[发明专利]一种液位仪超低功耗处理电路及其节能检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及液位测量技术领域，尤其涉及一种液位仪超低功耗处理电路及其节能检测方法。

背景技术

由于城市发展日新月异，在城市市政防洪防涝工程中，要求对江河、湖泊、水库、水电站、灌区及输水等水利工程中的液位监测，与此同时各地正在进行智慧城市建设，也要求对自来水、城市污水处理、城市道路积水等市政工程深度进行测量与监测，为防洪防涝提供精确液位信息。

目前市面上的液位仪集成了液位传感器和无线数据通讯于一体的高性能液位测量装置，可以实现了对液位数据的连续自动监测，并按照预先设定的时间间隔自动上报至信息管理中心。这意味着设备一直处于工作状态中，虽然有部分时间设备控制器处于休眠模式，功耗稍低，由于电源转换模块一直处于工作中且转换存在一定的效率问题，整体功耗还是不低，对一些难以获取市电或者太阳能供电只能采用电池(锂电池或者铅酸蓄电池)供电的场所，频繁给电池充电或者更换电池会增加不少人力成本，特别是对一些长时间无水的应用场合(道路、隧道积水)，低功耗设计显得尤为重要。

另外，与本发明最相近的技术实现方案如下，但都存在一定不足：

发明专利：一种液位仪的传感器电路(发明专利授权说明书CN200920165292.9)，设计的电路采用双处理器结构，即数据通信和数据采样电路分开设计，采用时钟频率分别为1.8432MHz、20MHz，数据通信使用低频率的工作时钟可减少耗电，数据采样在高频率下工作，工作时间极短，总体来说比传统的液位仪的功耗有进一步的改进，但由于负责数据通信的处理器一直处于较低功耗运行状态，加上电源的转换效率，在低功耗处理方面还有进一步的优化空间。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种液位仪超低功耗处理电路及其节能检测方法，延长现有液位仪工作时间。由于工作功耗与微处理器的工作频率成正比，借鉴上述专利的设计思想，并在基础上进行大量改进，使用双处理器和双电池方案。

为实现上述目的，本发明提供了一种液位仪超低功耗处理电路，其特征在于：包括塑料外壳和设置在塑料外壳内的电路板，所述电路板包括微处理器、单片机、通信模块、液位传感器模块、存储模块、12V电池、第一电源转换模块、SIM卡座、3V锂电池、第二电源转换模块，所述微处理器输入端连接液位传感器模块、第二电源转换模块，所述微处理器输出端连接第一电源转换模块，所述微处理器与单片机、通信模块、存储模块相连接，所述第二电源转换模块输入端连接单片机、12V电池，所述单片机输入端连接3V锂电池，所述单片机输出端连接第二电源转换模块，所述第一电源转换模块输入端还连接12V电池，所述第一电源转换模块输出端连接通信模块，所述通信模块输入端连接SIM卡座，其中：

微处理器负责与各模块进行通信，协调各模块有序工作；

单片机使用单颗高容量3V锂电池，并工作在非常低的工作频率上，主要是计时功能，并与微处理器进行通讯；

通信模块用于与上级的管理中心通讯和信息传输；

液位传感器模块用于测量液位的深度；

存储模块用于存储液位信息、IP地址关键信息；

12V电池模块支持充电；

单颗锂电池为1.4AH高容量3V锂电池。

上述的一种液位仪超低功耗处理电路，其特征在于：所述第一电源转换模块输出4V电压，所述第二电源转换模块(10)输出3.3V电压。

一种液位仪超低功耗处理电路节能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，超低功耗单片机在静态工作(计时器未到)中，单片机不开启主电源3.3V，不唤醒微处理器，微处理器无法开启任何电源模块，除单片机正常工作外，其余芯片均不工作不消耗12V电池的电流，单片机内部运行计时器，计时时间一到立刻开启(EN1信号电平由低变高)，主电源3.3V唤醒微处理器；

步骤二，微处理器唤醒后，微处理器采集液位传感器模块的液位信息后开启(EN2信号电平由低变高)电源4.0V用于通信模块供电，与此同时将液位信息传给通信模块并发送出去，一旦收到发送成功信息，微处理器立刻关闭(EN2信号电平由高变低)电源4.0V；

步骤三，微处理器通过PWM信号告知单片机，本轮周期任务已经完成，单片机可以关闭(EN1信号电平由高变低)主电源3.3V，一旦关闭主电源3.3V，立刻关闭微处理器，整块电路板上只有单片机在运行工作，处于计时状态一直等到计时结束开始新的一轮循环，返回步骤一进行处理。