[发明专利]一种动态液位的无线监控方法与系统

摘要

本发明公开了一种动态液位的无线监控方法与系统，方法包括采用多个超声波传感器协同的方式采集动态液位测量所需的距离数据；根据采集的距离数据采用改进的距离差‑倾斜度算法对液位高度进行计算，从而得到实际液位高度；将计算出的实际液位高度通过Xbee无线方式发送给远程监控终端；远程监控终端对接收的实际液位高度进行图形界面显示和语音播报，从而对动态液位进行远程监控。本发明可以精确测量在液面倾斜情况下的实际液位高度，适用范围更广；利用了Xbee模块的自组网特点，方便了传感器网络系统的扩展；可以为用户直观呈现测量结果，更加直观。本发明可广泛应用于液位测量领域。

主权项

一种动态液位的无线监控方法，其特征在于：包括：S1、采用多个超声波传感器协同的方式采集动态液位测量所需的距离数据；S2、根据采集的距离数据采用改进的距离差‑倾斜度算法对液位高度进行计算，从而得到实际液位高度；S3、将计算出的实际液位高度通过Xbee无线方式发送给远程监控终端；S4、远程监控终端对接收的实际液位高度进行图形界面显示和语音播报，从而对动态液位进行远程监控；所述步骤S1，其包括：S11、将3个超声波传感器安装在容器顶部，其中，1个超声波传感器安装在容器顶部的中间位置，其余2个超声波传感器分别安装在容器顶部中间位置的左右两侧或前后两侧；S12、分别测量3个超声波传感器与倾斜液面间的竖直距离，从而得到采集的距离数据；所述步骤S2，其包括：S21、根据采集的距离数据以及超声波传感器间的距离计算倾斜液面的倾斜角度，所述倾斜液面的倾斜角度α的计算公式为：α=(Arctan|h2-h1x1|+Arctan|h3-h2x2|)/2,]]>其中，h1为容器顶部中间位置左侧的超声波传感器与倾斜液面间的竖直距离，h2为容器顶部中间位置的超声波传感器与倾斜液面间的竖直距离，h3为容器顶部中间位置右侧的超声波传感器与倾斜液面间的竖直距离，x1为容器顶部中间位置左侧的超声波传感器距离容器顶部中间位置的水平距离，x2为容器顶部中间位置右侧的超声波传感器距离容器顶部中间位置的水平距离；S22、根据容器的长度、高度、计算的倾斜角度和采集的数据计算倾斜液面距离容器底端的竖直距离以及相应的水平距离，所述倾斜液面距离容器底端的竖直距离AB以及相应的水平距离BC的计算公式为：AB=(x×tanα)/2+h-h2BC=x/2+cotα×(h-h2),]]>其中，x为容器的长度，h为容器的高度；S23、根据倾斜液面距离容器底端的竖直距离AB以及相应的水平距离BC计算倾斜液面放置成水平状态时的液位高度，并以倾斜液面放置成水平状态时的液位高度为实际液位高度，所述倾斜液面放置成水平状态时的液位高度H的计算公式为：H＝BC×AB/(2x)；或者，所述步骤S2，其包括：S21、根据采集的距离数据以及超声波传感器间的距离计算倾斜液面的倾斜角度，所述倾斜液面的倾斜角度α的计算公式为：α=(Arctan|h2-h1x1|+Arctan|h3-h2x2|)/2,]]>其中，h1为容器顶部中间位置前侧的超声波传感器与倾斜液面间的竖直距离，h2为容器顶部中间位置的超声波传感器与倾斜液面间的竖直距离，h3为容器顶部中间位置后侧的超声波传感器与倾斜液面间的竖直距离，x1为容器顶部中间位置前侧的超声波传感器距离容器顶部中间位置的垂直距离，x2为容器顶部中间位置后侧的超声波传感器距离容器顶部中间位置的垂直距离；S22、根据容器的宽度、高度、计算的倾斜角度和采集的数据计算倾斜液面距离容器底端的竖直距离以及相应的水平距离，所述倾斜液面距离容器底端的竖直距离AB以及相应的水平距离BC的计算公式为：AB=(y×tanα)/2+h-h2BC=y/2+cotα×(h-h2),]]>其中，y为容器的宽度，h为容器的高度；S23、根据倾斜液面距离容器底端的竖直距离AB以及相应的水平距离BC计算倾斜液面放置成水平状态时的液位高度，并以倾斜液面放置成水平状态时的液位高度为实际液位高度，所述倾斜液面放置成水平状态时的液位高度H的计算公式为：H＝BC×AB/(2y)。