[0001] 本发明涉及水位监测设备领域，尤其涉及一种水位监测终端。

[0002] 近年来，我国受极端天气的影响，各地均暴雨频发，城市内涝问题日益严重，很多城市在下暴雨的时候出现道路被淹、隧道涵洞水淹等非常严重的情况。在城市排水系统无法快速解决内涝问题的情况下，对可能存在的低洼地点或容易淹水地区进行及时的监控就显得十分重要，通过监控结果对出现水淹的地区可以及时疏导交通，及时通知业主，避免灾难再次发生。

[0003] 目前，采取基于天气预报进行暴雨预警以及人工巡查的方式对容易出现水淹的地区或位置进行监控。然而，实际环境中，由于天气预报的准确率低，通过天气预报进行暴雨预警的方式经常出现误报或漏报的问题，监控效果差。而，人工巡查的方式成本高，且只能在固定的时间段或短时间内巡查，不能进行实时监控，不能及时发现水位变化，难以有效减少水淹造成的人身安全、财产损失。

[0031] 以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，通常在此处附图中描述和示出的各本公开实施例在不冲突的前提下，可相互组合，其中的结构部件或功能模块可以以各种不同的配制来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

[0032] 请参阅图1至图14，其中，图1为本发明水位监测终端一实施例的结构图；图2为本发明水位监测终端另一实施例的结构图；图3为本发明水位监测终端中水位监测模块一实施例的电路图；图4为本发明水位监测终端中输入电路一实施例的电路图；图5为本发明水位监测终端中水位监测模块供电电路一实施例的电路图；图6为本发明水位监测终端中低功耗无线通讯模块供电电路一实施例的电路图；图7为本发明水位监测终端中有线通讯模块供电电路一实施例的电路图；图8为本发明水位监测终端中输出电源电路一实施例的电路图；图9为本发明水位监测终端中唤醒电路一实施例的电路图；图10为本发明水位监测终端中开机电路一实施例的电路图；图11为本发明水位监测终端中复位电路一实施例的电路图；图12为本发明水位监测终端中低压检测模块供电电路一实施例的电路图；图13为本发明水位监测终端中电平转换电路一实施例的电路图；图14为本发明水位监测终端中主控芯片一实施例的电路图。结合图1至图14对本发明的水位监测终端作详细说明。

[0033] 在本实施例中，水位监测终端包括：主控模块、水浸开关、低功耗无线通讯模块、电源以及水位监测模块，主控模块、电源分别与水浸开关、低功耗无线通讯模块以及水位监测模块连接；水浸开关在监测到积水后，发送给积水信号给主控模块，主控模块接收积水信号，触发水位监测模块工作，并通过低功耗无线通讯模块发送利用水位监测模块获取的水位信息；水位监测模块包括水位测量电容C1、水位计量芯片，主控模块包括主控芯片U2，水位测量电容C1的两端与水位计量芯片连接，主控芯片U2的与水位计量芯片通讯连接，其中，所述水位测量电容C1浸水高度不同，对应的电容值不同。具体的，主控芯片U2的SCL引脚、SDA引脚与水位计量芯片SCL引脚、SDA引脚一一对应连接。在水位监测模块中还设置有两个电阻，两个电阻的一端与水位计量芯片的工作电压引脚VDD连接，另一端分别与主控芯片U2的SCL引脚、SDA引脚连接。

[0034] 在本实施例中，主控芯片U2为单片机，其型号为HC32L170JATA，在其他实施例中，主控芯片U2也可以为STM32以及其他型号的单片机，还可以为SOC、DSP以及其他能够处理接收到的水位信息，并将其发送给低功耗无线通讯模块的器件。

[0035] 在本实施例中，低功耗无线通讯模块为NB‑IOT通讯模块，在其他实施例中，低功耗无线通讯模块也可以为ZigBee通讯模块、LTE通讯模块、CAT通讯模块、蓝牙通讯模块、lora通讯模块以及其他能够以低功耗运行的通讯模块。

[0036] 在本实施例中，水位测量电容C1由两个金属模电极组成，当积水浸泡两个电极时，浸泡的高度不同，产生的电容不同，从而计算水位高度。计量芯片的型号为MDC04，其根据水位测量电容C1的两个电极之间水位高度不同计算出其电容值的专用芯片。

[0037] 水浸开关为外部安装的水浸传感器，其可以为碳模开关、不锈钢开关、光电水位开关等，该开关在正常状态时处于高阻抗状态，当该碰到水后则变为低阻状态，主控芯片U2检测到水浸开关的阻值变化后，从低功耗状态进入工作状态，并处理相关工作。

[0038] 在一个具体的实施例中，水位监测模块在正常状态时，主控芯片U2制其电源在关闭状态，当水浸开关触发后，主控芯片U2控制其电源在工作状态)，水位监测模块检测水位测量电容C1的值，(根据在水位测量电容C1的两个电极上的水浸高度由水位计量芯片计算出其电容值)，主控芯片U2根据电容值计算水位深度信息(主控芯片U2通过I2C线与水位计量芯片通讯，根据不同电容计算出水位深度)，并通过NB‑IOT通讯模块向后台发并相关数据。

[0039] 水位监测终端还包括输入电路，输入电路分别与水浸开关、主控模块以及电源连接。其中，输入电路的数量可以为多条，其中一条与主控芯片U2连接。

[0040] 在其他实施例中，也可以设置多级水浸开关，每个水浸开关与一个输入电路连接，通过设置多级水浸开关与水位监测模块的配合提高水位监控的可靠性。

[0041] 在本实施例中，输入电路包括第一场效应晶体管Q1B、第一电阻R87、第一电容C4、第二电阻R45、第三电阻R29、第二电容C5、第二场效应晶体管Q1A、第四电阻R47以及第三电容C1，第一场效应晶体管Q1B的栅极与水浸开关的输出端、第一电阻R87的第二端、第一电容C4的第一端连接，漏极与主控芯片U2、第一电阻R87的第一端连接，源极与第二电阻R45的第一端、第三电阻R29的第一端连接，第一电容C4的第二端与第二电阻R45的第二端、第二电容C5的第二端以及第二场效应晶体管Q1A的源极连接，并接地，第三电阻R29的第二端与第二电容C5的第一端、第二场效应晶体管Q1A的栅极连接，第二场效应晶体管Q1A的漏极与第四电阻R47的第二端、主控芯片U2连接，第四电阻R47的第一端与主控芯片U2连接，第三电容C1的一端接地，另一端与主控芯片U2连接。

[0042] 在本实施例中，第一场效应晶体管Q1B、第二场效应晶体管Q1A封装在一起，即利用封装成型的场效应管AO7600代替实现第一场效应晶体管Q1B、第二场效应晶体管Q1A的功能。

[0043] 在其他实施例中，也可以分别设置两个独立的场效应晶体管分别作为电路中的第一场效应晶体管Q1B、第二场效应晶体管Q1A。

[0044] 在本实施例中，第一场效应晶体管Q1B、第二场效应晶体管Q1A封装在一起，即利用封装场效应管AO7600代替实现第一场效应晶体管Q1B、第二场效应晶体管Q1A的功能。

[0045] 在其他实施例中，也可以分别设置两个独立的场效应晶体管分别作为电路中的第一场效应晶体管Q1B、第二场效应晶体管Q1A。

[0046] 在一个实施例中，输入电路还包括第一二极管D1、第二二极管D4、第十一电阻R38，其中，第一二极管D1的阴极与第二二极管D4的第一端、水浸开关的输出端连接，第二二极管D4的第二端接地，第一二极管D1的阳极与第十一电阻R38的第一端连接，第十一电阻R38的第二端与第一场效应晶体管Q1B的栅极连接。

[0047] 其中，当外部输入正常状态时IN1为高电平，第一场效应晶体管Q1B、第二场效应晶体管Q1A截止，IN1_PB14为高电平，主控芯片U2为正常状态(外部IN1为高电平时，主控芯片U2在低功耗状态，外部输入IN1为低电平时，主控芯片U2由低功耗进入工作状态，并处理其相关信号)，当外部输入低电平时IN1输入电平被拉低，第一场效应晶体管Q1B、第二场效应晶体管Q1A导通，IN1_PB14为低电平，主控芯片U2经低功耗无线通讯模块向后台发告警信息。电路中第二二极管D4用于静电保护，第一二极管D1用于反向电压输入保护，第一电容C4、第二电容C5、第三电容C1消除抖动保证输入电路的可靠性。

[0048] 电源包括电池模块、供电电路，供电电路包括水位监测模块供电电路、低功耗无线通讯模块供电电路，水位监测模块供电电路分别与水位监测模块、电池模块、主控芯片U2连接，低功耗无线通讯模块供电电路与电池模块、低功耗无线通讯模块、主控芯片U2连接，主控芯片U2控制电源向水位监测模块、低功耗无线通讯模块供电。

[0049] 水位监测模块供电电路包括第五电阻R18、第一三极管Q20、第三场效应晶体管Q12、第六电阻R1，第五电阻R18的一端与主控芯片U2连接，另一端与第一三极管Q20的基极连接，第一三极管Q20的发射极接地，集电极与第三场效应晶体管Q12的栅极、第六电阻R1的第一端连接，第六电阻R1的第二端与电池模块、第三场效应晶体管Q12的漏极连接，第三场效应晶体管Q12的源极与水位计量芯片连接以向水位计量芯片供电。

[0050] 在一个实施例中，水位监测模块供电电路还包括第十二电阻R97，其中，第十二电阻R97的一端接地，另一端与第一三极管Q20的基极连接。

[0051] 其中，在低功耗状态时，主控芯片U2输出的信号485EN为低电平，第一三极管Q20、第三场效应晶体管Q12截止，水位监测模块无电，不工作；在工作状态时，主控芯片U2输出的信号485EN为高电平，第一三极管Q20、第三场效应晶体管Q12截止导通，水位监测模块正常工作，第五电阻R18、第六电阻R1以及第十二电阻R97为偏置电阻。

[0052] 水位监测终端还包括有线通讯模块，有线通讯模块与主控芯片U2连接，供电电路还包括有线通讯模块供电电路，有线通讯模块供电电路分别与主控芯片U2、有线通讯模块以及电池模块连接，通过有线通讯模块供电电路向有线通讯模块供电。

[0053] 水位监测模块还包括电源输出模块，供电电路还包括输出电源电路，输出电源电路分别与电源输出模块、电池模块以及主控芯片U2连接。

[0054] 在本实施例中，有线通讯模块供电电路与水位监测模块供电电路的电路结构相同，其工作原理也相同。

[0055] 其中，输出电源电路包括与水位监测模块供电电路相同的电路结构，还包括接插件，该接插件的一端与电池模块连接，另一端与输出电源电路的输出端口连接。

[0056] 低功耗无线通讯模块供电电路包括第七电阻R78、第八电阻R79、第二三极管Q17、第九电阻R77、第四场效应晶体管Q16、第十电阻R75、第四电容C52、第五电容C53，第七电阻R78的第一端与主控芯片U2连接，第二端与第八电阻R79的第一端、第二三极管Q17的第一端连接，第八电阻R79的第二端接地，第二三极管Q17的发射极接地，集电极与第四场效应晶体管Q16的栅极、第九电阻R77的第一端连接，第九电阻R77的第二端与电池模块、第十电阻R75的第一端以及第四场效应晶体管Q16的漏极连接，第四场效应晶体管Q16的源极与第十电阻R75的第二端、第四电容C52的第一端连接，第四电容C52的第二端接地，第五电容C53的第一端与第四电容C52的第一端、主控芯片U2连接，第二端接地。

[0057] 在一个实施例中，低功耗无线通讯模块供电电路还包括第六电容C54、第七电容C55、第八电容C56、第九电容C57，所述第六电容C54、第七电容C55、第八电容C56、第九电容C57的一端接地，另一端与主控芯片U2连接。

[0058] 在处理完所有上传后台数据后进入低功耗状态时，主控芯片U2输出的信号VBAT_EN为低电平，第二三极管Q17、第四场效应晶体管Q16截止，VDD_NB电源无电，低功耗无线通讯模块不工作；在工作状态时，主控芯片U2输出的信号VBAT_EN为高电平，第二三极管Q17、第四场效应晶体导通，低功耗无线通讯模块正常工作，第七电阻R78、第八电阻R79、第九电阻R77为偏置电阻，第十电阻R75为预留电阻，在不需要控制VDD_NB电源的电平时使用，第四电容C52为预留法拉超级电容，第五电容C53、第六电容C54、第七电容C55、第八电容C56、第九电容C57用于提高低功耗无线通讯模块供电电路的稳定性。

[0059] 水位监测终端还包括低压检测模块，供电电路包括低压检测模块供电电路，低压检测模块与电池模块连接，低压检测模块供电电路分别与主控芯片U2、低压监测模块、电池模块连接。

[0060] 在本实施例中，低压检测模块供电电路包括第十三电阻R15、第十四电阻R16、第五场效应晶体管Q3A、第十五电阻R9、第六场效应晶体管Q3B、第十六电阻R10、第十七电阻R17以及第十电容C11，第十三电阻R15的一端与主控芯片U2连接，另一端与第十四电阻R16的第一端、第五场效应晶体管Q3A的栅极连接，第十四电阻R16的第二端、第五场效应晶体管Q3A的源极接地，第十五电阻R9的一端与第五场效应晶体管Q3A的漏极、第六场效应晶体管Q3B的栅极连接，另一端与电池模块、第六场效应晶体管Q3B的漏极连接，第六场效应晶体管Q3B的源极与第十六电阻R10的第一端连接，第十六电阻R10的第二端与第十七电阻R17的第一端、第十电容C11的第一端、低压检测模块连接，第十七电阻R17、第十电容C11的第二端接地。

[0061] 在本实施例中，第五场效应晶体管Q3A、第六场效应晶体管Q3B封装在一起，即利用封装的场效应管AO7600代替实现第五场效应晶体管Q3A、第六场效应晶体管Q3B的功能。

[0062] 在其他实施例中，也可以分别设置两个独立的场效应晶体管分别作为电路中的第五场效应晶体管Q3A、第六场效应晶体管Q3B。

[0063] 在为低功耗无需检测电池电压时，主控芯片U2输出的信号ADC_EN为低电平，第五场效应晶体管Q3A、第六场效应晶体管Q3B截止，ADC无电流通过；在按设定检测电池电压时(可设置每天检测、三天检测、一星期检测一次等频率)，主控芯片U2输出的信号ADC_EN为高电平，第五场效应晶体管Q3A、第六场效应晶体管Q3B导通，ADC有电流通过，主控芯片U2计算电池电压并向后台发送相关数据，第十三电阻R15、第十四电阻R16、第十五电阻R9为偏置电阻，第十六电阻R10、第十七电阻R17为分压电阻，第十电阻R75可提高电池电压电流抖动时的可靠性。

[0064] 在本实施例中，低功耗无线通讯模块与主控芯片U2的工作电压不同，为保证信号的有效传输和低功耗无线通讯模块的正常工作。水位监测终端还包括电平转换电路，该电平转换电路分别与主控芯片U2、低功耗无线通讯模块连接，主控芯片U2通过电平转换电路将信号传输给低功耗无线通讯模块。

[0065] 在一个实施例中，电平转换电路包括电压转换芯片U6、第十八电阻R98、第十九电阻R99、第二十电阻R100、第二十一电阻R101，其中，第十八电阻R98的一端与主控芯片U2的第一数据输出引脚、电压转换芯片U6的B2引脚连接，另一端与主控芯片U2的电压引脚连接，第十九电阻R99的一端与主控芯片U2的第二数据输出引脚、电压转换芯片U6的B1引脚连接，另一端与主控芯片U2的电压引脚连接，第二十电阻R100的一端与电压转换芯片U6的A1引脚、低功耗无线通讯模块连接，另一端与主控芯片U2的VDD‑EXT引脚连接，第二十一电阻R101的一端与电压转换芯片U6的A2引脚、低功耗无线通讯模块连接，另一端与主控芯片U2的VDD‑EXT引脚连接。

[0066] 主控芯片U2工作在电池电压，低功耗无线通讯模块为NB‑IOT通讯模块，其串口电平为2.8V，此电路左侧电平为HC32电压，右侧为NB‑IOT模块输出稳定的2.8V电平，第十八电阻R98、第十九电阻R99、第二十电阻R100、第二十一电阻R101为上拉电阻。

[0067] 有益效果：本发明水位监测终端根据逻辑控制系统的输入输出需求、逻辑关系选择逻辑器件、生成逻辑器件绘图，通过该逻辑器件绘图生成的描述文件得到逻辑控制系统对应的C语言文件，进而实现逻辑控制系统的编译，通过组合不同逻辑功能的逻辑器件生成逻辑控制系统的方式避免了直接利用程序实现逻辑关系的问题，降低了程序开发难度，提高了开发效率，且不容易产生错误，提高了程序稳定性，调试简单，降低了维护逻辑代码的难度，提高了维护效果和维护效果。

[0068] 基于相同的发明构思，本发明还提出一种智能终端，请参阅图10，图10为本发明智能终端一实施例的结构图，结合图10对本发明的智能终端进行说明。

[0069] 在本实施例中，智能终端包括处理器、存储器，处理器与存储器通信连接，存储器存储有计算机程序，计算机程序被用于执行如上述实施例所述的水位监测终端。

[0070] 在一些实施例中，存储器可能包括但不限于高速随机存取存储器、非易失性存储器。例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

[0071] 基于相同的发明构思，本发明还提出一种计算机可读存储介质，请参阅图11，图11为本发明计算机可读存储介质一实施例的结构图，结合11对本发明的计算机可读存储介质进行说明。

[0072] 在本实施例中，计算机可读存储介质存储有程序数据，所述程序数据被用于执行如上述实施例所述的水位监测终端。

[0073] 其中，计算机可读存储介质可包括，但不限于，软盘、光盘、CD‑ROM(紧致盘－只读存储器)、磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存或适于存储机器可执行指令的其他类型的介质/机器可读介质。该计算机可读存储介质可以是未接入计算机设备的产品，也可以是已接入计算机设备使用的部件。

[0074] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

[0075] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。