CN112258808A - 路面防涉水管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了路面防涉水管理系统及方法，属于路面涉水预警技术领域，要解决的技术问题为如何通过一种设备简单、功耗低且安装方便的系统，进行路面水位监测。系统，包括：水浸传感器，共多个，上述多个水浸传感器设置在路面不同位置，水浸传感器的安装位置对应水位阈值；控制器，为低功耗控制器，每个水浸传感器均与控制器电连接；通信模块，与控制器电连接，用于上传水浸传感器的数据；服务器端，与通信模块连接，用于获取水浸传感器的数据，并根据水浸传感器的数据进行管控并发布积水信息；报警模块，与控制器电连接，用于通过声光报警的方式进行提醒。方法为通过上述系统进行涉水管理。

Description

路面防涉水管理系统及方法

技术领域

本发明涉及路面涉水预警技术领域，具体地说是路面防涉水管理系统及方法。

背景技术

目前国内一些城市排水设施不健全，不完善，排水系统建设滞后，造成很多城市内涝严重。近年来，由强降水引发的道路低洼处、下穿式立交桥和隧道等产生大量积水的现象时有发生，给人们的出行和生活带来很大的不便，严重时会造成人民生命、财产的重大损失。

目前市面上内涝检测系统采用的方案均是基于水位传感器(雷达水位计、压力式水位计或电子水尺等)加遥测终端机的方案。该方案可以精确测量目前的积水水位是多少，但带来的问题是功耗问题及设备固定问题，必须要有供电施工及专业的施工进行设备的固定，导致安装难度大，无法大规模普及。但在实际应用中，对于积水实时水位没有太大的要求，如何通过一种设备简单、功耗低且安装方便的系统，进行路面水位监测，是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足，提供路面防涉水管理系统及方法，来解决如何通过一种设备简单、功耗低且安装方便的系统，进行路面水位监测的问题。

第一方面，本发明提供一种路面防涉水管理系统，包括：

水浸传感器，所述水浸传感器共多个，上述多个水浸传感器设置在路面不同位置，水浸传感器的安装位置对应水位阈值；

控制器，所述控制器为低功耗控制器，每个水浸传感器均与控制器电连接；

通信模块，所述通信模块与控制器电连接，用于上传水浸传感器的数据；

服务器端，所述服务器端与通信模块连接，用于获取水浸传感器的数据，并根据水浸传感器的数据进行管控并发布积水信息；

报警模块，所述报警模块与控制器电连接，用于通过声光报警的方式进行提醒。

作为优选，所述通信模块为NB-IOT通信模块。

作为优选，服务器端用于根据水浸传感器的数据进行管控，包括：

水浸传感器未被路面积水浸水时，所述水浸传感器每隔预定时间发送一次心跳信息，服务器端根据所述心跳信息更新对应水浸传感器的状态，所述水浸传感器与服务器端保持连接状态；

水浸传感器被路面积水浸水时，所述水浸传感器每隔预定时间发送中断信号，服务器端基于所述心跳信息和中断信息发布积水信息。

作为优选，控制器用于调控水浸传感器的数据的上传频率。

作为优选，水浸传感器未被路面积水浸水时，所述控制器每隔预定时间T1向服务器端发送心跳信息；

水浸传感器被路面积水浸水时，所述控制器每隔预定时间T2向服务器端发送中断信号；

所述预定时间T1大于预定时间T2。

作为优选，所述控制器通过其GPIO口与报警模块电连接。

第二方面，本发明提供一种路面防涉水管理方法，通过如第一方面任一项所述的路面防涉水管理系统进行防涉水管理，所述方法为：

通过不同位置的水浸传感器标识不同的水位阈值；

当路面积水达到水位阈值后，通过控制器触发报警模块，进行声光报警；

服务器端根据水浸传感器的数据进行管控并发布积水信息。

作为优选，当路面积水达到水位阈值后，通过控制器触发报警模块，进行声光报警，包括如下步骤：

路面积水未达到水位阈值时，所述水浸传感器发送心跳信号，控制器以预定时间T1向服务器端发送心跳信号；

路面积水达到水位阈值，所述水浸传感器发送中断信号，控制器以预定时间T2向服务器端发送中断信号，并通过其GPIO口触发报警模块，以进行声光报警。

作为优选，服务器端根据水浸传感器的数据进行管控并发布积水信息，包括如下步骤：

水浸传感器未被路面积水浸水时，所述水浸传感器每隔预定时间发送一次心跳信息，服务器端根据所述心跳信息更新对应水浸传感器的状态，所述水浸传感器与服务器端保持连接状态；

水浸传感器被路面积水浸水时，所述水浸传感器每隔预定时间发送中断信号，服务器端基于所述心跳信息和中断信息发布积水信息。

本发明的路面防涉水管理系统及方法具有以下优点：

1、设置由多个水浸传感器，水浸传感器位于不同的安装位置对应不同的水位阈值，产生不同报警信号；

2、水浸传感器位置可调，满足不同的路段安装；

3、低功耗可采用电池供电，数据传输通过NB-IOT方式进行无线传输，方便模块的安装部署；

4、有水浸传感器浸水后，会自动提高数据上报频率，保证积水情况的及时上报，当无水浸传感器浸水后，会自动调低数据上报频率，保证设备的低功耗运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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。

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为实施例1路面防涉水管理系统的结构框图；

图2为短路和过流保护电路的异常处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

需要理解的是，在本发明实施例中的“多个”，是指两个或两个以上。

本发明实施例提供路面防涉水管理系统及方法，用于解决如何通过一种设备简单、功耗低且安装方便的系统，进行路面水位监测的技术问题。

实施例1：

如图1所示，本发明的路面防涉水管理系统，包括水浸传感器、控制器、通信模块、服务器端以及报警模块，水浸传感器共多个，上述多个水浸传感器设置在路面不同位置，水浸传感器的安装位置对应水位阈值；控制器为低功耗控制器，每个水浸传感器均与控制器电连接；通信模块与控制器电连接，用于上传水浸传感器的数据；服务器端与通信模块连接，用于获取水浸传感器的数据，并根据水浸传感器的数据进行管控并发布积水信息；报警模块与控制器电连接，用于通过声光报警的方式进行提醒。

本实施例中，水浸传感器可以根据实际应用情况添加不同数量的水浸传感器，水浸传感器安装到不同的位置以设置不同的水位阈值。

控制器采用低功耗MCU如stm32lxx、MSP430系列等，以便降低功耗。

通信模块为NB-IOT通信模块，负责将水浸传感器的数据上传到服务器端。

当出现超过特定阈值时，报警模块会通过声、光报警的方式进行提醒。

服务器端用于根据水浸传感器的数据进行管控，包括：

水浸传感器未被路面积水浸水时，所述水浸传感器每隔预定时间发送一次心跳信息，服务器端根据所述心跳信息更新对应水浸传感器的状态，所述水浸传感器与服务器端保持连接状态；

水浸传感器被路面积水浸水时，所述水浸传感器每隔预定时间发送中断信号，服务器端基于所述心跳信息和中断信息发布积水信息。

水浸传感器未被路面积水浸水时，所述控制器每隔预定时间T1向服务器端发送心跳信息；

水浸传感器被路面积水浸水时，所述控制器每隔预定时间T2向服务器端发送中断信号；

上述预定时间T1大于预定时间T2。

如图2所示，本系统工作流程为：当设备正常工作时，会每隔10分钟发送一次心跳信息，服务器端会根据心跳信息更新设备状态，从而保持与服务器端的连接状态。当检测到有水浸传感器浸水以后，会将上传频率自动调整，从而及时上传目前的积水情况到服务器端，服务器端可以根据积水情况进行管控或及时发布积水信息，同时检测是否达到了警报的阈值设定，如果达到了警报阈值，则发出声光警报信息。

实施例2：

本发明的一种路面防涉水管理方法，通过实施例1公开的路面防涉水管理系统进行防涉水管理，该方法为：

通过不同位置的水浸传感器标识不同的水位阈值；

当路面积水达到水位阈值后，通过控制器触发报警模块，进行声光报警；

服务器端根据水浸传感器的数据进行管控并发布积水信息。

其中，当路面积水达到水位阈值后，通过控制器触发报警模块，进行声光报警，包括如下步骤：

路面积水未达到水位阈值时，所述水浸传感器发送心跳信号，控制器以预定时间T1向服务器端发送心跳信号；

路面积水达到水位阈值，所述水浸传感器发送中断信号，控制器以预定时间T2向服务器端发送中断信号，并通过其GPIO口触发报警模块，以进行声光报警。

服务器端根据水浸传感器的数据进行管控并发布积水信息，包括如下步骤：

水浸传感器未被路面积水浸水时，所述水浸传感器每隔预定时间发送一次心跳信息，服务器端根据所述心跳信息更新对应水浸传感器的状态，所述水浸传感器与服务器端保持连接状态；

水浸传感器被路面积水浸水时，所述水浸传感器每隔预定时间发送中断信号，服务器端基于所述心跳信息和中断信息发布积水信息。

需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。

以上各实施例中，硬件单元可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件单元可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件单元还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。

上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.路面防涉水管理系统，其特征在于包括：

水浸传感器，所述水浸传感器共多个，上述多个水浸传感器设置在路面不同位置，水浸传感器的安装位置对应水位阈值；

控制器，所述控制器为低功耗控制器，每个水浸传感器均与控制器电连接；

通信模块，所述通信模块与控制器电连接，用于上传水浸传感器的数据；

服务器端，所述服务器端与通信模块连接，用于获取水浸传感器的数据，并根据水浸传感器的数据进行管控并发布积水信息；

报警模块，所述报警模块与控制器电连接，用于通过声光报警的方式进行提醒。

2.根据权利要求1所述的路面防涉水管理系统，其特征在于所述通信模块为NB-IOT通信模块。

3.根据权利要求1所述的路面防涉水管理系统，其特征在于服务器端用于根据水浸传感器的数据进行管控，包括：

水浸传感器未被路面积水浸水时，所述水浸传感器每隔预定时间发送一次心跳信息，服务器端根据所述心跳信息更新对应水浸传感器的状态，所述水浸传感器与服务器端保持连接状态；

水浸传感器被路面积水浸水时，所述水浸传感器每隔预定时间发送中断信号，服务器端基于所述心跳信息和中断信息发布积水信息。

4.根据权利要求3所述的路面防涉水管理系统，其特征在于控制器用于调控水浸传感器的数据的上传频率。

5.根据权利要求3所述的路面防涉水管理系统，其特征在于水浸传感器未被路面积水浸水时，所述控制器每隔预定时间T1向服务器端发送心跳信息；

水浸传感器被路面积水浸水时，所述控制器每隔预定时间T2向服务器端发送中断信号；

所述预定时间T1大于预定时间T2。

6.根据权利要求1所述的路面防涉水管理系统，其特征在于所述控制器通过其GPIO口与报警模块电连接。

7.路面防涉水管理方法，其特征在于通过如权利要求1-6任一项所述的路面防涉水管理系统进行防涉水管理，所述方法为：

通过不同位置的水浸传感器标识不同的水位阈值；

当路面积水达到水位阈值后，通过控制器触发报警模块，进行声光报警；

服务器端根据水浸传感器的数据进行管控并发布积水信息。

8.根据权利要求7所述的路面防涉水管理方法，其特征在于当路面积水达到水位阈值后，通过控制器触发报警模块，进行声光报警，包括如下步骤：

路面积水未达到水位阈值时，所述水浸传感器发送心跳信号，控制器以预定时间T1向服务器端发送心跳信号；

路面积水达到水位阈值，所述水浸传感器发送中断信号，控制器以预定时间T2向服务器端发送中断信号，并通过其GPIO口触发报警模块，以进行声光报警。

9.根据权利要求7所述的路面防涉水管理方法，其特征在于服务器端根据水浸传感器的数据进行管控并发布积水信息，包括如下步骤：

水浸传感器未被路面积水浸水时，所述水浸传感器每隔预定时间发送一次心跳信息，服务器端根据所述心跳信息更新对应水浸传感器的状态，所述水浸传感器与服务器端保持连接状态；

水浸传感器被路面积水浸水时，所述水浸传感器每隔预定时间发送中断信号，服务器端基于所述心跳信息和中断信息发布积水信息。

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