[实用新型]一种水位检测系统

说明书

技术领域

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

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

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。

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。

所述的DSP最小系统包括OSC时钟电路、JTAG调试电路、FLASH、SRAM电路。

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。

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。

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。

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。

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

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：

图1为水位检测系统安装示意图；

图2为水位检测系统框图；

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

水位检测系统1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。

水位检测系统1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。

电源模块包括220V转12V电源模块和12V转3.3V和1.9V的DCDC开关电源模块，通过电源模块为整个系统供电。

DSP最小系统12包括OSC时钟电路、JTAG调试电路、FLASH、SRAM电路。

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,Q。

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。