研制背景

在水文監(jiān)測領(lǐng)域，需要連續(xù)測量河流，湖泊的的水位變化情況，由于現(xiàn)場供電困難，需要研制一種可連續(xù)工作一年以上的高精度記錄式液位傳感器，以實(shí)現(xiàn)無人值守，配合現(xiàn)場大氣記錄監(jiān)測儀，實(shí)現(xiàn)高精度，可靠測量。

技術(shù)指標(biāo)

量程范圍：0～200米；過載：200%量程；環(huán)境溫度：-45～60℃；測量精度：0.05%；穩(wěn)定性：0.1%FS/年；記錄周期：1～24x60x60秒；記錄量：不小于15000條記錄；供電電源：3.6V鋰電池；輸出信號(hào)：RS485；材質(zhì)：不銹鋼316L；外形尺寸：不大于48*200mm；重量：不大于300克；防護(hù)等級(jí)：IP68；振動(dòng)：20g，20～5000Hz；沖擊：20g，11ms。

技術(shù)難點(diǎn)

1)  電池供電的低功耗；2)  長期運(yùn)行的可靠性；3)  全溫區(qū)范圍內(nèi)的測量高精度；4)  記錄數(shù)據(jù)的低功耗存儲(chǔ)；5)  小體積；6)  大量數(shù)據(jù)的高速可靠傳輸；7)  低溫環(huán)境下，電池的可靠性。

總體方案

硬件設(shè)計(jì)（液位變送器與液位傳感器）；

傳感器采用擴(kuò)散硅類型的壓力傳感器，采用可控制的恒流供電電路，降低功耗。從測量的精度方面考慮，也可以采用電容傳感器，但是功耗有所增加。

電路總體設(shè)計(jì)采用MSP430+鐵電存儲(chǔ)器的低功耗設(shè)計(jì)；

數(shù)據(jù)傳輸時(shí)采用外部電源，提供外部電源接口，可以考慮不RS485電路與專用通信電路一體設(shè)計(jì)，減少液位傳感器的器件數(shù)量，降低功耗。

為了保證測量精度，需要集成有溫度傳感器的MCU，以便在軟件上做溫度補(bǔ)償；

為了保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性，需要對電池電壓實(shí)時(shí)監(jiān)控。

硬件設(shè)計(jì)（專用通信電纜）

軟件設(shè)計(jì)（MCU軟件）；軟件的低功耗設(shè)計(jì)；軟件的可靠性設(shè)計(jì)；傳感器的溫度補(bǔ)償算法；液位數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)算法；軟件設(shè)計(jì)（上位機(jī)軟件）

詳細(xì)設(shè)計(jì)（略）

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