一种基于微波雷达的水文水位检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于微波雷达的水文水位检测系统，包括主控MCU、信号处理模块、分别与主控MCU电性连接的射频模块、串口输出模块，以及用于为整个检测系统供电的电源模块；所述信号处理模块连接于射频模块与主控MCU之间，射频模块包括射频芯片，以及分别与射频芯片电性连接的发射天线、接收天线。本实用新型专利技术是通过分析处理从水面反射回来的微波信号，进而获取水面的水位信息，相比磁浮子式液位计，组装维护方便，且不受环境影响，同时，由于采用的是高频电磁波，其传输距离较远、传输稳定，不易受干扰，进而可提高检测精度，且可适用于较复杂的环境，实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微波雷达的水文水位检测系统
本技术涉及微波雷达
，尤其涉及一种基于微波雷达的水文水位检测系统。
技术介绍
现有的测量水位的仪器主要有磁浮子式液位计和超声波式液位计。磁浮子式液位计是根据浮力原理和磁性耦合原理工作，当被测容器中的液位升降时，液位计主导管中的浮子也随之升降，浮子内磁钢通过磁耦合传递到现场指示器，驱动红白翻柱翻转，从而实现液位的指示。但是其是磁性材料制成，当磁性材料失磁或者紊乱，就不能驱动红白翻柱进行翻转，进而无法起到指示液位的作用。而超声波式液位计的工作原理是由换能器(探头)发出高频超声波脉冲，遇到被测介质表面被反射回来，部分反射回来的波被同一换能器接收，转换成电信号，进而获取介质表面位置信息。但超声波是机械波，需要传播媒介，同时，超声波是通过压电物质的振动来发射的，因此，不能使用在有泡沫的液体或固体上，且不能在压力较高或负压的环境下使用，使用极为不便。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于微波雷达的水文水位检测系统，该系统是通过分析处理从水面反射回来的微波信号，进而获取水面的水位信息，相比磁浮子式液位计，组装维护方便，且不受环境影响，同时，由于采用的是高频电磁波，其传输距离较远、传输稳定，不易受干扰，进而可提高检测精度，且可适用于较复杂的环境，实用性强。为实现上述目的，采用以下技术方案：一种基于微波雷达的水文水位检测系统，包括主控MCU、信号处理模块、分别与主控MCU电性连接的射频模块、串口输出模块，以及用于为整个检测系统供电的电源模块；所述信号处理模块连接于射频模块与主控MCU之间，射频模块包括射频芯片，以及分别与射频芯片电性连接的发射天线、接收天线；所述发射天线用于向水面发射第一微波信号，接收天线用于接收从水面反射回来的第二微波信号；所述射频芯片用于将该第二微波信号与第一微波信号混合成中频信号，并将该中频信号传输至信号处理模块；所述信号处理模块用于对该中频信号进行滤波及放大处理，并将处理后的中频信号传输至主控MCU；所述主控MCU用于将接收的中频信号处理成数字信号，并从该数字信号中获取水面的水位信息；所述串口输出模块用于接入外部显示设备，主控MCU还用于经串口输出模块将获取的水位信息传输至外部显示设备。进一步地，所述信号处理模块包括滤波处理单元，以及与滤波处理单元连接的放大处理单元。进一步地，所述滤波处理单元包括运算放大器U3B、滤波电容C38、滤波电容C40、滤波电容C42、电阻R23、电阻R26；所述滤波电容C40与运算放大器U3B的反相输入端连接，且运算放大器U3B的同相输入端及反相输入端用于接收射频模块传输的中频信号；所述运算放大器U3B的同相输入端还经电阻R26与电源模块连接，运算放大器U3B的输出端依次经滤波电容C42、电阻R23与放大处理单元连接；所述滤波电容C38连接于运算放大器U3B的输出端与运算放大器U3B的反相输入端之间。进一步地，所述放大处理单元包括运算放大器U3C、电阻R24、电阻R27、电阻R22、滤波电容C45；所述运算放大器U3C的反相输入端经电阻R24与电阻R23连接，运算放大器U3C的同相输入端经电阻R27与电源模块连接；所述运算放大器U3C的输出端经电阻R22与主控MCU连接，滤波电容C45的一端连接于电阻R22与主控MCU的公共连接端，滤波电容C45的另一端接地。进一步地，所述基于微波雷达的水文水位检测系统还包括电源滤波模块，电源滤波模块连接于电源模块与主控MCU之间。进一步地，所述主控MCU的芯片型号为AT32F403A。采用上述方案，本技术的有益效果是：该系统是通过分析处理从水面反射回来的微波信号，进而获取水面的水位信息，相比磁浮子式液位计，组装维护方便，且不受环境影响，同时，由于采用的是高频电磁波，其传输距离较远、传输稳定，不易受干扰，进而可提高检测精度，且可适用于较复杂的环境，实用性强。附图说明图1为本技术的原理性框图；图2为本技术的信号处理模块的电路图；图3为本技术的电源模块及电源滤波模块的电路图；其中，附图标识说明：1—主控MCU；2—信号处理模块；3—射频模块；4—串口输出模块；5—电源模块；6—电源滤波模块；21—滤波处理单元；22—放大处理单元；31—射频芯片；32—发射天线；33—接收天线。具体实施方式以下结合附图和具体实施例，对本技术进行详细说明。参照图1至3所示，本技术提供一种基于微波雷达的水文水位检测系统，包括主控MCU1、信号处理模块2、分别与主控MCU1电性连接的射频模块3、串口输出模块4，以及用于为整个检测系统供电的电源模块5；所述信号处理模块2连接于射频模块3与主控MCU1之间，射频模块3包括射频芯片31，以及分别与射频芯片31电性连接的发射天线32、接收天线33；所述发射天线32用于向水面发射第一微波信号，接收天线33用于接收从水面反射回来的第二微波信号；所述射频芯片31用于将该第二微波信号与第一微波信号混合成中频信号，并将该中频信号传输至信号处理模块2；所述信号处理模块2用于对该中频信号进行滤波及放大处理，并将处理后的中频信号传输至主控MCU1；所述主控MCU1用于将接收的中频信号处理成数字信号，并从该数字信号中获取水面的水位信息；所述串口输出模块4用于接入外部显示设备，主控MCU1还用于经串口输出模块4将获取的水位信息传输至外部显示设备。其中，所述信号处理模块2包括滤波处理单元21，以及与滤波处理单元21连接的放大处理单元22；所述滤波处理单元21包括运算放大器U3B、滤波电容C38、滤波电容C40、滤波电容C42、电阻R23、电阻R26；所述滤波电容C40与运算放大器U3B的反相输入端连接，且运算放大器U3B的同相输入端及反相输入端用于接收射频模块3传输的中频信号；所述运算放大器U3B的同相输入端还经电阻R26与电源模块5连接，运算放大器U3B的输出端依次经滤波电容C42、电阻R23与放大处理单元22连接；所述滤波电容C38连接于运算放大器U3B的输出端与运算放大器U3B的反相输入端之间；所述放大处理单元22包括运算放大器U3C、电阻R24、电阻R27、电阻R22、滤波电容C45；所述运算放大器U3C的反相输入端经电阻R24与电阻R23连接，运算放大器U3C的同相输入端经电阻R27与电源模块5连接；所述运算放大器U3C的输出端经电阻R22与主控MCU1连接，滤波电容C45的一端连接于电阻R22与主控MCU1的公共连接端，滤波电容C45的另一端接地；所述基于微波雷达的水文水位检测系统还包括电源滤波模块6，电源滤波模块6连接于电源模块5与主控MCU1之间；所述主控MCU1的芯片型号为AT32F403A。本技术工作原理：继续参照图1至3所示，本实施例中，系统的工作频率在24.00-24.25GHz，其采用的调制方式为FMCW(调频连续波)；串口输出模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微波雷达的水文水位检测系统，其特征在于，包括主控MCU、信号处理模块、分别与主控MCU电性连接的射频模块、串口输出模块，以及用于为整个检测系统供电的电源模块；所述信号处理模块连接于射频模块与主控MCU之间，射频模块包括射频芯片，以及分别与射频芯片电性连接的发射天线、接收天线；所述发射天线用于向水面发射第一微波信号，接收天线用于接收从水面反射回来的第二微波信号；所述射频芯片用于将该第二微波信号与第一微波信号混合成中频信号，并将该中频信号传输至信号处理模块；所述信号处理模块用于对该中频信号进行滤波及放大处理，并将处理后的中频信号传输至主控MCU；所述主控MCU用于将接收的中频信号处理成数字信号，并从该数字信号中获取水面的水位信息；所述串口输出模块用于接入外部显示设备，主控MCU还用于经串口输出模块将获取的水位信息传输至外部显示设备；/n所述基于微波雷达的水文水位检测系统还包括电源滤波模块，电源滤波模块连接于电源模块与主控MCU之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于微波雷达的水文水位检测系统，其特征在于，包括主控MCU、信号处理模块、分别与主控MCU电性连接的射频模块、串口输出模块，以及用于为整个检测系统供电的电源模块；所述信号处理模块连接于射频模块与主控MCU之间，射频模块包括射频芯片，以及分别与射频芯片电性连接的发射天线、接收天线；所述发射天线用于向水面发射第一微波信号，接收天线用于接收从水面反射回来的第二微波信号；所述射频芯片用于将该第二微波信号与第一微波信号混合成中频信号，并将该中频信号传输至信号处理模块；所述信号处理模块用于对该中频信号进行滤波及放大处理，并将处理后的中频信号传输至主控MCU；所述主控MCU用于将接收的中频信号处理成数字信号，并从该数字信号中获取水面的水位信息；所述串口输出模块用于接入外部显示设备，主控MCU还用于经串口输出模块将获取的水位信息传输至外部显示设备；
所述基于微波雷达的水文水位检测系统还包括电源滤波模块，电源滤波模块连接于电源模块与主控MCU之间。


2.根据权利要求1所述的基于微波雷达的水文水位检测系统，其特征在于，所述信号处理模块包括滤波处理单元，以及与滤波处理单元连接的放大处理单元。


3.根据权利要求2所述的基于微波雷...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪盛国，符策勇，
申请(专利权)人：深圳市佺盛科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44