CN110335446A - 一种自动排水防汛预警方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及排水防汛技术领域，具体公开了一种自动排水防汛预警方法，其中，包括：获取集水井的水位数据以及集水井的水位图像；若集水井的水位数据低于设定水位阈值，则向水泵发送停止排水的控制指令；若集水井的水位数据达到设定水位阈值，则控制水泵排水；若集水井的水位数据高于第一水位阈值，则向上位机发送水位告警信号；若集水井的水位数据高于第二水位阈值，则根据集水井的水位图像计算集水井的水位上升速度；计算集水井的水位溢出电缆沟的时间；将集水井的水位图像以及集水井的水位溢出电缆沟的时间发送至上位机。本发明还公开了一种自动排水防汛预警装置及系统。本发明提供的自动排水防汛预警方法具有灵活且可以远程监控的优势。
Description
技术领域
本发明涉及排水防汛技术领域，尤其涉及一种自动排水防汛预警方法、自动排水防汛预警装置及包括该自动排水防汛预警装置的自动排水防汛预警系统。
背景技术
现有技术中所用抢险排水的多为潜水泵，自身高度至少30~50厘米，必须要在积水漫过水泵后才能启动，意味着正常电缆沟里面正常最低得有30~50厘米的积水。另外，现有的潜水泵的控制基本上通过浮球阀，存在着几个缺点：浮球阀容易被杂物缠绕，抬杆转轴容易被垃圾附着，影响启闭的灵活性，随着水位的变化，启闭频繁，影响水泵的使用寿命；且无法远程监测水位计设备状态，更加无法实现远程人为干预。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种自动排水防汛预警方法、自动排水防汛预警装置及包括该自动排水防汛预警装置的自动排水防汛预警系统，以解决现有技术中的问题。
作为本发明的第一个方面，提供一种自动排水防汛预警方法，其中，所述自动排水防汛预警方法包括：
获取集水井的水位数据以及集水井的水位图像；
将所述集水井的水位数据与设定水位阈值比较；
若所述集水井的水位数据低于所述设定水位阈值，则向水泵发送停止排水的控制指令；
若所述集水井的水位数据达到所述设定水位阈值，则控制水泵排水，并将所述集水井的水位数据与第一水位阈值比较；
若所述集水井的水位数据高于所述第一水位阈值，则向上位机发送水位告警信号，且将所述集水井的水位数据与第二水位阈值进行比较；
若所述集水井的水位数据高于所述第二水位阈值，则根据所述集水井的水位图像计算集水井的水位上升速度；
根据所述集水井的水位上升速度以及电缆沟的高度计算集水井的水位溢出电缆沟的时间；
将所述集水井的水位图像以及集水井的水位溢出电缆沟的时间发送至上位机；
其中，所述预设水位阈值小于所述第一水位阈值，所述第一水位阈值小于所述第二水位阈值。
优选地，所述自动排水防汛预警方法还包括在所述获取集水井的水位数据以及集水井的水位图像的步骤前进行的：
获取水泵的工作电流状态；
判断所述水泵的工作电流状态是否为空载电流或过载电流；
若所述水泵的工作电流状态为空载电流或过载电流，则判断所述空载电流或过载电流的持续时间是否超过预设时间；
若所述空载电流或过载电流的持续时间超过预设时间，则向水泵发送停止工作的控制指令，且向上位机发送空载或者过载告警信息。
作为本发明的第二个方面，提供一种自动排水防汛预警装置，其中，所述自动排水防汛预警装置包括：
第一获取模块，所述第一获取模块用于获取集水井的水位数据以及集水井的水位图像；
第一比较模块，所述第一比较模块用于将所述集水井的水位数据与设定水位阈值比较；
第一发送模块，所述第一发送模块用于若所述集水井的水位数据低于所述设定水位阈值，则向水泵发送停止排水的控制指令；
第二比较模块，所述第二比较模块用于若所述集水井的水位数据达到所述设定水位阈值，则控制水泵排水，并将所述集水井的水位数据与第一水位阈值比较；
第三比较模块，所述第三比较模块用于若所述集水井的水位数据高于所述第一水位阈值，则向上位机发送水位告警信号，且将所述集水井的水位数据与第二水位阈值进行比较；
第一计算模块，所述第一计算模块用于若所述集水井的水位数据高于所述第二水位阈值，则根据所述集水井的水位图像计算集水井的水位上升速度；
第二计算模块，所述第二计算模块用于根据所述集水井的水位上升速度以及电缆沟的高度计算集水井的水位溢出电缆沟的时间；
第二发送模块，所述第三发送模块用于将所述集水井的水位图像以及集水井的水位溢出电缆沟的时间发送至上位机；
其中，所述预设水位阈值小于所述第一水位阈值，所述第一水位阈值小于所述第二水位阈值。
优选地，所述自动排水防汛预警装置还包括：
第二获取模块，所述第二获取模块用于获取水泵的工作电流状态；
第一判断模块，所述判断模块用于判断所述水泵的工作电流状态是否为空载电流或过载电流；
第二判断模块，所述第二判断模块用于若所述水泵的工作电流状态为空载电流或过载电流，则判断所述空载电流或过载电流的持续时间是否超过预设时间；
第三发送模块，所述第四发送模块用于若所述空载电流或过载电流的持续时间超过预设时间，则向水泵发送停止工作的控制指令，且向上位机发送空载或者过载告警信息。
作为本发明的第三个方面，提供一种自动排水防汛预警系统，其中，所述自动排水防汛预警系统包括：水位探测器、图像采集设备、水泵、上位机和前文所述的自动排水防汛预警装置，所述水位探测器、图像采集设备和水泵均与所述自动排水防汛预警装置通信连接，所述自动排水防汛预警装置与所述上位机通信连接；
所述水位探测器用于探测集水井内的水位，并将检测到的集水井的水位数据发送至所述自动排水防汛预警装置；
所述图像采集设备用于实时采集集水井的水位图像，并将采集到的集水井的水位图像发送至所述自动排水防汛预警装置；
所述自动排水防汛预警装置用于对集水井的水位数据以及集水井的水位图像进行处理，并根据处理结果控制水泵的工作或者向上位机发送的预警信息；
所述水泵用于在所述自动排水防汛预警装置的控制下工作；
所述上位机用于显示所述自动排水防汛预警装置发送的预警信息。
优选地，所述水泵的进水端通过进水管连接至集水井，所述水泵的出水端连接出水管，所述水泵能够在所述自动排水防汛预警装置的控制下将集水井内的水通过出水管排出。
优选地，所述自动排水防汛预警系统包括通信模块，所述通信模块与所述自动排水防汛预警装置连接，所述自动排水防汛预警装置通过所述通信模块与所述上位机通信连接。
优选地，所述自动排水防汛预警系统包括设备箱，所述自动排水防汛预警装置、所述水泵和所述通信模块均位于所述设备箱内。
优选地，所述图像采集设备包括红外摄像头。
优选地，所述上位机包括手机。
本发明提供的自动排水防汛预警方法，通过获取集水井的水位数据以及水位图像，并对水位数据及水位图像进行处理后对水泵进行排水控制，且能够向上位机发送预警信息，能够实现自动检测、自动控制以及远程检测的目的，且能够实现自动报警，因此具有检测灵活准确且实时性高的优势。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提供的自动排水防汛预警方法的流程图。
图2为本发明提供的自动排水防汛预警装置的结构框图。
图3为本发明提供的自动排水防汛预警系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
作为本发明的第一个方面，提供一种自动排水防汛预警方法，其中，如图1所示，所述自动排水防汛预警方法包括：
S110、获取集水井的水位数据以及集水井的水位图像；
S120、将所述集水井的水位数据与设定水位阈值比较；
S130、若所述集水井的水位数据低于所述设定水位阈值，则向水泵发送停止排水的控制指令；
S140、若所述集水井的水位数据达到所述设定水位阈值，则控制水泵排水，并将所述集水井的水位数据与第一水位阈值比较；
S150、若所述集水井的水位数据高于所述第一水位阈值，则向上位机发送水位告警信号，且将所述集水井的水位数据与第二水位阈值进行比较；
S160、若所述集水井的水位数据高于所述第二水位阈值，则根据所述集水井的水位图像计算集水井的水位上升速度；
S170、根据所述集水井的水位上升速度以及电缆沟的高度计算集水井的水位溢出电缆沟的时间；
S180、将所述集水井的水位图像以及集水井的水位溢出电缆沟的时间发送至上位机；
其中，所述预设水位阈值小于所述第一水位阈值，所述第一水位阈值小于所述第二水位阈值。
本发明提供的自动排水防汛预警方法，通过获取集水井的水位数据以及水位图像，并对水位数据及水位图像进行处理后对水泵进行排水控制，且能够向上位机发送预警信息，能够实现自动检测、自动控制以及远程检测的目的，且能够实现自动报警，因此具有检测灵活准确且实时性高的优势。
具体地，所述自动排水防汛预警方法还包括在所述获取集水井的水位数据以及集水井的水位图像的步骤前进行的：
获取水泵的工作电流状态；
判断所述水泵的工作电流状态是否为空载电流或过载电流；
若所述水泵的工作电流状态为空载电流或过载电流，则判断所述空载电流或过载电流的持续时间是否超过预设时间；
若所述空载电流或过载电流的持续时间超过预设时间，则向水泵发送停止工作的控制指令，且向上位机发送空载或者过载告警信息。
作为本发明的第二个方面，提供一种自动排水防汛预警装置，其中，如图2所示，所述自动排水防汛预警装置100包括：
第一获取模块110，所述第一获取模块110用于获取集水井的水位数据以及集水井的水位图像；
第一比较模块120，所述第一比较模块120用于将所述集水井的水位数据与设定水位阈值比较；
第一发送模块130，所述第一发送模块130用于若所述集水井的水位数据低于所述设定水位阈值，则向水泵发送停止排水的控制指令；
第二比较模块140，所述第二比较模块140用于若所述集水井的水位数据达到所述设定水位阈值，则控制水泵排水，并将所述集水井的水位数据与第一水位阈值比较；
第三比较模块150，所述第三比较模块150用于若所述集水井的水位数据高于所述第一水位阈值，则向上位机发送水位告警信号，且将所述集水井的水位数据与第二水位阈值进行比较；
第一计算模块160，所述第一计算模块160用于若所述集水井的水位数据高于所述第二水位阈值，则根据所述集水井的水位图像计算集水井的水位上升速度；
第二计算模块170，所述第二计算模块170用于根据所述集水井的水位上升速度以及电缆沟的高度计算集水井的水位溢出电缆沟的时间；
第二发送模块180，所述第二发送模块180用于将所述集水井的水位图像以及集水井的水位溢出电缆沟的时间发送至上位机；
其中，所述预设水位阈值小于所述第一水位阈值，所述第一水位阈值小于所述第二水位阈值。
本发明提供的自动排水防汛预警装置，通过获取集水井的水位数据以及水位图像，并对水位数据及水位图像进行处理后对水泵进行排水控制，且能够向上位机发送预警信息，能够实现自动检测、自动控制以及远程检测的目的，且能够实现自动报警，因此具有检测灵活准确且实时性高的优势。
具体地，所述自动排水防汛预警装置还包括：
第二获取模块，所述第二获取模块用于获取水泵的工作电流状态；
第一判断模块，所述判断模块用于判断所述水泵的工作电流状态是否为空载电流或过载电流；
第二判断模块，所述第二判断模块用于若所述水泵的工作电流状态为空载电流或过载电流，则判断所述空载电流或过载电流的持续时间是否超过预设时间；
第三发送模块，所述第三发送模块用于若所述空载电流或过载电流的持续时间超过预设时间，则向水泵发送停止工作的控制指令，且向上位机发送空载或者过载告警信息。
作为本发明的第三个方面，提供一种自动排水防汛预警系统，其中，如图3所示，所述自动排水防汛预警系统包括：水位探测器200、图像采集设备300、水泵400、上位机和前文所述的自动排水防汛预警装置100，所述水位探测器200、图像采集设备300和水泵400均与所述自动排水防汛预警装置100通信连接，所述自动排水防汛预警装置100与所述上位机通信连接；
所述水位探测器200用于探测集水井内的水位，并将检测到的集水井的水位数据发送至所述自动排水防汛预警装置100；
所述图像采集设备300用于实时采集集水井的水位图像，并将采集到的集水井的水位图像发送至所述自动排水防汛预警装置100；
所述自动排水防汛预警装置100用于对集水井的水位数据以及集水井的水位图像进行处理，并根据处理结果控制水泵的工作或者向上位机发送的预警信息；
所述水泵400用于在所述自动排水防汛预警装置的控制下工作；
所述上位机用于显示所述自动排水防汛预警装置发送的预警信息。
本发明提供的自动排水防汛预警系统，通过获取集水井的水位数据以及水位图像，并对水位数据及水位图像进行处理后对水泵进行排水控制，且能够向上位机发送预警信息，能够实现自动检测、自动控制以及远程检测的目的，且能够实现自动报警，因此具有检测灵活准确且实时性高的优势。
应当理解的是，所述自动排水防汛装置100的具体工作原理可以参照前文的描述，此处不再赘述。
具体地，如图3所示，所述水泵400的进水端通过进水管410连接至集水井500，所述水泵400的出水端连接出水管420，所述水泵400能够在所述自动排水防汛预警装置100的控制下将集水井500内的水通过出水管420排出。
应当理解的是，所述水泵400能够通过进水管410和出水管420将集水井500内溢出的水抽出。
具体地，所述自动排水防汛预警系统包括通信模块600，所述通信模块600与所述自动排水防汛预警装置100连接，所述自动排水防汛预警装置100通过所述通信模块600与所述上位机通信连接。
具体地，所述自动排水防汛预警系统包括设备箱700，所述自动排水防汛预警装置100、所述水泵400和所述通信模块600均位于所述设备箱700内。
优选地，所述图像采集设备300包括红外摄像头。
优选地，所述上位机包括手机。
应当理解的是，所述自动排水防汛预警系统还包括电源模块900，所述电源模块900与所述自动排水防汛预警装置100电连接，所述电源模块900用于为自动排水防汛预警装置100的工作提供电源供应。
下面结合图3对本发明提供的自动排水防汛预警系统的工作原理进行详细描述。
水泵400置于可移动的设备箱700内，一根进水管410和水位探测器200置于电缆沟800最深水处，出水管420引至户外，进出水管为可连接式。最低启动水位为5厘米。水位探测器200探测到水位，数据传输给自动排水防汛预警装置100，自动排水防汛预警装置100判断水位数据上升至设定阈值，发送指令打开水泵电源，自动排水。排水后，水位探测器200探测到水位，数据传输给自动排水防汛预警装置100，自动排水防汛预警装置100判断水位数据下降至设定阈值，发送指令关闭水泵电源，终止排水。水泵开始排水后，当水位还在不断的上升时，上升到第一水位阈值，自动排水防汛预警装置100判断并通过通信模块，向上位机发送一次警戒。上升到第二水位阈值时，红外抓拍器抓拍水位照片，自动排水防汛预警装置100根据水位上升的速度，测算出进水可能会溢出电缆沟的时间，发送照片及预警信息，告知值班人员必须在多长的时间段内，必须赶到现场处置。
应当理解的是，所述设定阈值小于所述第一水位阈值，所述第一水位阈值小于所述第二水位阈值。
自动排水防汛预警装置100还能够获取水泵的电流，自动排水防汛预警装置100设定启动电流、正常工作电流、空载电流，并设定时间阈值。如果检测到过载或空载电流时间超过设定时间阈值，自动关闭水泵并发送过载或者空载信息。手机下载相关APP，一般授权可以观测系统及水位的实时状态，接受警戒信息，高级授权在一般权限的基础上，可以远程修改阈值、远程操控水泵，备用电源在断电或取不到外部电源时供电。移动式不锈钢的设备箱，将上述所有的元器件、设备集中安装。
本发明提供的自动排水防汛预警系统，采用水泵外置，进水管吸水，进水管头体积远小于正常水泵的尺寸，解决了电缆沟内电缆排布纷繁杂乱而无法放置水泵的问题。水泵启动所需积水的高度仅需要3~5厘米，配合电缆沟的小集水井，可以将电缆沟的积水完全抽尽。水泵外置，避免水泵电机意外烧坏引发火灾，影响电缆沟的电缆，造成停电事故。采用智能控制系统，自动控制排水，无需人员值守。采用无线发射接收模块、物联卡，相关值班员手机下载对应的APP，发射模块将水位情况、设备状态实时传送到值班员的手机终端，值班员可以随时远程监控汛情。获得特殊授权的值班员可以通过手机，远程操控水泵。真正地做到防汛智能化。
因此，本发明提供的自动排水防汛预警系统与常用的的水泵抽水方式不同，更为轻便、快捷、安全、可靠。与常规的控制方式截然不同，实现了自动控制、远程监测、远程控制。节省了大量的人力，真正实现智能化、自动化、信息化防汛的目标。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种自动排水防汛预警方法，其特征在于，所述自动排水防汛预警方法包括：
获取集水井的水位数据以及集水井的水位图像；
将所述集水井的水位数据与设定水位阈值比较；
若所述集水井的水位数据低于所述设定水位阈值，则向水泵发送停止排水的控制指令；
若所述集水井的水位数据达到所述设定水位阈值，则控制水泵排水，并将所述集水井的水位数据与第一水位阈值比较；
若所述集水井的水位数据高于所述第一水位阈值，则向上位机发送水位告警信号，且将所述集水井的水位数据与第二水位阈值进行比较；
若所述集水井的水位数据高于所述第二水位阈值，则根据所述集水井的水位图像计算集水井的水位上升速度；
根据所述集水井的水位上升速度以及电缆沟的高度计算集水井的水位溢出电缆沟的时间；
将所述集水井的水位图像以及集水井的水位溢出电缆沟的时间发送至上位机；
其中，所述预设水位阈值小于所述第一水位阈值，所述第一水位阈值小于所述第二水位阈值。
2.根据权利要求1所述的自动排水防汛预警方法，其特征在于，所述自动排水防汛预警方法还包括在所述获取集水井的水位数据以及集水井的水位图像的步骤前进行的：
获取水泵的工作电流状态；
判断所述水泵的工作电流状态是否为空载电流或过载电流；
若所述水泵的工作电流状态为空载电流或过载电流，则判断所述空载电流或过载电流的持续时间是否超过预设时间；
若所述空载电流或过载电流的持续时间超过预设时间，则向水泵发送停止工作的控制指令，且向上位机发送空载或者过载告警信息。
3.一种自动排水防汛预警装置，其特征在于，所述自动排水防汛预警装置包括：
第一获取模块，所述第一获取模块用于获取集水井的水位数据以及集水井的水位图像；
第一比较模块，所述第一比较模块用于将所述集水井的水位数据与设定水位阈值比较；
第一发送模块，所述第一发送模块用于若所述集水井的水位数据低于所述设定水位阈值，则向水泵发送停止排水的控制指令；
第二比较模块，所述第二比较模块用于若所述集水井的水位数据达到所述设定水位阈值，则控制水泵排水，并将所述集水井的水位数据与第一水位阈值比较；
第三比较模块，所述第三比较模块用于若所述集水井的水位数据高于所述第一水位阈值，则向上位机发送水位告警信号，且将所述集水井的水位数据与第二水位阈值进行比较；
第一计算模块，所述第一计算模块用于若所述集水井的水位数据高于所述第二水位阈值，则根据所述集水井的水位图像计算集水井的水位上升速度；
第二计算模块，所述第二计算模块用于根据所述集水井的水位上升速度以及电缆沟的高度计算集水井的水位溢出电缆沟的时间；
第二发送模块，所述第三发送模块用于将所述集水井的水位图像以及集水井的水位溢出电缆沟的时间发送至上位机；
其中，所述预设水位阈值小于所述第一水位阈值，所述第一水位阈值小于所述第二水位阈值。
4.根据权利要求3所述的自动排水防汛预警装置，其特征在于，所述自动排水防汛预警装置还包括：
第二获取模块，所述第二获取模块用于获取水泵的工作电流状态；
第一判断模块，所述判断模块用于判断所述水泵的工作电流状态是否为空载电流或过载电流；
第二判断模块，所述第二判断模块用于若所述水泵的工作电流状态为空载电流或过载电流，则判断所述空载电流或过载电流的持续时间是否超过预设时间；
第三发送模块，所述第四发送模块用于若所述空载电流或过载电流的持续时间超过预设时间，则向水泵发送停止工作的控制指令，且向上位机发送空载或者过载告警信息。
5.一种自动排水防汛预警系统，其特征在于，所述自动排水防汛预警系统包括：水位探测器、图像采集设备、水泵、上位机和权利要求3或4所述的自动排水防汛预警装置，所述水位探测器、图像采集设备和水泵均与所述自动排水防汛预警装置通信连接，所述自动排水防汛预警装置与所述上位机通信连接；
所述水位探测器用于探测集水井内的水位，并将检测到的集水井的水位数据发送至所述自动排水防汛预警装置；
所述图像采集设备用于实时采集集水井的水位图像，并将采集到的集水井的水位图像发送至所述自动排水防汛预警装置；
所述自动排水防汛预警装置用于对集水井的水位数据以及集水井的水位图像进行处理，并根据处理结果控制水泵的工作或者向上位机发送的预警信息；
所述水泵用于在所述自动排水防汛预警装置的控制下工作；
所述上位机用于显示所述自动排水防汛预警装置发送的预警信息。
6.根据权利要求5所述的自动排水防汛预警系统，其特征在于，所述水泵的进水端通过进水管连接至集水井，所述水泵的出水端连接出水管，所述水泵能够在所述自动排水防汛预警装置的控制下将集水井内的水通过出水管排出。
7.根据权利要求5所述的自动排水防汛预警系统，其特征在于，所述自动排水防汛预警系统包括通信模块，所述通信模块与所述自动排水防汛预警装置连接，所述自动排水防汛预警装置通过所述通信模块与所述上位机通信连接。
8.根据权利要求7所述的自动排水防汛预警系统，其特征在于，所述自动排水防汛预警系统包括设备箱，所述自动排水防汛预警装置、所述水泵和所述通信模块均位于所述设备箱内。
9.根据权利要求5所述的自动排水防汛预警系统，其特征在于，所述图像采集设备包括红外摄像头。
10.根据权利要求5所述的自动排水防汛预警系统，其特征在于，所述上位机包括手机。
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