7)、 开关电路(8)、 工作状态指示电路(9)、 供电线路(10)、 Ardu。

3、ino； 其中供电电路 (4)通过供电线路(10)与Arduino、 信号采集电路(3)相连接， 信号采集电路(3)与控制对象 (2)、 Arduino相连接； Arduino与时钟信号发生电路(7)、 开关电路(8)、 工作状态指示电路 (9)相连接。 2.根据权利要求1所述的水位采集装置， 其特征在于： 还包括通信电路(5)、 移动设备 (6)， 通信电路(5)与Arduino、 移动设备(6)连接。 3.根据权利要求1所述的水位采集装置， 其特征在于： 所述信号采集电路(3)包括压力 传感器、 ADS1115； 其中压力传感器的OUT1与ADS1115的A1相连， 压力传感器的OUT2与。

4、 ADS1115的A0相连， 压力传感器的1引脚与10V电源正极相连， ADS1115的SDA、 SCL按着IIC通 信的硬件格式与Arduino相连。 4.根据权利要求1所述的水位采集装置， 其特征在于： 所述供电电路(4)包括LM7810、 电 容C1、 电容C2、 电容C3、 电容C4； 其中电容C1的一端同12V电源正极、 电容C4的一端、 LM7810的 输入引脚相连， 电容C1的另一端与电容C4的另一端、 LM7810的GND脚相连， 电容C2的一端同 10V电源正极、 电容C3的一端、 LM7810的输出引脚相连， 电容C2的另一端与电容C3的另一端、 LM7810的GND脚相连。

5、。 5.根据权利要求2所述的水位采集装置， 其特征在于： 所述通信电路(5)包括蓝牙、 SD卡 模块； 其中SD卡模块按照标准的带有片选线的SPI通信硬件连接方式与Arduino相连， 蓝牙 模块按照标准的串口通信硬件连接方式与Arduino相连接， SD卡模块的VCC与蓝牙的VCC、 Arduino的3.3V电源正极相连， SD卡模块的GND与蓝牙的GND、 Arduino的GND相连。 6.根据权利要求1所述的水位采集装置， 其特征在于： 所述时钟信号发生电路(7)包括 RTC时钟模块、 纽扣电池； 其中RTC时钟模块按照标准IIC通信硬件电路连接方式与Arduino 相连接， RTC时钟。

6、模块的VCC与纽扣电池电源正极相连， RTC时钟模块的GND与纽扣电池负极 相连。 7.根据权利要求1所述的水位采集装置， 其特征在于： 所述开关电路(8)包括自锁开关 U3、 电阻R1、 电阻R2； 其中电阻R1的一端、 电阻R2的一端与Arduino的5V电源正极相连， 电阻 R1的另一端与自锁开关U1的2脚相连， 自锁开关的1脚与地相连， 电阻R2的另一端与Arduino 的IO口9相连。 8.根据权利要求1所述的水位采集装置， 其特征在于： 所述工作状态指示电路(9)包括 电阻R3、 电阻R4、 红色发光二极管D1、 绿色发光二极管D2； 其中电阻R3一端与红色发光二极 管D1一端相连。

7、接， 电阻R3另一端与Arduino的IO口2相连接， 红色发光二极管D1的另一端与 绿色发光二极管D2一端、 GND相连接， 电阻R4一端与绿色发光二极管D2另一端相连接， 电阻 R4另一端与Arduino的IO口6相连接。 9.一种水位控制装置， 其特征在于： 包括权利要求1-8中任一项所述的水位采集装置， 还包括水位控制电路(1)， 水位控制电路(1)与控制对象(2)、 供电电路(4)及Arduino连接。 10.根据权利要求9所述的水位控制装置， 其特征在于： 所述水位控制电路(1)包括电阻 R5、 电阻R6、 二极管D3、 二极管D4、 场效应管Q1、 场效应管Q2、 水泵1、 水泵。

8、2； 其中电阻R5一端 连接到Arduino的IO口3， 电阻R5另一端连接到场效应管Q1的门级， 场效应管Q1的漏极与二 极管D3的一端、 水泵1的负极相连， 二极管D3的另一端与水泵1的正极、 12V电源正极相连， 场 权利要求书 1/2 页 2 CN 210689759 U 2 效应管Q1的源极与GND、 场效应管Q2的源极相连， 电阻R6一端连接到Arduino的IO口7， 电阻 R6一端连接到场效应管Q2的门级， 场效应管Q2的漏极与二极管D4一端、 水泵2的负极相连， 二极管D4的另一端与水泵2的正极、 12V电源正极相连。 权利要求书 2/2 页 3 CN 210689759 U。

9、 3 一种水位采集装置、 控制装置 技术领域 0001 本实用新型涉及一种水位采集装置、 控制装置， 属于电子技术领域。 背景技术 0002 水位监测应用广泛， 传统的水位监测计， 水位数据难以导出， 或仅带有数据检测而 无控制水位的能力， 调节水位需要增加设备控制， 为了节约成本， 实现较好的监测-控制水 位、 数据交互的功能， 因此需要一种新型监测-控制一体化的仪器来长期监测水位数据， 与 控制调节水位。 发明内容 0003 本实用新型提供了一种水位采集装置， 以用于实现对控制对象水位的采集； 提供 了一种水位控制装置， 以用于实现对控制对象水位的控制。 0004 本实用新型的技术方案是：。

10、 一种水位采集装置， 包括信号采集电路3、 供电电路4、 时钟信号发生电路7、 开关电路8、 工作状态指示电路9、 供电线路10、 Arduino； 其中供电电路 4通过供电线路10与Arduino、 信号采集电路3相连接， 信号采集电路3与控制对象2、 Arduino 相连接； Arduino与时钟信号发生电路7、 开关电路8、 工作状态指示电路9相连接。 0005 还包括通信电路5、 移动设备6， 通信电路5与Arduino、 移动设备6连接。 0006 所述信号采集电路3包括压力传感器、 ADS1115； 其中压力传感器的OUT1与ADS1115 的A1相连， 压力传感器的OUT2与AD。

11、S1115的A0相连， 压力传感器的1引脚与10V电源正极相 连， ADS1115的SDA、 SCL按着IIC通信的硬件格式与Arduino相连。 0007 所述供电电路4包括LM7810、 电容C1、 电容C2、 电容C3、 电容C4； 其中电容C1的一端 同12V电源正极、 电容C4的一端、 LM7810的输入引脚相连， 电容C1的另一端与电容C4的另一 端、 LM7810的GND脚相连， 电容C2的一端同10V电源正极、 电容C3的一端、 LM7810的输出引脚 相连， 电容C2的另一端与电容C3的另一端、 LM7810的GND脚相连。 0008 所述通信电路5包括蓝牙、 SD卡模块； 。

12、其中SD卡模块按照标准的带有片选线的SPI 通信硬件连接方式与Arduino相连， 蓝牙模块按照标准的串口通信硬件连接方式与Arduino 相连接， SD卡模块的VCC与蓝牙的VCC、 Arduino的3.3V电源正极相连， SD卡模块的GND与蓝牙 的GND、 Arduino的GND相连。 0009 所述时钟信号发生电路7包括RTC时钟模块、 纽扣电池； 其中RTC时钟模块按照标准 IIC通信硬件电路连接方式与Arduino相连接， RTC时钟模块的VCC与纽扣电池电源正极相 连， RTC时钟模块的GND与纽扣电池负极相连。 0010 所述开关电路8包括自锁开关U3、 电阻R1、 电阻R2；。

13、 其中电阻R1的一端、 电阻R2的一 端与Arduino的5V电源正极相连， 电阻R1的另一端与自锁开关U1的2脚相连， 自锁开关的1脚 与地相连， 电阻R2的另一端与Arduino的IO口9相连。 0011 所述工作状态指示电路9包括电阻R3、 电阻R4、 红色发光二极管D1、 绿色发光二极 管D2； 其中电阻R3一端与红色发光二极管D1一端相连接， 电阻R3另一端与Arduino的IO口2 说明书 1/4 页 4 CN 210689759 U 4 相连接， 红色发光二极管D1的另一端与绿色发光二极管D2一端、 GND相连接， 电阻R4一端与 绿色发光二极管D2另一端相连接， 电阻R4另一端。

14、与Arduino的IO口6相连接。 0012 一种水位控制装置， 包括水位采集装置， 还包括水位控制电路1， 水位控制电路1与 控制对象2、 供电电路4及Arduino连接。 0013 所述水位控制电路1包括电阻R5、 电阻R6、 二极管D3、 二极管D4、 场效应管Q1、 场效 应管Q2、 水泵1、 水泵2； 其中电阻R5一端连接到Arduino的IO口3， 电阻R5另一端连接到场效 应管Q1的门级， 场效应管Q1的漏极与二极管D3的一端、 水泵1的负极相连， 二极管D3的另一 端与水泵1的正极、 12V电源正极相连， 场效应管Q1的源极与GND、 场效应管Q2的源极相连， 电 阻R6一端连。

15、接到Arduino的IO口7， 电阻R6一端连接到场效应管Q2的门级， 场效应管Q2的漏 极与二极管D4一端、 水泵2的负极相连， 二极管D4的另一端与水泵2的正极、 12V电源正极相 连。 0014 本实用新型的有益效果是： 本实用新型提供了一种水位采集装置， 装置利用压力 传感器采集压力信号， 进而根据压力信号与水位的关系， 实现水位信号的采集； 同时设置通 信电路， 实现了与移动设备之间的信息交互； 提供了一种水位控制装置， 在水位采集装置的 基础上设计了水位控制电路， 根据获得的水位信息控制水泵的通断， 从而实现控制对象水 位的控制。 附图说明 0015 图1是本实用新型结构框图； 0。

16、016 图2是信号采集电路与Arduino的电路原理图； 0017 图3是供电电路的电路原理图； 0018 图4是通信电路与Arduino的电路原理图； 0019 图5是时钟信号发生电路与Arduino的电路原理图； 0020 图6是开关电路与Arduino的电路原理图； 0021 图7是工作状态指示电路与Arduino的电路原理图； 0022 图8是水位控制电路与Arduino的电路原理图； 0023 图中各标号： 1-水位控制电路， 2-控制对象， 3-信号采集电路， 4-供电线路， 5-通信 电路， 6-移动设备， 7-时钟信号发生电路， 8-开关电路， 9-工作状态指示电路， 10-供。

17、电线路。 具体实施方式 0024 实施例1： 如图1-7所示， 一种水位采集装置， 包括信号采集电路3、 供电电路4、 时钟 信号发生电路7、 开关电路8、 工作状态指示电路9、 供电线路10、 Arduino； 其中供电电路4通 过供电线路10与Arduino、 信号采集电路3相连接， 信号采集电路3与控制对象2、 Arduino相 连接； Arduino与时钟信号发生电路7、 开关电路8、 工作状态指示电路9相连接。 0025 进一步地， 可以设置还包括通信电路5、 移动设备6， 通信电路5与Arduino、 移动设 备6连接。 0026 进一步地， 可以设置所述信号采集电路3包括压力传感。

18、器、 ADS1115； 其中压力传感 器的OUT1与ADS1115的A1相连， 压力传感器的OUT2与ADS1115的A0相连， 压力传感器的1引脚 与10V电源正极相连， ADS1115的SDA、 SCL按着IIC通信的硬件格式与Arduino相连。 说明书 2/4 页 5 CN 210689759 U 5 0027 进一步地， 可以设置所述供电电路4包括LM7810、 电容C1、 电容C2、 电容C3、 电容C4； 其中电容C1的一端同12V电源正极、 电容C4的一端、 LM7810的输入引脚相连， 电容C1的另一 端与电容C4的另一端、 LM7810的GND脚相连， 电容C2的一端同10。

19、V电源正极、 电容C3的一端、 LM7810的输出引脚相连， 电容C2的另一端与电容C3的另一端、 LM7810的GND脚相连。 0028 进一步地， 可以设置所述通信电路5包括蓝牙、 SD卡模块； 其中SD卡模块按照标准 的带有片选线的SPI通信硬件连接方式与Arduino相连， 蓝牙模块按照标准的串口通信硬件 连接方式与Arduino相连接， SD卡模块的VCC与蓝牙的VCC、 Arduino的3.3V电源正极相连， SD 卡模块的GND与蓝牙的GND、 Arduino的GND相连。 0029 进一步地， 可以设置所述时钟信号发生电路7包括RTC时钟模块、 纽扣电池； 其中 RTC时钟模块。

20、按照标准IIC通信硬件电路连接方式与Arduino相连接， RTC时钟模块的VCC与 纽扣电池电源正极相连， RTC时钟模块的GND与纽扣电池负极相连。 0030 进一步地， 可以设置所述开关电路8包括自锁开关U3、 电阻R1、 电阻R2； 其中电阻R1 的一端、 电阻R2的一端与Arduino的5V电源正极相连， 电阻R1的另一端与自锁开关U1的2脚 相连， 自锁开关的1脚与地相连， 电阻R2的另一端与Arduino的IO口9相连。 0031 进一步地， 可以设置所述工作状态指示电路9包括电阻R3、 电阻R4、 红色发光二极 管D1、 绿色发光二极管D2； 其中电阻R3一端与红色发光二极管D。

21、1一端相连接， 电阻R3另一端 与Arduino的IO口2相连接， 红色发光二极管D1的另一端与绿色发光二极管D2一端、 GND相连 接， 电阻R4一端与绿色发光二极管D2另一端相连接， 电阻R4另一端与Arduino的IO口6相连 接。 0032 如图1-8所示， 一种水位控制装置， 包括水位采集装置， 还包括水位控制电路1， 水 位控制电路1与控制对象2、 供电电路4及Arduino连接。 0033 进一步地， 可以设置所述水位控制电路1包括电阻R5、 电阻R6、 二极管D3、 二极管 D4、 场效应管Q1、 场效应管Q2、 水泵1、 水泵2； 其中电阻R5一端连接到Arduino的IO口。

22、3， 电阻 R5另一端连接到场效应管Q1的门级， 场效应管Q1的漏极与二极管D3的一端、 水泵1的负极相 连， 二极管D3的另一端与水泵1的正极、 12V电源正极相连， 场效应管Q1的源极与GND、 场效应 管Q2的源极相连， 电阻R6一端连接到Arduino的IO口7， 电阻R6一端连接到场效应管Q2的门 级， 场效应管Q2的漏极与二极管D4一端、 水泵2的负极相连， 二极管D4的另一端与水泵2的正 极、 12V电源正极相连。 0034 本实用新型的工作原理： 0035 首先， 当电路上电后， 当开关电路8按钮处于断开状态， Arduino检测按钮处于断 开， 电路不工作， 工作状态指示电路。

23、9亮红灯； 当按钮按下， 电路正常工作， 工作状态指示电 路9亮绿灯； 输入电压12V经过供电电路4中的LM7810芯片进行降压为10V， 使Arduino处于正 常工作状态， Arduino可以提供5V和3.3V电压； 信号采集电路3中的压力传感器有两个输入 端(压力传感器型号可以为26PCFFA6D)， 一端为基准， 视为当前大气压值， 为悬空状态， 另一 端接入以软管接出连至容器内部底部采集的水压力值， 则将传感器所采到的两个数据随即 传送给ADS1115转换芯片， AD转换芯片将所传回的的两个数据做差后， 作为差分采样输入 Arduino进行处理， Arduino经过处理， 将压力信号。

24、转化为水位高度信息， 并通过通信电路5 中的蓝牙将所采集到的数据不断的发送到移动设备6， 并同时将数据存入SD卡中， 并通过时 钟信号发生电路7获得每采一次数据准确的时间， 至此完成水位采集及传输功能； 其二， 说明书 3/4 页 6 CN 210689759 U 6 Arduino通过转换得到水位数据时， 可通过预置的水位高度来进行比较， 以此通过控制水位 控制电路1中的mosfet1或mosfet2间接控制水泵1和水泵2的通断， 实现对控制对象2中水位 的控制水泵1和水泵2通过水管与控制对象2容器连通， 以此来控制水位达到预设的值。 0036 其中， 关于水位控制： 用户需要控制水位稳定于。

25、一个数值， 事先设定好一个数值， 则当水位低于设定值， 水泵开则抽水， 使水位上升逼近所需值， 当水位迫近， 利用PWM脉宽调 制技术， 使水泵转速减缓， 减缓进水量， 以此使水位达到设定值， 当水位有扰动超过设定值， 控制器控制另一水泵反转， 将水排出。 0037 上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明， 但是本实用新型并不 限于上述实施方式， 在本领域普通技术人员所具备的知识范围内， 还可以在不脱离本实用 新型宗旨的前提下作出各种变化。 说明书 4/4 页 7 CN 210689759 U 7 图1 图2 说明书附图 1/3 页 8 CN 210689759 U 8 图3 图4 图5 说明书附图 2/3 页 9 CN 210689759 U 9 图6 图7 图8 说明书附图 3/3 页 10 CN 210689759 U 10 。