一種新型液位報警系統的設計方案與實施環節的相關設計說明

（1.山東電子職業技術學院， 山東 濟南 250200； 2.濟南公交公司 科學研究院， 山東 濟南 250013）

摘 要： 為了實現浮子式液位報警系統的最優化設計，采用了多浮子磁感應監測的方法，使得該報警系統既具有安裝方便、成本低廉等優點，同時有效規避單個浮子易發生異常的情形，大大提高了系統的可靠性。另外，采用先進的網絡技術與數據傳輸模式，使系統的數據處理更為快速高效，管理方便。

關鍵詞： 浮子式液位儀； 多浮子； 磁感應； GSM/GPRS模式

中圖分類號： TN911.7?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）15?0137?02

0 引 言

目前社會采用的液位監測儀主要分為超聲波式、壓力感應式和浮子式。這三種技術分別有其優缺點，現簡述如下：超聲波的監測手段雖然不接觸液面，且安裝方便，靈敏度高，但它的成本最高。壓力感應式的監測儀要求必須把傳感器放入被檢測的液體中，對它的耐腐蝕性要求比較高，安裝也比較煩瑣，在流動性較強的水域，還要考慮被污物碰撞損壞的情形。浮子式液位儀通常適用于流動性不高，腐蝕性不強的場所，主要缺點是長時間在臟水污水域會生銹，導致浮子被卡住與監測不準等問題發生，并且在高速流動的污水域也易因雜物碰撞而損壞浮子。

因此，本方案提出一種多浮子的磁感應液位監測報警系統，最大程度地避免了浮子式液位儀的缺點。

1 本方案的整體設計與綜合描述

本方案主要具備三大功能：報警、定時喚醒、緊急喚醒。

（1）報警功能。包括液位報警和電池報警。

液位報警：主要分為四級，分別為藍色（四級）、黃色（三級）、橙色（二級）、紅色（一級）。

電池報警：當電池電量不足時，發出電量不足報警。

（2）定時喚醒。默認為一小時喚醒一次，進行相關的自檢，并和后臺系統進行數據通信，上報自檢情況和下載系統的指令并進行時鐘校時。

（3）緊急喚醒。當報警級別達到橙色（二級）及以上時，可以自動緊急喚醒，并把相關的數據上傳到服務器，此時報警器將不再休眠，定時發送相關數據到服務器。直到警報降到三級以下，才會重新進入休眠狀態。

另外，本方案較為先進的設計思想如下：

（1）本方案采用多個浮子監測水位，避免了單浮子損毀或被異物卡住后不能正常工作的情形，大大提高了系統的可靠性。

（2）本方案采用可以循環充電的電池，或根據實施條件配備太陽能電池板，有效解決了電池使用周期短的問題，屬于低功耗設計。

（3）采用GSM/GPRS模式實現數據的無線傳輸，數據可實時傳回控制中心，同時中心可將報警參數等下傳，有效提高了監測數據的回傳問題。

2 本方案的監控平臺設計

采用先進的網絡技術、數據庫技術和GIS地理信息系統，把所有被監測水域納入監控平臺，每個水域對應一個ID號，一旦報警將會在GIS清晰的顯示報警位置及報警類型，方便維護人員及時處理，同時相關記錄信息存入數據庫，并能生成相關統計報表。主要功能如下：

（1）接收報警終端上傳的數據，進行解碼分析，并存儲到數據庫。

（2）下傳各種指令，并執行校時等工作。

（3）將報警信息顯示在相應的地理位置，并顯示級別。

（4）按周期生成需要維護終端的計劃及維護內容，包括超期沒有喚醒的故障終端的情況。

（5）生成相關統計報表。

3 數據采集環節的具體設計說明

（1）以每個ID號為文件名生成一個文件。

（2）偵聽某一個端口，此端口可以設定、更改。把收到的數據分解、存儲到CSV文件中，如：

說明：A2為上傳數據頭；00 01為設備ID號；02 9A為當前電源電壓值；11 11 16 09 00為采集的日期和時間；03 32為液位高度值；02 A6為當時電源采集生成時的值。通常一組數據為24條，最后的F0為數據結束字節。

①紅色報警（1級）：

A1 IDH IDL 03 電池H 電池L

如：A1 00 01 03 02 b9 解釋為 00 01號井1級報警，電池狀態為 02 b9，其中03為固定填充數據。

收到此數據為產生溢流。

②橙色報警（2級）：

A2 IDH IDL 03 電池H 電池L

③藍色報警（3級）：

A3 IDH IDL 03 電池H 電池L

④定時上傳當天流水數據格式：

A2 IDH IDL 電池H 電池L

年 月 日 時 分 水位H 水位L 電池H 電池L

年 月 日 時 分 水位H 水位L 電池H 電池L

……

年 月 日 時 分 水位H 水位L 電池H 電池L

F0

F0為結束字節。

如果收到了如②、③所述的數據時，說明有報警產生。

4 結 語

本方案從系統的整體設計方面實現了浮子式液位報警系統的最優化設計，使得該報警系統既具有安裝方便、成本低廉等優點，同時有效規避了單個浮子易發生異常的情形，大大提高了系統的可靠性。另外，采用先進的網絡技術與數據傳輸模式，使系統的數據處理更為快速高效，管理方便。

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