1.本实用新型涉及
水位检测技术领域，特别涉及一种雨水井或污水井水位溢出检测装置。
背景技术：
2.雨水井和污水井指的是雨水检查井和污水检查井，是城市排水管网中的重要设施，一般设在管道交汇处、转弯处、管径或坡度改变处、跌水处以及直线管段上每隔一定距离处，用于检修和疏通管网，同时也具有排泄地上的雨水和积水的作用。当地下排水管网出现堵塞时，管网内的水就会顺着雨水井或污水井溢出地面，此时不但起不到排泄的作用，还会造成城市环境的污染，影响市民的正常出行。因此，很多雨水井和污水井内都会安装水位溢出检测装置，当井内水位超高时会及时报警，工作人员可及时进行检修和疏通，避免污水溢到地面上。目前普通使用的水位溢出检测装置是通过
电极进行检测，即在装置外壳上安装两个电极，当水位达到两个电极高度时，因水是电的良导体，就会将两个电极导通，当两个电极导通后装置就会发出报警信息，此种检测方式非常灵敏，但是很容易出现误报，尤其是在秋冬两季，电极上容易凝结水珠，使得两个电极导通，从而造成误报警。
技术实现要素：
3.针对以上缺陷，本实用新型的目的是提供一种雨水井或污水井水位溢出检测装置，此雨水井或污水井水位溢出检测装置能够准确的判断出水位是否溢出，不会出现误报警，运行稳定可靠。
4.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
5.一种雨水井或污水井水位溢出检测装置，包括外壳，
所述外壳内设有检测电路，所述外壳外侧安装有水位检测天线p5；所述检测电路包括mcu
模块，所述mcu模块电连接有电极检测模块、水位检测模块和通信模块，所述水位检测天线p5与所述水位检测模块电连接，当所述mcu模块接收到所述电极检测模块和所述水位检测模块的信号时，所述mcu模块发出预警信息给所述通信模块，所述通信模块将所述预警信息发送给远程服务器。
6.其中，所述电极检测模块包括安装在所述外壳外侧的第一电极p1和第二电极p2，所述第一电极p1电连接电源vcc，所述第二电极p2电连接三极管q2的基极，所述三极管q2的集电极同时电连接所述mcu模块和所述电源vcc，所述三极管q2的发射极电连接地gnd。
7.其中，所述第一电极p1与所述电源vcc之间电连接有二极管d2，所述二极管d2的正极电连接所述电源vcc，所述二极管d2的负极电连接所述第一电极p1；所述第二电极p2与所述三极管q2的基极之间串联有电阻r8，所述三极管q2的基极与发射极之间串联有电阻r9，所述三极管q2的集电极与所述电源vcc之间串联有电阻r91。
8.其中，所述水位检测模块包括水位检测芯片u5，所述水位检测芯片u5的信号输入管脚电连接所述水位检测天线p5，所述水位检测芯片u5的信号输出管脚电连接所述mcu模块。
9.其中，所述水位检测芯片u5的电源管脚电连接有电源开关电路，所述电源开关电路电连接所述mcu模块。
10.其中，所述电源开关电路包括场效应管q5，所述场效应管q5的源极同时电连接所述水位检测芯片u5的电源管脚和地gnd，所述场效应管q5的漏极电连接电源vcc，所述场效应管q5的栅极电连接所述mcu模块。
11.其中，所述水位检测芯片u5的型号为xw01d，所述水位检测芯片u5的第五管脚cx电连接所述水位检测天线p5，所述水位检测芯片u5的第六管脚out电连接所述mcu模块，所述水位检测芯片u5的第八管脚vcc电连接所述电源开关电路。
12.其中，所述mcu模块包括mcu芯片u1，所述mcu芯片u1电连接所述通信模块、所述电极检测模块、所述水位检测芯片u5和所述电源开关电路。
13.其中，所述mcu芯片u1的型号为hc32l136j8ta，所述mcu芯片u1的第二十一管脚pb10/seg10和第二十二管脚pb11/seg9电连接所述通信模块，所述mcu芯片u1的第十八管脚pb00/seg13电连接所述三极管q2的集电极，所述mcu芯片u1的第十九管脚pb01/seg12电连接所述水位检测芯片u5的第六管脚out，所述mcu芯片u1的第二管脚pc13电连接所述场效应管q5的栅极。
14.其中，所述水位检测天线p5为fpc天线，所述水位检测天线p5的第一管脚电连接所述水位检测芯片u5的第五管脚cx，所述水位检测天线p5的第二管脚和第三管脚短接后电连接地gnd。
15.采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：
16.由于本实用新型雨水井或污水井水位溢出检测装置包括外壳，外壳内设有检测电路，外壳外侧安装有水位检测天线p5；检测电路包括mcu模块，mcu模块电连接有电极检测模块、水位检测模块和通信模块，水位检测天线与水位检测模块电连接，当mcu模块同时接收到电极检测模块和水位检测模块的信号时，mcu模块发出预警信息给所述通信模块，通信模块将所述预警信息发送给远程服务器。本实用新型通过设置了水位检测模块，能够实时的检测井内的水位情况，当电极检测模块有报警信号发送给mcu模块，而水位检测模块并没有报警信号发送给mcu模块，则mcu模块即可判断电极检测模块是误报警，故不会向远程服务器发送预警信息；只有当mcu模块即接收到电极检测模块发出的报警信号，又接收到水位检测模块发送的报警信号时，mcu模块才会向远程服务器发送预警信息。从而本实用新型雨水井或污水井水位溢出检测装置能够准确的排除电极检测模块因凝结水珠而发出的误报警，进而能够准确的判断出水位是否溢出，不会出现误报警，运行稳定可靠。
17.综上所述，本实用新型雨水井或污水井水位溢出检测装置解决了现有技术中雨水井或污水井水位溢出检测装置易出现误报警的技术问题，本实用新型雨水井或污水井水位溢出检测装置能够准确的判断出水位是否溢出，不会出现误报警，运行稳定可靠，能耗低。
附图说明
18.图1是本实用新型雨水井或污水井水位溢出检测装置的结构框图；
19.图2是图1中mcu模块的电路原理图；
20.图3是图1中电极检测模块的电路原理图；
21.图4是图1中水位检测模块的电路原理图；
22.图5是图1中水位检测天线的安装示意图；
23.图中：100、外壳，102、水位。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。
25.本说明书中涉及到的方位均以附图所示方位为准，仅代表相对的位置关系，不代表绝对的位置关系。
26.如图1和图5共同所示，一种雨水井或污水井水位溢出检测装置，包括外壳100，外壳100内设有检测电路，外壳100外侧安装有水位检测天线p5。检测电路包括mcu(microcontroller unit,微控制单元)模块，mcu模块电连接有电极检测模块、水位检测模块和通信模块，水位检测天线p5与水位检测模块电连接。检测电路还包括电源模块，电源模块用于给mcu模块、电极检测模块、水位检测模块和通信模块提供电源。电极检测模块和水位检测模块共同对井内的水位进行检测，当mcu模块即接收到电极检测模块发送的报警信号，同时又接收到水位检测模块发送的水位报警信号时，mcu模块发出预警信息给通信模块，通信模块将预警信息发送给远程服务器，然后由工作人员到报警的雨水井或污水井进行检修和疏通，从而防止井内污水溢出到地面上。
27.如图1和图3共同所示，电极检测模块包括安装在外壳100(参见图5)外侧的第一电极p1和第二电极p2。第一电极p1电连接电源vcc，具体的，在第一电极p1与电源vcc之间电连接有二极管d2，二极管d2的正极电连接电源vcc，二极管d2的负极电连接第一电极p1。二极管d2起单向导通作用，在此电路中电流只能从电源vcc流向第一电极p1。第二电极p2电连接三极管q2的基极，三极管q2的集电极同时电连接mcu模块和电源vcc，三极管q2的发射极电连接地gnd。具体的，第二电极p2与三极管q2的基极之间串联有电阻r8，三极管q2的基极与发射极之间串联有电阻r9，三极管q2的集电极与电源vcc之间串联有电阻r91。即：第二电极p2电连接电阻r8，电阻r8同时电连接三极管q2的基极和电阻r9，电阻r9与三极管q2的发射极共同电连接地gnd，三极管q2的集电极同时电连接mcu模块和电阻r91，电阻r91电连接电源vcc。当井内水位达到第一电极p1和第二电极p2的安装高度时，因水是电的良导体，第一电极p1与第二电极p2之间会被水导通，电源vcc的电流会经过二极管d2、第一电极p1、第二电极p2和电阻r8作用到三极管q2的基极，当三极管q2的基极有电流时，三极管q2的集电极与发射极之间会导通，此时其集电极由高电平转为低电平，输出报警信号water给mcu模块。
28.如图1和图4共同所示，水位检测模块包括水位检测芯片u5，水位检测芯片u5的信号输入管脚电连接水位检测天线p5，水位检测芯片u5的信号输出管脚电连接mcu模块，水位检测芯片u5的电源管脚电连接有电源开关电路，电源开关电路电连接mcu模块。
29.如图1和图4共同所示，本实施方式优选水位检测芯片u5的型号为xw01 d。水位检测芯片u5的第一管脚vss电连接地gnd。水位检测芯片u5的第二管脚vreg电连接电容c17的一端，第三管脚sen电连接电容c18的一端，第四管脚cr电连接电容c19的一端，电容c17的另一端、电容c18的一端、电容c19的另一端短接后电连接地gnd。电容c17、电容c18和电容c19用于水位检测芯片u5的管脚设置，其中：电容c17用于设置水位检测芯片u5的基准电压，电容c18用于设置水位检测芯片u5的灵敏度，电容c19用于设置水位检测芯片u5的检测基准。水位检测芯片u5的第五管脚cx，即水位检测芯片u5的信号输入管脚电连接水位检测天线
p5。水位检测芯片u5的第六管脚out，即水位检测芯片u5的信号输出管脚同时电连接mcu模块和电阻r15，电阻r15同时电连接水位检测芯片u5的第七管脚fun和电阻r14，电阻r14电连接电源开关电路。水位检测芯片u5的第八管脚vcc，即水位检测芯片u5的电源管脚电连接电源开关电路，电源开关电路用于给水位检测芯片u5提供电源。
30.如图1和图4共同所示，电源开关电路包括场效应管q5，场效应管q5的源极同时电连接水位检测芯片u5的第八管脚vcc(即电源管脚)、电阻r14和地gnd，本实施方式优选场效应管q5的源极同时电连接水位检测芯片u5的第八管脚vcc、电阻r14和电容c16的一端，电容c16的另一端电连接地gnd，此处电容c16用于滤波。场效应管q5的漏极电连接电源vcc，场效应管q5的栅极电连接mcu模块，场效应管q5的漏极与栅极之间串联有电阻r12。场效应管q5为水位检测芯片u5的电源开关，当mcu模块接收到电极检测模块发送的报警信号water时，输出信号touch_en给场效应管q5的栅极时，场效应管q5的漏极和源极导通，向水位检测芯片u5提供电源，水位检测芯片u5开始工作，进行水位溢出检测，当水位检测芯片u5的第五管脚cx没有接收到水位检测天线p5的信号时，电阻r14和电阻r15将水位检测芯片u5的第六管脚out电位拉高；当水位检测芯片u5的第五管脚cx接收到水位检测天线p5的信号时，水位检测芯片u5的第六管脚out转为低电平，发送报警信号touch_sin给mcu模块，mcu模块接收到报警信号touch_sin后发出预警信息给通信模块，通信模块将预警信息发送给远程服务器。
31.如图4和图5共同所示，本实施方式优选水位检测天线p5为fpc(flexible printed circuit，柔性电路板)天线。水位检测天线p5的第一管脚1电连接水位检测芯片u5的第五管脚cx，本实施方式中水位检测天线p5的第一管脚1与水位检测芯片u5的第五管脚cx之间串联有电阻r16。水位检测天线p5的第二管脚2和第三管脚3短接后电连接地gnd。水位检测天线p5贴装在外壳100的外侧，当水位102达到外壳100时，水位检测天线p5与水面之间产生电容信号，水位检测芯片u5输出报警信号touch_sin给mcu模块。
32.如图1、图2和图4所示，mcu模块包括mcu芯片u1和外围电路，mcu芯片u1电连接通信模块、电极检测模块、水位检测芯片u5和电源开关电路。
33.如图1、图2、图3和图4共同所示，本实施方式优选mcu芯片u1的型号为hc32l136j8ta。mcu芯片u1的第二十一管脚pb10/seg10和第二十二管脚pb11/seg9电连接通信模块。mcu芯片u1的第十八管脚pb00/seg13电连接电极检测模块的三极管q2的集电极，接收电极检测模块的报警信号water。mcu芯片u1的第十九管脚pb01/seg12电连接水位检测芯片u5的第六管脚out，接收水位检测模块的报警信号touch_sin。mcu芯片u1的第二管脚pc13电连接场效应管q5的栅极，输出信号touch_en给场效应管q5，用于打开场效应管q5，给水位检测芯片u5供电。因mcu芯片u1的其它外围电路包括时钟电路、滤波电路等，均为本领域技术人员的常规设计，且不是本实用新型的发明点，故为了节约篇幅，对于mcu芯片u1的其它各管脚所连接的电路不再一一详述。
34.如图1所示，本实施方式优选通信模块为nb模组，即nb-lot模组(narrow band-internet of things，窄带物联网)，mcu模块通过nb-lot网络与远程服务器通信连接。因nb模组的电路结构为现有技术，并不是本实用新型的发明点，故关于nb模组的电路结构在此不再详述。
35.如图1所示，因电源模块也为本领域技术人员的常规设计，故关于电源模块的具体结构在此不再详述。
36.本实用新型雨水井或污水井水位溢出检测装置的工作原理如下：
37.如图1、图2、图3、图4和图5共同所示，本实用新型雨水井或污水井水位溢出检测装置常规情况下处于休眠状态，即mcu模块和通信模块处于休眠状态，水位检测模块处于关机状态，当电极检测模块的第一电极p1与第二电极p2导通，发送报警信号water给mcu模块，mcu模块接收到电极检测模块发送来的报警信号water后，发出信号touch_en给水位检测模块的电源开关电路的场效应管q5的栅极，场效应管q5打开给水位检测芯片u5供电，水位检测模块开始工作检测水位，当水位102达到外壳100时，水位检测模块向mcu模块发送报警信号touch_sin，mcu模块接收到报警信号touch_sin后通过通信模块将预警信息发送给远程服务器。
38.综上所述，本实用新型雨水井或污水井水位溢出检测装置通过电极检测及电容水位检测双重检测，只有电极检测模块和水位检测模块均发出报警信号时，才确认井中水位发生溢出，从而能够非常准确的判断出井中水位是否真正发生溢出，进而有效的避免了电极因结露而发生误报警。同时本实用新型雨水井或污水井水位溢出检测装置常规情况下处于休眠状态，耗电量低，续航时间长，运行稳定。
39.本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。
技术特征：
1.雨水井或污水井水位溢出检测装置，其特征在于，包括外壳，所述外壳内设有检测电路，所述外壳外侧安装有水位检测天线p5；所述检测电路包括mcu模块，所述mcu模块电连接有电极检测模块、水位检测模块和通信模块，所述水位检测天线p5与所述水位检测模块电连接，当所述mcu模块接收到所述电极检测模块和所述水位检测模块的信号时，所述mcu模块发出预警信息给所述通信模块，所述通信模块将所述预警信息发送给远程服务器。2.根据权利要求1所述的雨水井或污水井水位溢出检测装置，其特征在于，所述电极检测模块包括安装在所述外壳外侧的第一电极p1和第二电极p2，所述第一电极p1电连接电源vcc，所述第二电极p2电连接三极管q2的基极，所述三极管q2的集电极同时电连接所述mcu模块和所述电源vcc，所述三极管q2的发射极电连接地gnd。3.根据权利要求2所述的雨水井或污水井水位溢出检测装置，其特征在于，所述第一电极p1与所述电源vcc之间电连接有二极管d2，所述二极管d2的正极电连接所述电源vcc，所述二极管d2的负极电连接所述第一电极p1；所述第二电极p2与所述三极管q2的基极之间串联有电阻r8，所述三极管q2的基极与发射极之间串联有电阻r9，所述三极管q2的集电极与所述电源vcc之间串联有电阻r91。4.根据权利要求2所述的雨水井或污水井水位溢出检测装置，其特征在于，所述水位检测模块包括水位检测芯片u5，所述水位检测芯片u5的信号输入管脚电连接所述水位检测天线p5，所述水位检测芯片u5的信号输出管脚电连接所述mcu模块。5.根据权利要求4所述的雨水井或污水井水位溢出检测装置，其特征在于，所述水位检测芯片u5的电源管脚电连接有电源开关电路，所述电源开关电路电连接所述mcu模块。6.根据权利要求5所述的雨水井或污水井水位溢出检测装置，其特征在于，所述电源开关电路包括场效应管q5，所述场效应管q5的源极同时电连接所述水位检测芯片u5的电源管脚和地gnd，所述场效应管q5的漏极电连接电源vcc，所述场效应管q5的栅极电连接所述mcu模块。7.根据权利要求6所述的雨水井或污水井水位溢出检测装置，其特征在于，所述水位检测芯片u5的型号为xw01d，所述水位检测芯片u5的第五管脚cx电连接所述水位检测天线p5，所述水位检测芯片u5的第六管脚out电连接所述mcu模块，所述水位检测芯片u5的第八管脚vcc电连接所述电源开关电路。8.根据权利要求7所述的雨水井或污水井水位溢出检测装置，其特征在于，所述mcu模块包括mcu芯片u1，所述mcu芯片u1电连接所述通信模块、所述电极检测模块、所述水位检测芯片u5和所述电源开关电路。9.根据权利要求8所述的雨水井或污水井水位溢出检测装置，其特征在于，所述mcu芯片u1的型号为hc32l136j8ta，所述mcu芯片u1的第二十一管脚pb10/seg10和第二十二管脚pb11/seg9电连接所述通信模块，所述mcu芯片u1的第十八管脚pb00/seg13电连接所述三极管q2的集电极，所述mcu芯片u1的第十九管脚pb01/seg12电连接所述水位检测芯片u5的第六管脚out，所述mcu芯片u1的第二管脚pc13电连接所述场效应管q5的栅极。10.根据权利要求7所述的雨水井或污水井水位溢出检测装置，其特征在于，所述水位检测天线p5为fpc天线，所述水位检测天线p5的第一管脚电连接所述水位检测芯片u5的第五管脚cx，所述水位检测天线p5的第二管脚和第三管脚短接后电连接地gnd。
技术总结
本实用新型公开了一种雨水井或污水井水位溢出检测装置，涉及水位检测技术领域，包括外壳，所述外壳内设有检测电路，所述外壳外侧安装有水位检测天线P5；所述检测电路包括MCU模块，所述MCU模块电连接有电极检测模块、水位检测模块和通信模块，所述水位检测天线与所述水位检测模块电连接，当所述MCU模块接收到所述电极检测模块和所述水位检测模块的信号时，所述MCU模块发出预警信息给所述通信模块，所述通信模块将所述预警信息发送给远程服务器。本实用新型雨水井或污水井水位溢出检测装置能够准确的判断出水位是否溢出，不会出现误报警，运行稳定可靠，能耗低。能耗低。能耗低。
技术研发人员：
刘炳军 马继明 辛鹏
受保护的技术使用者：
山东微立方信息技术股份有限公司
技术研发日：
2022.06.29
技术公布日：
2022/10/21
