CN111830511A - 一种基于多数据源的城市积水监测系统 - Google Patents

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祝元恺
王硕
申芷瑄
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Abstract

本发明提出了一种基于多数据源的城市积水监测系统，监测模块得到下雨以及该处的积水信息并将该信息发送到单片机，单片机判断此时的水位是否达到预警水位，在达到预警水位后，会通过通讯模块发布积水预警，监测中心获得积水预警的信号后可以通过定位模块得出该位置的积水情况，在获得下雨的消息之前，该系统中各个模块均处于非触发状态，在该状态下各个模块进行低功耗待机，节约能源消耗。其有益效果是：本系统监测结果更全面、准确，同时能够有效降低系统功耗，更加节能。

Description

一种基于多数据源的城市积水监测系统
技术领域
本发明涉及城市积水监测领域，特别是指一种基于多数据源的城市积水监测系统。
背景技术
近年来，由强降雨引起的城市下穿隧道及立交桥下低注处存在大量积水的现象时有发生，且有愈演愈烈的趋势，在我国多雨的城市，积水有时竟然高达一米以上，且长时间不能及时排走。
城市内涝是由于强降水或连续性降水超过城市排水能力致使城市内产生积水灾害的现象。造成内涝的客观原因是降雨强度大，范围集中，降雨时间比较长。主观原因是一些城市排水管网管道老化，排水标准比较低。还有的地方排水设施不健全，不完善，排水系统建设滞后。另外，城市大量的硬质铺装，如柏油路、水泥路面，降雨时水渗透性不好，不容易入渗，加上城市植被稀疏，水塘较少，无法贮存雨水，导致出现“汇水”的现象形成积水。还有城市热岛效应的出现，导致暴雨出现的几率增加，降水集中。中国正处在城市化的高峰期，人口不断向城市集中，城市面积越来越大。原来的河流和湿地都遭到破坏，原来可以渗水的地面都变为不渗水的水泥地。一旦城市遭遇强暴雨袭击，突然倍增的洪水无处可去，于是，道路瞬间成“河流”，广场立即变“湖泊”，建设在河道、湖畔等低洼地带的居民区、工厂等，随之成了泽国。
本项目正是考虑到夏季频发的城市内涝灾害，设计基于多元数据的，针对此城市病的积水监测系统。
在申请号：CN201920197779.9，专利名称为一种地面积水监测系统的专利中，它包括服务器和监测装置，服务器包括通信模块、存储模块、分析控制模块和显示模块，分析控制模块电性双向连接通信模块、存储模块和显示模块，监测装置包括微控制器、超声模块、探针、电源模块和通信模块，微控制器电性输入连接超声模块、探针和电源模块，微控制器电性双向连接通信模块，通信模块电性输入连接电源模块，服务器电性双向连接有通信模块。该方案利用探针用来监测地面是否有降水，利用超声模块来监测降雨积水量，并将数据传输到微控制器进行处理，然后将微控制器用来汇总积水的数据通过通信模块实现远程服务器的数据交换，提高了地面积水监测的及时准确性。该监测系统不适用于大区域范围内的积水监测数据通信，同时具有积水监测的稳定性较差，使用寿命较短，同时监测的信息技术发展较慢等特性。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的问题，提出一种基于多数据源的城市积水监测系统。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于多数据源的城市积水监测系统，包括：积水监测模块、单片机，所述监测模块与所述单片机电连接，所述监测模块具有低功耗待机状态，所述单片机还连接有通讯模块和定位模块。
进一步，在进行低洼处积水监测时，所述监测模块由落雨传感器、接触式水深传感器和超声波传感器组成。
进一步，所述落雨传感器设置在监测装置的顶部；所述接触式水深传感器设置在监测装置的底部，通过平行线线迹测量水深；所述超声波传感器设置在所述监测装置上部的机电盒内，在所述机电盒内还设有所述通讯模块和所述定位模块；在所述监测装置顶部还设有太阳能电池板。
进一步，在桥洞积水监测时，所述监测模块为接触式水深传感器。
进一步，在下水道积水监测时，所述监测模块为流量计，所述流量计安装在下水口处。
本发明的有益效果是：
1.本系统监测结果更全面、准确，同时能够有效降低系统功耗，更加节能；
2.通过下水竖井旁路式流量计事实监测下水道排水数据，与最大排水负荷相比较，较为客观地提供严重积水的前期预警；
3.克服了以前积水监测装置需保持常开状态才能监测，能耗较大的缺点，雨落传感器控制系统在低功耗模式和运行模式间切换。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本装置的结构框图；
图2为监测装置的结构示意图；
图3为低洼处积水监测的原理图；
图4为桥洞积水监测的原理图；
图5为下水口排水量估测的原理图。
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付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。
如图1~图5所示一种基于多数据源的城市积水监测系统，包括：积水监测模块、单片机，监测模块与单片机电连接，监测模块具有低功耗待机状态，单片机还连接有通讯模块和定位模块。
在监测装置1上还设置有显示模块2，用于显示该处的积水状态。
在监测系统在启用时，监测模块得到下雨以及该处的积水信息并将该信息发送到单片机，单片机判断此时的水位是否达到预警水位，在达到预警水位后，会通过通讯模块发布积水预警，监测中心获得积水预警的信号后可以通过定位模块得出该位置的积水情况。
在获得下雨的消息之前，该系统中各个模块均处于非触发状态，在该状态下各个模块进行低功耗待机，节约能源消耗。
在低于预警水位时，监测系统继续监测，其他模块处于非触发状态。
实施例一
在进行低洼处积水监测时，积水监测系统包括，落雨传感器、接触式水深传感器、超声波传感器、单片机、通讯模块和定位模块。
落雨传感器设置在监测装置1的顶部可以监测该地点是否有落雨；接触式水深传感器设置在监测装置1的底部，通过平行线线迹测量水深，在初始安置时设置一定的高度作为预警水位，一旦水深到达预警水位，就会触发报警信号传递给单片机；超声波传感器设置在监测装置1上部的机电盒3内，单片机通过计算无水和有水时的传播时间差来计算水深；接触式水深传感器与超声波传感器二者结合，可以有效准确的检测积水的情况；在机电盒3内还设有通讯模块和定位模块。通讯模块可以将单片机或者的水位信息上传到监测中心，为后续决策提供数据参考，太阳能电池板4可以将部分电力存储在机电盒3内的蓄电池中，并通过蓄电池内各个模块提供电力。
实施例二
在桥洞积水监测时，监测装置1设置在桥洞内，并不需要设置落雨传感器，所以仅设置接触式水深传感器对水位进行监测，其工作过程如上。
实施例三
在下水道积水监测时，监测模块为流量计，在垂直下水口井板旁开一下水口并垂直安放该装置，由于下水口井的直径固定，可通过测量估测管单位时间流量，结合下水道井盖尺寸可估计积水量是否大于下水道井盖排水能力，由于现代城市路面硬化程度高，路面渗水能力较差，道路排水基本依靠下水系统，因而可根据排水系统排水状况来预警积水风险。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于多数据源的城市积水监测系统，其特征在于，包括：积水监测模块、单片机，所述监测模块与所述单片机电连接，所述监测模块具有低功耗待机状态，所述单片机还连接有通讯模块和定位模块。
2.根据权利要求1所述的基于多数据源的城市积水监测系统，其特征在于：在进行低洼处积水监测时，所述监测模块由落雨传感器、接触式水深传感器和超声波传感器组成。
3.根据权利要求2所述的基于多数据源的城市积水监测系统，其特征在于：所述落雨传感器设置在监测装置的顶部；所述接触式水深传感器设置在监测装置的底部，通过平行线线迹测量水深；所述超声波传感器设置在所述监测装置上部的机电盒内，在所述机电盒内还设有所述通讯模块和所述定位模块；在所述监测装置顶部还设有太阳能电池板。
4.根据权利要求1所述的基于多数据源的城市积水监测系统，其特征在于：在桥洞积水监测时，所述监测模块为接触式水深传感器。
5.根据权利要求1所述的基于多数据源的城市积水监测系统，其特征在于：在下水道积水监测时，所述监测模块为流量计，所述流量计安装在下水口处。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113237531A (zh) * 2021-05-08 2021-08-10 中国水利水电科学研究院 一种非接触式城市积水监测筒结构及其方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103872644A (zh) * 2014-03-06 2014-06-18 小米科技有限责任公司 电路保护方法、装置和终端设备
CN205920605U (zh) * 2016-07-14 2017-02-01 山东大学 一种城市暴雨洪水交通安全监测分析预警系统
CN107816977A (zh) * 2017-09-27 2018-03-20 河海大学 一种基于流量分析的城市积水深度记录系统
CN108088533A (zh) * 2018-01-19 2018-05-29 河南理工大学 桥涵洞积水监测与依据车型报警装置
CN108469748A (zh) * 2018-03-28 2018-08-31 北京小米移动软件有限公司 浴盐投放方法、装置及存储介质
CN109598913A (zh) * 2017-09-30 2019-04-09 南京海印通信设备有限公司 一种城市积水实时监测通讯系统
CN109696221A (zh) * 2019-02-01 2019-04-30 浙江大学 一种多传感协同校准的实时路面积水在线监测装置及方法
CN109917725A (zh) * 2019-04-12 2019-06-21 无锡职业技术学院 一种道路路面积水传感报警桩
CN110793574A (zh) * 2019-11-06 2020-02-14 重庆市市政设计研究院 排水管网监测体系

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103872644A (zh) * 2014-03-06 2014-06-18 小米科技有限责任公司 电路保护方法、装置和终端设备
CN205920605U (zh) * 2016-07-14 2017-02-01 山东大学 一种城市暴雨洪水交通安全监测分析预警系统
CN107816977A (zh) * 2017-09-27 2018-03-20 河海大学 一种基于流量分析的城市积水深度记录系统
CN109598913A (zh) * 2017-09-30 2019-04-09 南京海印通信设备有限公司 一种城市积水实时监测通讯系统
CN108088533A (zh) * 2018-01-19 2018-05-29 河南理工大学 桥涵洞积水监测与依据车型报警装置
CN108469748A (zh) * 2018-03-28 2018-08-31 北京小米移动软件有限公司 浴盐投放方法、装置及存储介质
CN109696221A (zh) * 2019-02-01 2019-04-30 浙江大学 一种多传感协同校准的实时路面积水在线监测装置及方法
CN109917725A (zh) * 2019-04-12 2019-06-21 无锡职业技术学院 一种道路路面积水传感报警桩
CN110793574A (zh) * 2019-11-06 2020-02-14 重庆市市政设计研究院 排水管网监测体系

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113237531A (zh) * 2021-05-08 2021-08-10 中国水利水电科学研究院 一种非接触式城市积水监测筒结构及其方法
CN113237531B (zh) * 2021-05-08 2022-07-29 中国水利水电科学研究院 一种非接触式城市积水监测筒结构及其方法

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