雨水检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种检测装置，特别涉及一种雨水检测装置及其检测方法。它包括电路板和装置外壳，所述电路板上设有感应芯片、感知触头和外围电路；所述感应芯片是指带有电容式数字转换器功能的单片机；所述感知触头是指印制在电路板上的覆铜电路；所述外围电路包括芯片仿真电路、供电电源线和数据通信线接口、电源滤波电路和电源指示电路。本设计检测精度好、准确率高，可应用于不同场合，由于雨水非直接接触式，稳定性高、寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种检测装置，特别涉及一种。
技术介绍
在高档汽车、智能小车、太阳能、割草机等户外电子产品领域中，有些需要对下雨状况进行感知检测，从而使产品更加智能化，避免由雨水对电子产品造成的损害，提高产品寿命。目前可检索到的雨水检测的方法有: 1、光电式。公开号CN 2901297公开了一种用于汽车挡风玻璃的非接触式雨水感知装置，包括发射透镜，接收透镜，发光管和接收管，其特征在于:发射透镜和接收透镜为分体式结构，分别安装于挡风玻璃上，发光管发出的光、通过发射透镜在挡风玻璃上经过反射后被接收透镜传送给接收管，反射的次数在2次和6次之间，形成反射点的个数为2个至6个，在接收管处根据信号强弱感知雨水。其缺点是结构复杂，成本高，当透镜受灰尘附着后，透镜变的模糊，反射能力变差，接收管的信号必然减弱，时间一长，可能会失去雨水感知能力。2、电极法。公开号CN 1719242公开了一种雨水感知器及其用途，由附着在绝缘材质底板面上的两组金属泊条及附着在两组金属泊条表面的绝缘防水层构成，这两组金属泊条构成电容器的两极，雨水落在雨水感知器上，雨水感知器将雨量的大小转换为对应的电信号，该电信号可通过控制电路实现对雨量的监测，进而用于需要对是否有雨或雨量变化而采取控制措施的控制调节。公开号CN 101392584公开了一种电动阳篷及雨水检测传感器，基本原理与公开号CN 1719242公开了一种雨水感知器及其用途相同，主要利用雨水的弱导电性，在两片电极板(线)间产生电势，从而感知雨水。其共同缺点是:1、凹槽处容易积灰尘，积到一定量时导致金属间电导率的改变，影响电信号量造成误判；2、金属泊条裸露在外面，也可能会被异物短接，造成误判。
技术实现思路
基于现有技术的缺陷，本专利技术提出了一种。本专利技术的目的是寻求一种能结构简单、成本低、非雨水接触式、不受灰尘等异物干扰的雨水感知装置。本专利技术的基本原理是:当正常无雨时，雨水检测装置外壳上的介质为同一物体，内置的感知触头上的电容量就为一定量值，感应芯片将电容量按正比例转化为数字量，因采集误差关系，数字量有稍许偏差，但前后两次之间数字量差量都几乎很小，因此判定为无雨状态；当雨水打落在雨水检测装置外壳上时，雨水就随机附着在装置外壳上，时而多，时而少，感知触头工作区域的介质随雨水多少就会发生变化，从而引起内置感知触头上电容量的变化。感应芯片将感知触头上的电容量转换成一个数字量，该量会随着雨水多少发生较大变化，从而产生前后两次差值。感应芯片根据程序算法滤掉异物干扰对差值进行计算、判断，最终输出雨水检测信号。本装置正是基于这些理念面设计的，将雨水感应芯片封装在塑料外壳内，受灰尘、树叶等外界异物影响小，通过程序算法控制滤除干扰并检测雨量大小的雨水检测装置。为解决上述问题，本专利技术提出的雨水检测装置如下: 一种雨水检测装置，其结构特点是包括电路板和装置外壳，所述电路板上设有感应芯片、感知触头和外围电路；所述感应芯片是指带有电容式数字转换器功能的单片机；所述感知触头是指印制在电路板上的覆铜电路；所述外围电路包括芯片仿真电路、供电电源线和数据通信线接口、电源滤波电路和电源指示电路。当雨水打落在雨水检测装置外壳上时，可改变感知触头工作区域的介电常数，引起内置感知触头上的电容量变化，再用感应芯片转换成相应的数字量，对数据进行滤波后，通过一定算法滤除掉树叶、沙石带来的干扰，并获知下雨状态。作为优选，所述感应芯片与感知触头分置于电路板的两端，之间通过电路板上的数据通信线接口收发信息；所述感知触头为31个，触头平均分布在电路板上；所述外围电路中供电电源线和数据通信线接口与电源线和数据线电连接，其供电电源为2.7 5.5V，通信方式为RS232方式。感应芯片一般不会影响感知触头的判断，但是为了进一步避免诸如感应芯片散热等因素导致的潜在的影响因素存在，将感应芯片和感知触头分置于电路板的两端。感知触头为31个，平均分布在电路板上，利于数据的采集，提高判断的准确率。通信方式采用RS232，结构简单，传输线少，三线就可以实现全双工通信，传送距离也相对较远。作为优选，所述电路板通过绝缘胶内嵌在装置外壳内，电路板不与外界空气直接接触；所述装置外壳一侧为平面或曲面并成1(Γ45度倾斜安装在设备外壳上。除电源线和数据线外，感应芯片和电路是通过绝缘胶水完全密封在装置外壳内，杜绝线路板被雨淋湿的可能性。由于使用了非接触式雨水检测传感器，雨水不会与感应芯片直接接触，延长了雨水检测装置的寿命。另外感应芯片是密封在装置外壳内，受灰尘、树叶、沙石等异物干扰小，且通过程序算法可滤除，防 止出现误检测。倾斜安装在设备外壳上有利于树叶、沙石等异物的滑落，减小干扰。本专利技术的一种实施方式，一种所述的雨水检测装置的检测方法，其包括如下步骤: 初运算，感应芯片设定初始阀值并接收感知触头上的电容量，并将其转化为数字量，备份该数字量；感应芯片第二次接收感知触头上的电容量，并将其转化为数字量；后次数字量减去前次数字量产生差值，将差值与预先设定的阀值进行对比分析，得到是否下雨的初步判断； 首检测，感应芯片设定基准数并依据初运算得到是否下雨的初步判断进行相应的加减赋值，将计算后的检测值与预先设定的基准数进行对比，超出基准数则判断为下雨状态；二次检测，感应芯片设定再检测时间间隔，当首检测结果为下雨，则重复上述初运算与首检测，结论一致则确定为下雨状态。作为优选，所述初运算具体方法为:感应芯片每隔自设时段Tl对感知触头上的电容量进行一次轮流采集，每个感知触头采集自设次数N次后，对每个感知触头上的所采集的电容量数据进行排序，去掉最大的2个和最小的2个，对剩下Ν-4个数据做平均计算，此值为当前采集数据；差值等于当前采集数据减去前次备份数据，对所有的感知触头中的差值进行排序，去掉最大值和最小值，累加其余差值为最终差值；若最终差值小于等于初始阀值，则认为初运算检测失败，将当前采集数据赋于前次备份数据；若最终差值大于初始阀值，则认为初运算检测成功，备份数据不变。一般情况下，阀值是需要进行初始设定的，该值依据不同的降雨状况灵活设定。通过多通道、多次采集，并过滤最大最小值，有效提高数据的准确性，确保计算判断结果的准确性。作为优选，所述首检测具体方法为:若初运算检测成功，检测值加预设数值K，检测值大于等于预设数值Q时，初定为首检测成功，输出有雨预警信号，并且备份阀值数据等于当前采集数据加补偿值；若初运算检测失败，检测值减I，等于O时不往下减，输出无雨信号。一般情况下预设数值Q，该值适应全球绝大部分天气状况，对于少数气候极端的地区，可以另行设定预设数值Q。这同样有利于产品在全球各个地区应用，并提高检测的准确率。作为优选，所述二次检测具体方法为:若首检测成功，延迟预设时段T2后重新进行初运算与首检测，若自设时段T3内再次首检测成功，则确定为下雨状态；若自设时段T3内无再次首检测成功，则认为首检测为误检测。二次检测是为了进一步避免检测错误的重要程序，当下雨时，雨水是持续打落在雨水检测装置的外壳上，当前采集数据是一个离散分布的持续量，差值和双倍差值比较大，连续存在，根据双倍差值的大小可进一步判断雨水的大小。而灰尘掉落或露珠附着，是一个缓慢的过程，差值和双倍差值几乎无变化。沙石掉落在雨水检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雨水检测装置，其特征在于包括电路板和装置外壳，所述电路板上设有感应芯片、感知触头和外围电路；所述感应芯片是指带有电容式数字转换器功能的单片机；?所述感知触头是指印制在电路板上的覆铜电路；所述外围电路包括芯片仿真电路、供电电源线和数据通信线接口、电源滤波电路和电源指示电路。

【技术特征摘要】
1.一种雨水检测装置，其特征在于包括电路板和装置外壳，所述电路板上设有感应芯片、感知触头和外围电路； 所述感应芯片是指带有电容式数字转换器功能的单片机； 所述感知触头是指印制在电路板上的覆铜电路； 所述外围电路包括芯片仿真电路、供电电源线和数据通信线接口、电源滤波电路和电源指示电路。2.根据权利要求1所述的雨水检测装置，其特征在于:所述感应芯片与感知触头分置于电路板的两端，之间通过电路板上的数据通信线接口收发信息；所述感知触头为31个，触头平均分布在电路板上；所述外围电路中供电电源线和数据通信线接口与电源线和数据线电连接，其供电电源为2.7^5.5V，通信方式为RS232方式。3.根据权利要求1所述的雨水检测装置，其特征在于:所述电路板通过绝缘胶内嵌在装置外壳内，电路板不与外界空气直接接触；所述装置外壳一侧为平面或曲面并成1(Γ45度倾斜安装在设备外壳上。4.一种如权利要求1或2所述雨水检测装置的检测方法，其特征在于:其包括如下步骤: 初运算，感应芯片设定初始阀值并接收感知触头上的电容量，并将其转化为数字量，备份该数字量；感应芯片第二次接收感知触头上的电容量，并将其转化为数字量；后次数字量减去前次数字量产生差值，将差值与预先设定的阀值进行对比分析，得到是否下雨的初步判断； 首检测，感应芯片设定基准数并依据初运算得到是否下雨的初步判断进行相应的加减赋值，将计算后的检测值与预先设定的基准数进行对比，超出基准数则判断为下雨状态； 二次检测，感应...

【专利技术属性】
技术研发人员：章以虎，徐肇松，
申请(专利权)人：杭州高越科技有限公司，
类型：发明
国别省市：