本发明专利技术公开一种水位监测装置的监测方法，涉及测量、监测技术领域，首先将该水位监测装置安装在水位观测点，控制器检测液位传感器状态，若液位传感器在水面下方，控制器发出命令，控制减速电机转动带动主皮带轮转动，主皮带轮带动皮带转动，皮带通过滑块带动液位传感器向上运动寻找水面，当液位传感器运行到水面后，液位传感器反馈给控制器信号，控制减速电机停止运动；若液位传感器在水面上方时，控制器发出命令，控制减速电机反转，液位传感器向下运动寻找水面，当液位传感器运行到水面后，液位传感器反馈给控制器信号，控制器得到该信号后，控制减速电机停止运动。控制减速电机停止运动。控制减速电机停止运动。
【技术实现步骤摘要】
一种水位监测装置的监测方法
[0001]本专利技术涉及测量、监测
，且更具体地涉及一种水位监测装置的监测方法。
技术介绍
[0002]水位是河道或水库最重要的监测物理量，一般都通过固定水尺进行人工目测读数测量，施工复杂，水尺的刻度长时间易褪色、剥落，而且无法在有水的环境中施工安装。除此方式外，水利行业监测水位的方法还有浮子式、压力式、超声波式、气泡式、雷达式等。这些方法在监控时存在诸多缺点，浮子式水位计精度比较低，易产生累积误差，受测量环境影响存在绕线脱线，安装条件要求高等；压力式传感器须安装在水底，受监测水质环境影响大，监测数据存在温漂、数据不稳定，设备运行可靠性不高等；超声波、气泡式、雷达式等非接触式监测方法存在施工措施复杂、成本高、环境适应性较差、数据准确率低、运行维护工作量大等，为此迫切需要专利技术一种能够自动监测水位、安装方便、非接触式的水位测量设备。
[0003]非接触式液位传感器利用水的感应电容来检测是否有液体存在，当传感器接近液体时，传感器的电容值的变化信号被输入到控制IC进行信号转换，将变化的电容量转换成某种电信号的变化量，再由一定的算法来检测和判断这个变化量的程度，当这个变化量超过一定的阈值时就认为液位到达感应点。我们利用液位传感器的特点，设计出一种基于非接触式液位传感器的水位监测装置的监测方法。
技术实现思路
[0004]针对上述技术的不足，本专利技术公开一种水位监测装置的监测方法，能够实现水位测量的自动化和智能化。
[0005]一种水位监测装置的监测方法，包括水位监测装置，其特征在于：包括如下步骤：（一）首先将该水位监测装置安装在水位观测点，系统上电，各模块自检成功后，操作人员通过手持终端或APP移动端将设备安装点的基值水位值数据设置到系统中；（二）控制器（15）检测液位传感器（7）状态，若液位传感器（7）在水面下方，控制器（15）发出命令，控制减速电机（4）转动带动主皮带轮（16）转动，主皮带轮（16）带动皮带（18）转动，皮带（18）通过滑块（19）带动液位传感器（7）向上运动寻找水面，当液位传感器（7）运行到水面后，液位传感器（7）反馈给控制器（15）信号，控制减速电机（4）停止运动，所述液位传感器（7）为非接触式液位传感器；（三）若液位传感器（7）在水面上方时，控制器（15）发出命令，控制减速电机（4）反转，液位传感器（7）向下运动寻找水面，当液位传感器运行到水面后，液位传感器（7）反馈给控制器（15）信号，控制器（15）得到该信号后，控制减速电机（4）停止运动;（四）减速电机（4）转动时拖拽电机（9）同时带动绕线轮（13）转动，当液位传感器（7）向下运动时，绕线轮（13）转动释放液位传感器（7）的导线，当液位传感器（7）向上运动时，绕线轮（13）转动缠绕收集液位传感器（7）的导线，防止液位传感器（7）的导线混乱；（五）控制器（15）实时接收编码器（17）的输入信号，记录减速电机（4）运动的行程，
经过控制器（15）计算得到基值点到液位的距离，本装置在倾斜安装时，利用倾角传感器（24）的反馈信号，将其距离数据自动换算成垂直距离数据。
[0006]作为对本技术方案的进一步限定，控制器（15）通过模糊自适应PID算法模型实现水位的跟踪和精准定位，通过CSMA算法模型实现水位测量数据信息评估，其中模糊自适应PID算法模型在PID算法的基础上，以误差和误差变化率作为输入，利用模糊规则进行模糊推理，查询模糊矩阵表进行参数调整，来满足不同时刻的误差和误差变化率对PID参数自整定的要求；模糊自适应PID算法模型根据设定值与实际输出值构成控制偏差，输出函数为：（1）在公式（1）中，为t时刻设置水位值，表示t时刻实际输出值水位值，为t时刻水位偏差值，则监测水位时，连续监测函数表示为：
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（2）在公式（2）中，表示为连续监测函数，表示为连续监测函数中的变化系数，表示模糊自适应PID算法模型设置函数计算的阈值，表示模糊自适应PID算法模型连续更新数据值，T
D
表示模糊自适应PID算法模型的阈值函数值，为t时刻水位偏差值,监测水位时，将连续监测函数进行离散化得到离散监测函数表示为：（3）在公式（3）中，表示为离散监测函数，表示为离散检测函数的变化系数,表示模糊自适应PID算法模型的阈值函数值，表示模糊自适应PID算法模型离散更新数值，代表离散值，T为序列总数，为离散水位序列偏差值,离散监测变量差值函数表示为：（4）在公式（4）中，表示离散监测变量差值函数，K
p
表示比例系数，K
d
表示微分作用系数，K
i
为稳态误差系数。
[0007]作为对本技术方案的进一步限定，CSMA算法模型实现不同水位测量数据传递状况评估，评估方法：根据 Poisson分布公式，水位测量数据信息表示为：（5）式（5）中，其中G表示非接触式传感器网络数据在数据传递过程中实现无线信息分组的平均到达率，e表示非接触式传感器网络数据信息在发布时的时隙发出概率，表示无线网络传感器的节点传输能力，表示网络信息空闲时隙具有的平均个数，z表示非接触式传感器网络数据信道个数，非接触式传感器网络数据信道空闲的概率可以表示为：（6）假设非接触式传感器网络数据通信时，通信前存在个数据时隙，非接触式传感器
网络数据通信时，网络信息空闲时隙具有的平均个数表示为：（7）式（7）中，表示网络信息空闲时隙参数，G表示非接触式传感器网络数据在数据传递过程中实现无线信息分组的平均到达率，e表示非接触式传感器网络数据信息在发布时的时隙发出概率；非接触式传感器网络数据空闲平均时间表示为：（8）式（8）中，表示网络信息空闲时隙具有的平均个数，表示网络信息空闲时隙参数，G表示非接触式传感器网络数据在数据传递过程中实现无线信息分组的平均到达率；非接触式传感器网络数据通信过程中，非空闲BU时隙的平均个数可以表示为：（9）式（9）中，表示网络信息空闲时隙流量，表示网络信息空闲时隙参数，G表示非接触式传感器网络数据在数据传递过程中实现无线信息分组的平均到达率；非空闲平均所占时隙：（10）式（10）中，表示非空闲平均所占时隙函数，表示网络信息空闲时隙参数，G表示非接触式传感器网络数据在数据传递过程中实现无线信息分组的平均到达率；数据传递成功U的个数：（11）式（11）中，E(U1)代表空闲结束后只有1个分组到达，E(U2)表示非空闲内每个时段只有一个分组到达，非接触式传感器数据信息传递成功率可以为：（12）式（12）中，数据发送的成功个数为N，在非空闲BU内M个时隙中有一个信息分组到达，非空闲时的成功率： （13）式（13）中，表示数据发送的成功个数，表示信息分组到达数量，表示网络信息空闲时隙参数，G表示非接触式传感器网络数据在数据传递过程中实现无线信息分组的平均到达率；
因此：（14）式（14）中，表示数据发送的成功个数，表示网络信息空闲时隙参数，G表示非接触式传感器网络数据在数据传递过程中实现无线信息分组的平均到达率；网络信息空闲时隙具有的平均个数1
‑<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水位监测装置的监测方法，包括水位监测装置，其特征在于：包括如下步骤：（一）首先将该水位监测装置安装在水位观测点，系统上电，各模块自检成功后，操作人员通过手持终端或APP移动端将设备安装点的基值水位值数据设置到系统中；（二）控制器（15）检测液位传感器（7）状态，若液位传感器（7）在水面下方，控制器（15）发出命令，控制减速电机（4）转动带动主皮带轮（16）转动，主皮带轮（16）带动皮带（18）转动，皮带（18）通过滑块（19）带动液位传感器（7）向上运动寻找水面，当液位传感器（7）运行到水面后，液位传感器（7）反馈给控制器（15）信号，控制减速电机（4）停止运动，所述液位传感器（7）为非接触式液位传感器；（三）若液位传感器（7）在水面上方时，控制器（15）发出命令，控制减速电机（4）反转，液位传感器（7）向下运动寻找水面，当液位传感器运行到水面后，液位传感器（7）反馈给控制器（15）信号，控制器（15）得到该信号后，控制减速电机（4）停止运动;（四）减速电机（4）转动时拖拽电机（9）同时带动绕线轮（13）转动，当液位传感器（7）向下运动时，绕线轮（13）转动释放液位传感器（7）的导线，当液位传感器（7）向上运动时，绕线轮（13）转动缠绕收集液位传感器（7）的导线，防止液位传感器（7）的导线混乱；（五）控制器（15）实时接收编码器（17）的输入信号，记录减速电机（4）运动的行程，经过控制器（15）计算得到基值点到液位的距离，本装置在倾斜安装时，利用倾角传感器（24）的反馈信号，将其距离数据自动换算成垂直距离数据。2.根据权利要求1所述的水位监测装置的监测方法，其特征在于：控制器（15）通过模糊自适应PID算法模型实现水位的跟踪和精准定位，通过CSMA算法模型实现水位测量数据信息评估，其中模糊自适应PID算法模型在PID算法的基础上，以误差和误差变化率作为输入，利用模糊规则进行模糊推理，查询模糊矩阵表进行参数调整，来满足不同时刻的误差和误差变化率对PID参数自整定的要求；模糊自适应PID算法模型根据设定值与实际输出值构成控制偏差，输出函数为：（1）在公式（1）中，为t时刻设置水位值，表示t时刻实际输出值水位值，为t时刻水位偏差值，则监测水位时，连续监测函数表示为：
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（2）在公式（2）中，表示为连续监测函数，表示为连续监测函数中的变化系数，表示模糊自适应PID算法模型设置函数计算的阈值，表示模糊自适应PID算法模型连续更新数据值，T
D
表示模糊自适应PID算法模型的阈值函数值，为t时刻水位偏差值,监测水位时，将连续监测函数进行离散化得到离散监测函数表示为：（3）在公式（3）中，表示为离散监测函数，表示为离散检测函数的变化系数,表示模糊自适应PID算法模型的阈值函数值，表示模糊自适应PID算法模型离散更新数值，代表离散值，T为序列总数，为离散水位序列偏差值,离散监测变量差值函数表示为：（4）
【专利技术属性】
技术研发人员：燕永存，田丰，盛磊，丁洪然，
申请(专利权)人：济南和一汇盛科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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