水位监测方法和水位监测装置

技术领域

本发明属于水位监测技术领域，尤其涉及一种水位监测方法和水位监测装置。

背景技术

目前，传统的水位监测装置采用多种类传感器(雨量传感器、土壤湿度传感器、流速传感器、水位传感器、含沙量传感器)进行水利复合监测，并根据复合监测数据计算危险因子，以及判断进入对应的低功耗模式，和数据采集以及数据上报频率。

但是，传统的水位监测装置仅考虑了当前水位环境，并未进行环境的提前预测以及供电电池的电量监测，无法提前调整数据采集频率和无线上报频率，无法确保数据安全有效的上报，以及无法对电池的电量做有效的监控，无法动态调整数据采集频率和无线上报频率，以达到降低电池的损耗的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水位监测方法，旨在解决传统的水位监测装置存在的上述问题。

本发明实施例的第一方面提出了一种水位监测方法，适用于水位监测装置，所述水位监测方法包括：

采用所述水位监测装置采集当前环境气象数据、水位数据以及供电电池的电量数据；

采用所述水位监测装置分别计算当前环境气象数据对应的气象危险因子、水位数据的水位危险因子以及供电电池的电量数据对应的电量危险因子，并根据气象危险因子、电量危险因子和水位危险因子的均值和权重计算综合危险因子；

采用所述水位监测装置将所述综合危险因子与动态门限值进行比较，并将各项数据以及比较结果反馈至终端设备，以及根据比较结果对应触发进入深睡眠模式或者浅睡眠模式，并根据对应唤醒信号唤醒，以调整数据采集频率和数据上报频率。

本发明实施例的第二方面提出了一种水位监测装置，包括：

供电电池；

与所述供电电池连接的电源管理模块，所述电源管理模块用于将所述供电电池输出的直流电源转换为工作电源，并通过对应开关模块输出至所述水位监测装置内的各模块；

通讯模块；

多个采集模块，多个所述采集模块用于采集当前环境气象数据、水位数据以及所述供电电池的电量数据；

与多个所述采集模块、所述通讯模块和所述电源管理模块分别连接的主控模块，所述主控模块用于：

分别计算当前环境气象数据对应的气象危险因子、水位数据的水位危险因子以及点亮数据对应的电量危险因子，并根据气象危险因子、电量危险因子和水位危险因子的均值和权重计算综合危险因子；

将所述综合危险因子与动态门限值进行比较，并将各项数据以及比较结果通过所述通讯模块反馈至终端设备，以及根据比较结果对应触发进入深睡眠模式或者浅睡眠模式，并根据对应唤醒信号唤醒，以调整数据采集频率和数据上报频率。

可选地，所述通讯模块包括用于接收唤醒信号的第一通讯模块和用于与所述终端设备通讯的第二通讯模块；

所述第一通讯模块和各所述采集模块通过对应开关模块与所述电源管理模块连接，各所述开关模块还与所述主控模块连接；

所述第二通讯模块和所述主控模块分别与所述电源管理模块连接。

可选地，多个所述采集模块分别为：

用于采集当前环境气象数据的GPS模块，所述GPS模块与所述主控模块连接，所述GPS模块还通过第一开关模块与所述电源管理模块连接，所述第一开关模块还与所述主控模块连接；

用于采集水位数据的雷达传感器和雷达天线，所述雷达传感器分别与所述主控模块和所述雷达天线连接，所述雷达传感器还通过第二开关模块与所述电源管理模块连接，所述第二开关模块还与所述主控模块连接；

以及采集供电电池的电量数据的电量采集模块，所述电量采集模块与所述主控模块连接。

可选地，所述第一通讯模块包括物联网通讯模块和天线，所述物联网通讯模块通过第三开关模块与所述电源管理模块连接，所述第三开关模块还与所述主控模块连接，所述物联网通讯模块分别与所述天线和所述主控模块连接；

所述第二通讯模块包括蓝牙模块，所述蓝牙模块分别与所述主控模块和所述电源管理模块连接。

可选地，所述水位监测装置还包括太阳能电池板和充电管理模块；

所述太阳能电池板通过所述充电管理模块与所述供电电池连接；

所述充电管理模块，用于将所述太阳能电池板输出的电源转换为充电电源至所述供电电池，以进行充电储能。

可选地，所述供电电池和所述电源管理模块之间还设置有第四开关模块；

所述第四开关模块，受开关触发信号对应导通或者关断。

可选地，所述水位监测装置还包括多个稳压模块；

所述稳压模块对应连接于所述开关模块和各所述采集模块之间，并将所述电源管理模块输出的工作电源稳压输出至对应的所述采集模块。

可选地，所述水位监测装置还包括依次设置的上盖、第一壳体、第二壳体和雷达天线盖；

所述太阳能电池板设置于所述上盖上；

所述充电管理模块、所述供电电池和所述天线设置于所述第一壳体内；

所述主控模块、所述电源管理模块、所述蓝牙模块、所述物联网通讯模块、所述雷达传感器和所述GPS模块均设置于所述第二壳体；

所述雷达天线设置于所述雷达天线盖。

可选地，所述上盖、所述第一壳体、所述第二壳体和所述雷达天线盖两两部件之间分别通过防水胶密封，所述太阳能电池板通过防水胶固定于所述上盖上。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的水位监测方法综合采集当前环境的气象数据、水位数据和电池电量数据，并根据各数据对应的危险因子的均值和权重计算当前综合危险因子，以及根据综合危险因子与动态门限值进行比较，同时，调整水位监测装置的工作模式和唤醒模式，进而调整数据采集频率以及数据上报频率，通过对当前环境的提前预测以及电池电量的提前预测，可实现动态调整数据采集频率和无线上报频率，确保数据安全有效的上报，降低电池的损耗，提高水位监测装置的续航能力。

附图说明

图1为本发明实施例提供的水位监测方法的流程示意图；

图2为图1所示的水位监测方法的步骤S300的第一种具体流程图；

图3为图1所示的水位监测方法的步骤S300的第二种具体流程图；

图4为本发明实施例提供的水位监测装置的第一种模块示意图；

图5为本发明实施例提供的水位监测装置的第二种模块示意图；

图6为本发明实施例提供的水位监测装置的第三种模块示意图；

图7为本发明实施例提供的水位监测装置的第四种模块示意图；

图8为本发明实施例提供的水位监测装置的第五种模块示意图；

图9为本发明实施例提供的水位监测装置的第六种模块示意图；

图10为本发明实施例提供的水位监测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例的第一方面提出了一种水位监测方法，适用于水位监测装置，水位监测装置直接或者间接对水位进行监测，其中，如图1所示，水位监测方法包括：

步骤S100、采用水位监测装置采集当前环境气象数据、水位数据以及供电电池10的电量数据；

步骤S200、采用水位监测装置分别计算当前环境气象数据对应的气象危险因子、水位数据的水位危险因子以及供电电池10的电量数据对应的电量危险因子，并根据气象危险因子、电量危险因子和水位危险因子的均值和权重计算综合危险因子；

步骤S300、采用水位监测装置将综合危险因子与动态门限值进行比较，并将各项数据以及比较结果反馈至终端设备，以及根据比较结果对应触发进入深睡眠模式或者浅睡眠模式，并根据对应唤醒信号唤醒，以调整数据采集频率和数据上报频率。

本实施例中，如图4所示，水位监测装置中设置有多个采集模块40，用于上电后分别采集当前环境气象数据、水位数据和供电电池10的电量数据，其中，环境气象数据包括当前气象数据、未来几小时或者几天的气象数据，例如降雨概率及降雨量大小、降雪概率及降雪量大小、环境温湿度、昼夜温差等影响水位相关的气象数据，水位数据包括当前水位、水位增长速度等水位数据，电池电量数据包括当前电池电量、输出电量速率、总容量等电量数据。

水位监测时，水位监测装置内的各模块上电并初始化，以及接入对应的网络，各采集模块40进行初始数据采集，并反馈当前环境气象数据、水位数据以及供电电池10的电量数据。

水位监测装置内的主控模块50对当前环境气象数据、水位数据以及供电电池10的电量数据对应的危险因子进行计算，例如根据气象数据中的降雨概率及降雨量大小、降雪概率及降雪量大小、环境温湿度、昼夜温差等各气象数据的权重以及预设公式进行计算，同时，根据计算得到的气象危险因子、水位危险因子以及电量危险因子的均值和权重计算综合危险因子，其中，各危险因子的权重自适应调节或者通过前期数据统计确定。

例如，当电池电量处于满电状态且输出电量较小时，此时，对应的电量危险因子权重占比小，气象危险因子或者水位危险因子权重占比更大，同样，如当前气象数据良好，未有暴雨或者暴雪发生，对应的气象危险因子占比小，电量危险因子或者水位危险因子占比大，最终确定输出的综合危险因子对应不同，同时，根据不同环境、不同水域、不同电池类型可动态设置门限值，以动态门限值与综合危险因子进行比较，每次比较后，将比较结果以及采集到的数据、危险因子、综合危险因子反馈至终端设备，以告知终端设备当前水位监测状态以及当前水域的水位状态、所处环境、续航能力等，同时，根据比较结果触发水位监测装置进入不同的睡眠模式，以及采用不同的唤醒方式唤醒数据采集和数据上传工作，例如进入深睡眠模式，并通过外部设备远程唤醒，或者通过内部时钟或者触发器以较大时间间隔唤醒，或者进入浅睡眠模式，通过内部时钟或者触发器以较小时间间隔的频率间隔唤醒。

当综合危险因子未达到动态门限值时，触发水位监测装置进入深睡眠模式，以对水位监测装置内的各功能模块断电控制，同时，内部的主控模块50进入低功耗深睡眠状态，主控模块50根据外部设备的唤醒信号、内部时钟或者触发器唤醒，同时，控制各功能模块上电工作，进行下一次的数据采集、危险因子的计算、综合危险因子的计算及比较，以及对应数据的上传和工作模式的判定切换等工作。

具体地，如图2所示，水位监测装置包括用于接收唤醒信号的第一通讯模块31和用于与终端设备通讯的第二通讯模块32，第一通讯模块31在上电且接收到唤醒信号时触发工作，以及在上电且未接收到唤醒信号时对应切换至低功耗浅睡眠状态；

水位监测装置的深睡眠模式为：

步骤S311、触发水位监测装置内的主控模块50切换至低功耗深睡眠状态并控制第一通讯模块31上电，以及触发水位监测装置内的各采集模块40断电；

步骤S312、在通过第一通讯模块31接收外部设备的唤醒信号时触发主控模块50工作，并控制各采集模块40上电工作进行数据采集工作；

步骤S313、再次计算综合危险因子以及确定比较结果，并将各项数据以及比较结果通过第二通讯模块32反馈至终端设备，以及根据比较结果再次选择进入深睡眠模式或者浅睡眠模式，并控制第一通讯模块31和各采集模块40对应断电或者上电，以调整数据采集频率和数据上报频率。

本实施例中，当水位监测装置进入深睡眠模式时，控制内部的主控模块50进入低功耗深睡眠状态，同时，通过主控模块50控制各采集模块40断电，各采集模块40处于关闭停止工作状态，同时，通过第一通讯模块31获取外部设备的唤醒信号，当接收到唤醒信号时，主控模块50切换为工作状态，同时，控制对应的电源模块或者开关模块输出工作电源至采集模块40，各采集模块40上电工作，并重新进行数据采集工作，同时，将当前环境气象数据、水位数据和电量数据反馈至主控模块50，以使主控模块50根据各项数据计算对应的危险因子以及综合危险因子，并对综合危险因子与动态门限值进行比较，从而触发水位监测装置进入深睡眠模式或者浅睡眠模式，同时唤醒后，将获取计算得到的各项数据和比较结果通过第二通讯电路反馈至终端设备，进而调整数据采集频率和数据上传频率，其中，深睡眠模式下的采集频率和数据上传频率根据外部唤醒信号的发送频率确定。

并且，当从深睡眠模式再次唤醒后，且检测到当前综合危险因子达到动态门限值时，则触发水位监测装置进入浅睡眠模式，否则，则再次重复进入深睡眠模式。

其中，第一通讯模块31工作于深睡眠模式，用于实现唤醒信号的接收和转发，同时，当自身未接收到唤醒信号时，自动进入低功耗状态。

同时，当水位监测装置进入浅睡眠模式时，选择不同的控制方式实现不同的低功耗目的，具体地，如图3所示，水位监测装置的浅睡眠模式为：

步骤S321、触发水位监测装置内的主控模块50切换至低功耗浅睡眠状态，并触发控制各采集模块40断电，第一通讯模块31断电，主控模块50通过获取水位监测装置内的内部时钟信号作为唤醒信号，步骤S322、当接收到内部时钟信号时，按照时钟信号的预设频率间隔触发主控模块50切换至工作状态，并控制各采集模块40上电进行数据采集工作，第一通讯模块31保持断电状态，各采集模块40上电工作，并重新进行数据采集工作，同时，将当前环境气象数据、水位数据和电量数据反馈至主控模块50，步骤S323、主控模块50按照预设频率以及根据各项数据计算对应的危险因子以及综合危险因子，并对综合危险因子与动态门限值进行比较，从而触发水位监测装置进入深睡眠模式或者浅睡眠模式，同时唤醒后，将获取计算得到的各项数据和比较结果通过第二通讯电路反馈至终端设备，进而调整数据采集频率和数据上传频率，其中，浅睡眠模式下的采集频率和数据上传频率根据时钟信号的发送频率确定。

并且，当从浅睡眠模式再次唤醒后，且检测到当前综合危险因子未达到动态门限值时，则触发水位监测装置进入深睡眠模式，否则，则再次重复进入浅睡眠模式。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的水位监测方法综合采集当前环境的气象数据、水位数据和电池电量数据，并根据各数据对应的危险因子的均值和权重计算当前综合危险因子，以及根据综合危险因子与动态门限值进行比较，同时，调整水位监测装置的工作模式和唤醒模式，进而调整数据采集频率以及数据上报频率，通过对当前环境的提前预测以及电池电量的提前预测，可实现动态调整数据采集频率和无线上报频率，确保数据安全有效的上报，降低电池的损耗，提高水位监测装置的续航能力。

本发明实施例的第二方面提出了一种水位监测装置，如图4所示，水位监测装置包括：

供电电池10；

与供电电池10连接的电源管理模块20，电源管理模块20用于将供电电池10输出的直流电源转换为工作电源，并输出至水位监测装置内的各模块；

通讯模块30；

多个采集模块40，多个采集模块40用于采集当前环境气象数据、水位数据以及供电电池10的电量数据；

与多个采集模块40、通讯模块30和电源管理模块20分别连接的主控模块50，主控模块50用于：

分别计算当前环境气象数据对应的气象危险因子、水位数据的水位危险因子以及点亮数据对应的电量危险因子，并根据气象危险因子、电量危险因子和水位危险因子的均值和权重计算综合危险因子；

将综合危险因子与动态门限值进行比较，并将各项数据以及比较结果通过通讯模块30反馈至终端设备，以及根据比较结果对应触发进入深睡眠模式或者浅睡眠模式，并根据对应唤醒信号唤醒，以调整数据采集频率和数据上报频率。

本实施例中，主控模块50实现危险因子、综合危险因子以及数据上传控制，以及水位监测装置的工作状态的切换控制。

水位监测装置中的多个采集模块40，用于上电后分别采集当前环境气象数据、水位数据和供电电池10的电量数据，其中，环境气象数据包括当前气象数据、未来几小时或者几天的气象数据，例如降雨概率及降雨量大小、降雪概率及降雪量大小、环境温湿度、昼夜温差等影响水位相关的气象数据，水位数据包括当前水位、水位增长速度等水位数据，电池电量数据包括当前电池电量、输出电量速率、总容量等电量数据。

水位监测时，水位监测装置内的各模块上电并初始化，以及通讯模块30接入对应的网络，各采集模块40进行初始数据采集，并反馈当前环境气象数据、水位数据以及供电电池10的电量数据。

主控模块50对当前环境气象数据、水位数据以及供电电池10的电量数据对应的危险因子进行计算，例如根据气象数据中的降雨概率及降雨量大小、降雪概率及降雪量大小、环境温湿度、昼夜温差等各气象数据的权重以及预设公式进行计算，同时，根据计算得到的气象危险因子、水位危险因子以及电量危险因子的均值和权重计算综合危险因子，其中，各危险因子的权重自适应调节或者通过前期数据统计确定。

例如，当供电池的电量处于满电状态且输出电量较小时，此时，对应的电量危险因子权重占比小，气象危险因子或者水位危险因子权重占比更大，同样，如当前气象数据良好，未有暴雨或者暴雪发生，对应的气象危险因子占比小，电量危险因子或者水位危险因子占比大，最终确定输出的综合危险因子对应不同，同时，根据不同环境、不同水域、不同电池类型可动态设置门限值，以动态门限值与综合危险因子进行比较，每次比较后，将比较结果以及采集到的数据、危险因子、综合危险因子反馈至终端设备，以告知终端设备当前水位监测状态以及当前水域的水位状态、所处环境、续航能力等，同时，根据比较结果触发水位监测装置进入不同的睡眠模式，以及采用不同的唤醒方式唤醒数据采集和数据上传工作，例如进入深睡眠模式，并通过外部设备远程唤醒，或者通过内部时钟或者触发器以较大时间间隔唤醒，或者进入浅睡眠模式，通过内部时钟或者触发器以较小时间间隔的频率间隔唤醒。

当综合危险因子未达到动态门限值时，触发水位监测装置进入深睡眠模式，以对水位监测装置内的各功能模块断电控制，同时，主控模块50进入低功耗深睡眠状态，主控模块50根据外部设备的唤醒信号、内部时钟或者触发器唤醒，同时，控制各功能模块上电工作，进行下一次的数据采集、危险因子的计算、综合危险因子的计算及比较，以及对应数据的上传和工作模式的判定切换等工作。

具体地，如图5所示，水位监测装置包括用于接收唤醒信号的第一通讯模块31和用于与终端设备通讯的第二通讯模块32，第一通讯模块31在上电且接收到唤醒信号时触发工作，以及在上电且未接收到唤醒信号时对应切换至低功耗浅睡眠状态；

主控模块50处于深睡眠模式时具体用于：

自身切换至低功耗深睡眠状态并控制第一通讯模块31上电，以及触发各采集模块40断电；

在通过第一通讯模块31接收外部设备的唤醒信号时触发工作，并控制各采集模块40上电工作进行数据采集工作；

再次计算综合危险因子以及确定比较结果，并将各项数据以及比较结果通过第二通讯模块32反馈至终端设备，以及根据比较结果再次选择进入深睡眠模式或者浅睡眠模式，并控制通讯模块30和各采集模块40对应断电或者上电，以调整数据采集频率和数据上报频率。

本实施例中，当水位监测装置进入深睡眠模式时，主控模块50自动进入低功耗深睡眠状态，同时，主控模块50控制各采集模块40断电，各采集模块40处于关闭停止工作状态，通过第一通讯模块31获取外部设备的唤醒信号，当接收到唤醒信号时，主控模块50切换为工作状态，同时，控制对应的电源模块或者开关模块输出工作电源至采集模块40，各采集模块40上电工作，并重新进行数据采集工作，同时，将当前环境气象数据、水位数据和电量数据反馈至主控模块50，以使主控模块50根据各项数据计算对应的危险因子以及综合危险因子，并对综合危险因子与动态门限值进行比较，从而触发水位监测装置进入深睡眠模式或者浅睡眠模式，同时唤醒后，将获取计算得到的各项数据和比较结果通过第二通讯电路反馈至终端设备，进而调整数据采集频率和数据上传频率，其中，深睡眠模式下的采集频率和数据上传频率根据外部唤醒信号的发送频率确定。

并且，当从深睡眠模式再次唤醒后，且检测到当前综合危险因子达到动态门限值时，则触发水位监测装置进入浅睡眠模式，否则，则再次重复进入深睡眠模式。

其中，第一通讯模块31工作于深睡眠模式，用于实现唤醒信号的接收和转发，同时，当自身未接收到唤醒信号时，自动进入低功耗状态。

同时，当水位监测装置进入浅睡眠模式时，选择不同的控制方式实现不同的低功耗目的，具体地，主控模块50处于浅睡眠模式时，自身触发切换至低功耗浅睡眠状态，并触发控制通讯模块30和各采集模块40断电，第一通讯模块31断电，主控模块50通过获取内部时钟信号作为唤醒信号，当接收到内部时钟信号时，按照时钟信号的预设频率间隔触发主控模块50切换至工作状态，并控制各采集模块40上电进行数据采集工作，第一通讯模块31保持断电状态，各采集模块40上电工作，并重新进行数据采集工作，同时，将当前环境气象数据、水位数据和电量数据反馈至主控模块50，以使主控模块50根据各项数据计算对应的危险因子以及综合危险因子，并对综合危险因子与动态门限值进行比较，从而触发水位监测装置进入深睡眠模式或者浅睡眠模式，同时唤醒后，将获取计算得到的各项数据和比较结果通过第二通讯电路反馈至终端设备，进而调整数据采集频率和数据上传频率，其中，浅睡眠模式下的采集频率和数据上传频率根据时钟信号的发送频率确定。

并且，当从浅睡眠模式再次唤醒后，且检测到当前综合危险因子未达到动态门限值时，则触发水位监测装置进入深睡眠模式，否则，则再次重复进入浅睡眠模式。

其中，采集模块40可根据采集数据对应设置，可选地，如图6所示，多个采集模块40分别为：

用于采集当前环境气象数据的GPS模块41，GPS模块41与主控模块50连接，GPS模块41还通过第一开关模块K1与电源管理模块20连接，第一开关模块K1还与主控模块50连接；

用于采集水位数据的雷达传感器42和雷达天线43，雷达传感器42分别与主控模块50和雷达天线43连接，雷达传感器42还通过第二开关模块K2与电源管理模块20连接，第二开关模块K2还与主控模块50连接；

以及采集供电电池10的电量数据的电量采集模块44，电量采集模块44与主控模块50连接。

本实施例中，GPS模块41联网用于上电时，获取当前环境气象数据，包括降雨概率及降雨量大小、降雪概率及降雪量大小、环境温湿度、昼夜温差等各气象数据，并反馈对应数据至主控模块50。

雷达传感器42和雷达天线43用于上电时根据主控模块50的控制信号触发输出雷达信号，以对当前水域进行无接触液位检测，并将检测到的水位数据反馈至主控模块50。

电量采集模块44连接于供电电池10和主控模块50之间，实现对供电电池10的电量采集及反馈，其中，电量采集模块44可采用电流检测电路、电压检测电路、电量量化电路等中的一者或者多者，实现对供电电池10的采集工作。

各开关模块分别与主控模块50连接，根据主控模块50的开关控制信号对应导通或者关断，进而实现对各采集模块40的供电控制，实现睡眠模式和工作模式的切换控制。

同时，第一通讯模块31和第二通讯模块32可采用有线通讯模块和或者无线通讯模块，如图6所示，可选地，第一通讯模块31包括物联网通讯模块311和天线312，物联网通讯模块311通过第三开关模块K3与电源管理模块20连接，第三开关模块K3还与主控模块50连接，物联网通讯模块311分别与天线312和主控模块50连接；

第二通讯模块32包括蓝牙模块，蓝牙模块分别与主控模块50和电源管理模块20连接。

本实施例中，物联网通讯模块311通过天线312与外部设备进行无线连接，并用于在深睡眠模式下接收对应的唤醒信号，具体地，深睡眠模式下，主控模块50控制第三开关模块K3导通，主控模块50自身进入低功耗深睡眠状态，物联网通讯模块311上电，在未接收到唤醒信号时，自身进入低功耗状态，同时，当接收到唤醒信号时，则切换至工作状态，并将唤醒信号反馈至主控模块50，以对各采集模块40的上电控制，以及对应的数据采集、数据上传以及模式切换控制。

蓝牙模块实现与终端设备的无线通讯，并进行数据交互，用户可通过终端设备连接蓝牙模块，来获取水位监测装置的实时采集数据、历史数据、配置参数、在线状态等信息，同时也可以通过终端设备设置相应的配置参数等。

供电电池10可采用干电池或者充电电池，可选地，供电电池10包括充电电池组，充电电池组包括多个串并联连接的单体充电电池。

主控模块50可采用对应的控制器，例如MCU、CPU、单片机等，具体类型不限，可选地，主控模块50包括低功耗MCU，MCU根据当前综合危险因子和动态门限值的比较结果，对应控制各采集模块40、通讯模块30的上电断电控制，以及自身工作状态的切换，进而调整数据采集频率和数据上传频率。

电源管理电路用于实现电源转换，可采用升降压电路、DC/DC转换电路等，具体结构根据各模块所需工作电压具体设置，在此不做具体限制。

可选地，为了增加水位监测装置的续航能力，如图7所示，水位监测装置还包括太阳能电池板60和充电管理模块70；

太阳能电池板60通过充电管理模块70与供电电池10连接；

充电管理模块70，用于将太阳能电池板60输出的电源转换为充电电源至供电电池10，以进行充电储能。

本实施例中，充电管理电路用于实现电池的充电管理，将太阳能电池板60输出的电源转换为对应电压的充电电源，并输出至供电电池10，进行充电储能，提高水位监测装置的续航能力。

可选地，如图8所示，供电电池10和电源管理模块20之间还设置有第四开关模块K4；

第四开关模块K4，受开关触发信号对应导通或者关断，其中，开关触发信号可有主控模块50输出或者通过按键等触发模块输出，例如，主控模块50根据电池电量与预设电量进行比较，当检测到电池电量小于与预设电量时，控制第四开关模块K4关断，进而切断电池的电源输出，防止电池过放导致损坏。

第一开关模块K1、第二开关模块K2、第三开关模块K3和第四开关模块K4可采用具有受控通断的开关电路或者开关元器件，例如继电器、开关管等结构，具体结构不限。

可选地，如图9所示，为了使得各采集模块40获取对应所需电压，水位监测装置还包括多个稳压模块80；

稳压模块80对应连接于开关模块和各采集模块40之间，并将电源管理模块20输出的工作电源稳压输出至对应的采集模块40，其中，稳压模块80可采用对应结构的稳压电路，例如三端稳压器、稳压管等结构，并稳压输出相同或者不同的工作电压至各采集模块40。

同时，水位监测装置内还存在一些外设模块，例如指示灯、蜂鸣器等，外设模块通过对应开关模块与电源管理电路连接，或者通过对应开关模块和稳压模块80与电源管理电路连接，在主控模块50根据比较结果触发进入深睡眠模式或者浅睡眠模式时，主控模块50还通过控制开关模块控制对应外设模块上电或者断电，以进一步减少电池的损耗，实现水位监测装置的低功耗运行。

可选地，如图10所示，为了实现水位监测装置的结构一体化，水位监测装置还包括依次设置的上盖91、第一壳体92、第二壳体93和雷达天线盖94；

太阳能电池板60设置于上盖91上；

充电管理模块70、供电电池10和天线312设置于第一壳体92内；

主控模块50、电源管理模块20、蓝牙模块、物联网通讯模块311、雷达传感器42和GPS模块41均设置于第二壳体93；

雷达天线43设置于雷达天线盖94。

本实施例中，太阳能电池板60固定于上盖91上，并通过对应的电源线或者端口连接充电管理模块70或者对应的PCB板的端口，其中，第一壳体92内设置有第一电路板，充电管理模块70和天线312设置于第一PCB板上，第一PCB板与供电电池10对应连接，第四开关模块K4对应设置于第一PCB板上，天线312转换为PCB天线。

第二壳体93内设置有第二PCB板，主控模块50、电源管理模块20、蓝牙模块、物联网通讯模块311、雷达传感器42和GPS模块41以及对应的开关模块设置于第二PCB板上，并通过连接线或者端口与第二PCB板或者电池连接。

雷达天线43布设于雷达天线盖94，实现雷达信号的聚波以及调整雷达信号的发射角度等功能。

其中，上盖91、第一壳体92、第二壳体93和雷达天线盖94的结构可根据内部模块和电路板的结构对应设置，可为圆柱形、方形圆柱体等结构。

进一步地，为了提高水位监测装置的密闭性和防水性，提高防护等级，可选地，上盖91、第一壳体92、第二壳体93和雷达天线盖94两两部件之间分别通过防水胶密封，太阳能电池板60通过防水胶固定于上盖91上，从而实现水位监测装置的一体化设计、提高防护等级、以及维护便捷性，有效降低设备运行损坏的几率，降低现场的安装维护费用。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。