CN108344466A - 一种基于物联网能耗低的道路积水监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网能耗低的道路积水监测装置,包括箱体,所述箱体内部的底面固定有蓄电池,蓄电池的内壁和隔板的侧面固定连接,隔板位于蓄电池的上方,隔板的上表面从左向右依次固定有PLC控制器、GSM模块、存储器和逆变器,PLC控制器的输入端和蓄电池的输出端电连接,PLC控制器和GSM模块双向电连接,箱体右侧面的下端固定有桶体,行人可以通过刻度判断积水的水位高度,当PLC控制器上自带的时钟显示为晚上时,PLC控制器控制LED灯条工作,便于行人夜间观察刻度;当PLC控制器通过水位检测装置或超声波测距传感器检测到积水的水位高度超过设定值时,PLC控制器控制报警器和扬声器工作,提醒行人禁止涉水通过,保证行人安全。
Description
技术领域
本发明涉及积水监测技术领域,具体为一种基于物联网能耗低的道路积水监测装置。
背景技术
强降雨容易引起的城市下穿隧道及立交桥下低洼处存在大量积水。当积水无法及时排走,此时,由于行人可能对地势情况不了解,从而误入积水,导致人身受到伤害,不仅给人们的出行带来阻碍,还对人们的生命财产安全产生威胁。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷,提供一种基于物联网能耗低的道路积水监测装置,行人可以通过刻度判断积水的水位高度,当PLC控制器上自带的时钟显示为晚上时,PLC控制器控制LED灯条工作,便于行人夜间观察刻度;当PLC控制器通过水位检测装置或超声波测距传感器检测到积水的水位高度超过设定值时,PLC控制器控制报警器和扬声器工作,提醒行人禁止涉水通过,保证行人安全,可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于物联网能耗低的道路积水监测装置,包括箱体,所述箱体内部的底面固定有蓄电池,蓄电池的内壁和隔板的侧面固定连接,隔板位于蓄电池的上方,隔板的上表面从左向右依次固定有PLC控制器、GSM模块、存储器和逆变器,PLC控制器的输入端和蓄电池的输出端电连接,PLC控制器和GSM模块双向电连接,箱体右侧面的下端固定有桶体,桶体的右端开放设置,桶体内部的左侧面设有水位检测装置。
水位检测装置包括橡胶囊,橡胶囊的外侧面和桶体内部的左侧面粘接,橡胶囊的内部固定有气压传感器,气压传感器的输出端和PLC控制器的输入端电连接。
所述箱体的上表面和透明管的下端固定连接,透明管的上端固定有放置筒,放置筒的上端开放设置,且放置筒的上端固定有上盖,放置筒内部的底面通过固定架固定有步进电机,上盖上表面中间位置的通孔中固定有防水轴承,防水轴承的内环和转动杆的侧面固定连接,转动杆的下端和步进电机的输出轴通过联轴器连接,转动杆的上端和太阳能电池板的下表面通过固定架固定连接,太阳能电池板的输出端和逆变器的输入端电连接,逆变器的输出端和蓄电池的输入端电连接,放置筒外侧面的下端固定有侧板,侧板的下表面通过安装架安装有超声波测距传感器,超声波测距传感器的输出端和PLC控制器的输入端电连接,放置筒外侧面的下端固定有太阳位置检测装置。
太阳位置检测装置包括固定板,固定板的侧面和放置筒外侧面的下端固定连接,固定板的上表面固定有十字形固定板,十字形固定板将固定板的上表面分成四个面积相等的安装面,且每个安装面上均通过安装架固定有光照强度传感器,光照强度传感器的输出端和PLC控制器的输入端电连接。
作为本发明的一种优选技术方案,所述太阳能电池板的上端安装有报警器,报警器的输入端和PLC控制器的输出端电连接。
作为本发明的一种优选技术方案,所述上盖的上表面通过固定架固定有扬声器,扬声器的输入端和PLC控制器的输出端电连接。
作为本发明的一种优选技术方案,所述透明管的外侧面套接有圆环,圆环的内壁固定有毛刷。
作为本发明的一种优选技术方案,所述透明管的外侧面固定有刻度,刻度沿竖直方向等间距分布。
作为本发明的一种优选技术方案,所述透明管内部的底面固定有LED灯条,LED灯条的输入端和PLC控制器的输出端电连接。
作为本发明的一种优选技术方案,所述桶体的内壁上固定有温度传感器和电加热片,温度传感器的输出端和PLC控制器的输入端电连接,PLC控制器的输出端和电加热片的输入端电连接。
作为本发明的一种优选技术方案,所述桶体的内壁由内向外依次固定有细滤网和粗滤网,细滤网位于温度传感器、电加热片和水位检测装置的外侧。
作为本发明的一种优选技术方案,所述箱体四个周侧面的下端均固定有固定耳,固定耳的上表面开设有固定孔。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本基于物联网能耗低的道路积水监测装置,智能化程度高,维护简单,自带太阳能电池板进行充电,保证本装置在无人参与的情况下长时间自动工;PLC控制器通过GSM模块和外部控制端通信,保证信息的无线通讯,无需对现有通信线缆进行任何操作,安装方便,提高了工人的安装效率。
2):PLC控制器通过分析四个光照强度传感器接受的光照强度从而判断太阳的角度,PLC控制器控制步进电机工作,步进电机的输出轴通过转动杆带动太阳能电池板旋转设定角度,使得太阳能电池板始终面向太阳,保证太阳能电池板的工作效率,保证本基于物联网能耗低的道路积水监测装置上时间运行。
3):行人可以通过刻度判断积水的水位高度,当PLC控制器上自带的时钟显示为晚上时,PLC控制器控制LED灯条工作,便于行人夜间观察刻度,刻度便于行人了解积水水深;工人巡检时上下移动圆环,圆环带动毛刷对透明管的外侧面进行擦拭,保证透明管外侧面的刻度露出,提高工人的巡检效率。
4):当道路积水时,积水由粗滤网和细滤网进入到桶体内,橡胶囊受到挤压使得橡胶囊中的气压改变,PLC控制器通过气压传感器检测橡胶囊中的气压从而得到积水液位深度,橡胶囊防止积水侵蚀气压传感器,橡胶囊提高了气压传感器的使用寿命;当天气严寒,PLC控制器通过温度传感器检测到桶体内的温度低于零摄氏度,PLC控制器控制电加热片工作,防止水位检测装置损坏。
5):当PLC控制器通过水位检测装置或超声波测距传感器检测积水的水位高度,提高本基于物联网能耗低的道路积水监测装置的容差率;当PLC控制器通过水位检测装置或超声波测距传感器检测到积水的水位高度超过设定值时,PLC控制器控制报警器和扬声器工作,提醒行人禁止涉水通过,保证行人安全。
附图说明
图1为本发明主视局部剖面结构示意图;
图2为本发明A处结构放大示意图;
图3为本发明桶体剖面结构示意图。
图中:1固定耳、2PLC控制器、3GSM模块、4存储器、5水位检测装置、51橡胶囊、52气压传感器、6太阳位置检测装置、61固定板、62光照强度传感器、63十字形固定板、7防水轴承、8步进电机、9侧板、10超声波测距传感器、11桶体、12蓄电池、13隔板、14箱体、15LED灯条、16透明管、17刻度、18放置筒、19上盖、20太阳能电池板、21报警器、22温度传感器、23电加热片、24逆变器、25细滤网、26粗滤网、27毛刷、28圆环、29扬声器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3,本发明提供一种技术方案:一种基于物联网能耗低的道路积水监测装置,包括箱体14,箱体14内部的底面固定有蓄电池12,蓄电池12的内壁和隔板13的侧面固定连接,隔板13位于蓄电池12的上方,隔板13的上表面从左向右依次固定有PLC控制器2、GSM模块3、存储器4和逆变器24,PLC控制器2的输入端和蓄电池12的输出端电连接,PLC控制器2和GSM模块3双向电连接,PLC控制器2通过GSM模块3和外部控制端通信,箱体14四个周侧面的下端均固定有固定耳1,固定耳1的上表面开设有固定孔,外部螺栓穿过固定耳1上的固定孔从而将箱体14固定在固定基座上,箱体14右侧面的下端固定有桶体11,桶体11的右端开放设置,桶体11内部的左侧面设有水位检测装置5。
水位检测装置5包括橡胶囊51,橡胶囊51的外侧面和桶体11内部的左侧面粘接,橡胶囊51的内部固定有气压传感器52,桶体11的内壁上固定有温度传感器22和电加热片23,桶体11的内壁由内向外依次固定有细滤网25和粗滤网26,细滤网25位于温度传感器22、电加热片23和水位检测装置5的外侧,温度传感器22的输出端和PLC控制器2的输入端电连接,PLC控制器2的输出端和电加热片23的输入端电连接,细滤网25和粗滤网26防止杂物进入到桶体11的内部,气压传感器52的输出端和PLC控制器2的输入端电连接,当道路积水时,积水由粗滤网26和细滤网25进入到桶体11内,橡胶囊51受到挤压使得橡胶囊51中的气压改变,PLC控制器2通过气压传感器52检测橡胶囊51中的气压从而得到积水液位深度,橡胶囊51防止积水侵蚀气压传感器52,橡胶囊51提高了气压传感器52的使用寿命;当天气严寒,PLC控制器2通过温度传感器22检测到桶体11内的温度低于零摄氏度,PLC控制器2控制电加热片23工作,防止水位检测装置5损坏。
箱体14的上表面和透明管15的下端固定连接,透明管15的上端固定有放置筒18,透明管16的外侧面套接有圆环28,圆环28的内壁固定有毛刷27,透明管15的外侧面固定有刻度17,刻度17沿竖直方向等间距分布,透明管17内部的底面固定有LED灯条15,LED灯条15的输入端和PLC控制器2的输出端电连接,行人可以通过刻度17判断积水的水位高度,当PLC控制器2上自带的时钟显示为晚上时,PLC控制器2控制LED灯条15工作,便于行人夜间观察刻度17,刻度17便于行人了解积水水深;工人巡检时上下移动圆环28,圆环28带动毛刷27对透明管16的外侧面进行擦拭,保证透明管16外侧面的刻度17露出,提高工人的巡检效率。
放置筒18的上端开放设置,且放置筒18的上端固定有上盖19,放置筒18内部的底面通过固定架固定有步进电机8,上盖19上表面中间位置的通孔中固定有防水轴承7,防水轴承7的内环和转动杆的侧面固定连接,转动杆的下端和步进电机8的输出轴通过联轴器连接,转动杆的上端和太阳能电池板20的下表面通过固定架固定连接,太阳能电池板20的上端安装有报警器21,报警器21的输入端和PLC控制器2的输出端电连接,太阳能电池板20的输出端和逆变器24的输入端电连接,逆变器24的输出端和蓄电池12的输入端电连接,放置筒18外侧面的下端固定有侧板9,侧板9的下表面通过安装架安装有超声波测距传感器10,超声波测距传感器10的输出端和PLC控制器2的输入端电连接,上盖19的上表面通过固定架固定有扬声器29,扬声器29的输入端和PLC控制器2的输出端电连接,放置筒8外侧面的下端固定有太阳位置检测装置6。
当PLC控制器2通过水位检测装置5或超声波测距传感器10检测积水的水位高度,提高本基于物联网能耗低的道路积水监测装置的容差率;当PLC控制器2通过水位检测装置5或超声波测距传感器10检测到积水的水位高度超过设定值时,PLC控制器2控制报警器21和扬声器29工作,提醒行人禁止涉水通过,保证行人安全。
太阳位置检测装置6包括固定板61,固定板61的侧面和放置筒18外侧面的下端固定连接,固定板61的上表面固定有十字形固定板63,十字形固定板63将固定板61的上表面分成四个面积相等的安装面,且每个安装面上均通过安装架固定有光照强度传感器62,光照强度传感器62的输出端和PLC控制器2的输入端电连接,PLC控制器2通过分析四个光照强度传感器62接受的光照强度从而判断太阳的角度,PLC控制器2控制步进电机8工作,步进电机8的输出轴通过转动杆带动太阳能电池板20旋转设定角度,使得太阳能电池板20始终面向太阳,保证太阳能电池板20的工作效率,保证本基于物联网能耗低的道路积水监测装置上时间运行。
本基于物联网能耗低的道路积水监测装置智能化程度高,维护简单,自带太阳能电池板20进行充电,保证本装置在无人参与的情况下长时间自动工;PLC控制器2通过GSM模块3和外部控制端通信,保证信息的无线通讯,无需对现有通信线缆进行任何操作,安装方便,提高了工人的安装效率。
PLC控制器2控制步进电机8、LED灯条15、电加热片23和扬声器29均为现有技术中常用的手段。
在使用时:PLC控制器2通过GSM模块3和外部控制端通信,外部螺栓穿过固定耳1上的固定孔从而将箱体14固定在固定基座上;当道路积水时,积水漫过箱体14,积水由粗滤网26和细滤网25进入到桶体11内,橡胶囊51受到挤压使得橡胶囊51中的气压改变,PLC控制器2通过气压传感器52检测橡胶囊51中的气压从而得到积水液位深度;当天气严寒,PLC控制器2通过温度传感器22检测到桶体11内的温度低于零摄氏度,PLC控制器2控制电加热片23工作,防止桶体11内的水结冰造成水位检测装置5损坏。
行人可以通过刻度17判断积水的水位高度,当PLC控制器2上自带的时钟显示为晚上时,PLC控制器2控制LED灯条15工作,便于行人夜间观察刻度17;PLC控制器2通过超声波测距传感器10检测水的水位高度;PLC控制器2分析四个光照强度传感器62接受的光照强度从而判断太阳的角度,PLC控制器2控制步进电机8工作,步进电机8的输出轴通过转动杆带动太阳能电池板20旋转一定角度,太阳能电池板20将太阳能转换成电能并经逆变器24传输到蓄电池12中存储。
当PLC控制器2通过水位检测装置5或超声波测距传感器10检测积水的水位高度,提高本基于物联网能耗低的道路积水监测装置的容差率;当PLC控制器2通过水位检测装置5或超声波测距传感器10检测到积水的水位高度超过设定值时,PLC控制器2控制报警器21和扬声器29工作,提醒行人禁止涉水通过。
本发明,1):本基于物联网能耗低的道路积水监测装置智能化程度高,维护简单,自带太阳能电池板20进行充电,保证本装置在无人参与的情况下长时间自动工;PLC控制器2通过GSM模块3和外部控制端通信,保证信息的无线通讯,无需对现有通信线缆进行任何操作,安装方便,提高了工人的安装效率。
2):PLC控制器2通过分析四个光照强度传感器62接受的光照强度从而判断太阳的角度,PLC控制器2控制步进电机8工作,步进电机8的输出轴通过转动杆带动太阳能电池板20旋转设定角度,使得太阳能电池板20始终面向太阳,保证太阳能电池板20的工作效率,保证本基于物联网能耗低的道路积水监测装置上时间运行。
3):行人可以通过刻度17判断积水的水位高度,当PLC控制器2上自带的时钟显示为晚上时,PLC控制器2控制LED灯条15工作,便于行人夜间观察刻度17,刻度17便于行人了解积水水深;工人巡检时上下移动圆环28,圆环28带动毛刷27对透明管16的外侧面进行擦拭,保证透明管16外侧面的刻度17露出,提高工人的巡检效率。
4):当道路积水时,积水由粗滤网26和细滤网25进入到桶体11内,橡胶囊51受到挤压使得橡胶囊51中的气压改变,PLC控制器2通过气压传感器52检测橡胶囊51中的气压从而得到积水液位深度,橡胶囊51防止积水侵蚀气压传感器52,橡胶囊51提高了气压传感器52的使用寿命;当天气严寒,PLC控制器2通过温度传感器22检测到桶体11内的温度低于零摄氏度,PLC控制器2控制电加热片23工作,防止水位检测装置5损坏。
5):当PLC控制器2通过水位检测装置5或超声波测距传感器10检测积水的水位高度,提高本基于物联网能耗低的道路积水监测装置的容差率;当PLC控制器2通过水位检测装置5或超声波测距传感器10检测到积水的水位高度超过设定值时,PLC控制器2控制报警器21和扬声器29工作,提醒行人禁止涉水通过,保证行人安全。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种基于物联网能耗低的道路积水监测装置,包括箱体(14),其特征在于:所述箱体(14)内部的底面固定有蓄电池(12),蓄电池(12)的内壁和隔板(13)的侧面固定连接,隔板(13)位于蓄电池(12)的上方,隔板(13)的上表面从左向右依次固定有PLC控制器(2)、GSM模块(3)、存储器(4)和逆变器(24),PLC控制器(2)的输入端和蓄电池(12)的输出端电连接,PLC控制器(2)和GSM模块(3)双向电连接,箱体(14)右侧面的下端固定有桶体(11),桶体(11)的右端开放设置,桶体(11)内部的左侧面设有水位检测装置(5);
水位检测装置(5)包括橡胶囊(51),橡胶囊(51)的外侧面和桶体(11)内部的左侧面粘接,橡胶囊(51)的内部固定有气压传感器(52),气压传感器(52)的输出端和PLC控制器(2)的输入端电连接;
所述箱体(14)的上表面和透明管(15)的下端固定连接,透明管(15)的上端固定有放置筒(18),放置筒(18)的上端开放设置,且放置筒(18)的上端固定有上盖(19),放置筒(18)内部的底面通过固定架固定有步进电机(8),上盖(19)上表面中间位置的通孔中固定有防水轴承(7),防水轴承(7)的内环和转动杆的侧面固定连接,转动杆的下端和步进电机(8)的输出轴通过联轴器连接,转动杆的上端和太阳能电池板(20)的下表面通过固定架固定连接,太阳能电池板(20)的输出端和逆变器(24)的输入端电连接,逆变器(24)的输出端和蓄电池(12)的输入端电连接,放置筒(18)外侧面的下端固定有侧板(9),侧板(9)的下表面通过安装架安装有超声波测距传感器(10),超声波测距传感器(10)的输出端和PLC控制器(2)的输入端电连接,放置筒(8)外侧面的下端固定有太阳位置检测装置(6);
太阳位置检测装置(6)包括固定板(61),固定板(61)的侧面和放置筒(18)外侧面的下端固定连接,固定板(61)的上表面固定有十字形固定板(63),十字形固定板(63)将固定板(61)的上表面分成四个面积相等的安装面,且每个安装面上均通过安装架固定有光照强度传感器(62),光照强度传感器(62)的输出端和PLC控制器(2)的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网能耗低的道路积水监测装置,其特征在于:所述太阳能电池板(20)的上端安装有报警器(21),报警器(21)的输入端和PLC控制器(2)的输出端电连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网能耗低的道路积水监测装置,其特征在于:所述上盖(19)的上表面通过固定架固定有扬声器(29),扬声器(29)的输入端和PLC控制器(2)的输出端电连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网能耗低的道路积水监测装置,其特征在于:所述透明管(16)的外侧面套接有圆环(28),圆环(28)的内壁固定有毛刷(27)。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网能耗低的道路积水监测装置,其特征在于:所述透明管(15)的外侧面固定有刻度(17),刻度(17)沿竖直方向等间距分布。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网能耗低的道路积水监测装置,其特征在于:所述透明管(17)内部的底面固定有LED灯条(15),LED灯条(15)的输入端和PLC控制器(2)的输出端电连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网能耗低的道路积水监测装置,其特征在于:所述桶体(11)的内壁上固定有温度传感器(22)和电加热片(23),温度传感器(22)的输出端和PLC控制器(2)的输入端电连接,PLC控制器(2)的输出端和电加热片(23)的输入端电连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网能耗低的道路积水监测装置,其特征在于:所述桶体(11)的内壁由内向外依次固定有细滤网(25)和粗滤网(26),细滤网(25)位于温度传感器(22)、电加热片(23)和水位检测装置(5)的外侧。
9.根据权利要求1所述的一种基于物联网能耗低的道路积水监测装置,其特征在于:所述箱体(14)四个周侧面的下端均固定有固定耳(1),固定耳(1)的上表面开设有固定孔。
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