CN114140988A

CN114140988A - 一种基于单片机的智能水情检测预警系统

Info

Publication number: CN114140988A
Application number: CN202111473370.3A
Authority: CN
Inventors: 廖锡略; 陈家勋; 黄耿毓
Original assignee: Shenzhen Yufan Microelectronics Co ltd
Current assignee: Shenzhen Yufan Microelectronics Co ltd
Priority date: 2021-12-06
Filing date: 2021-12-06
Publication date: 2022-03-04
Anticipated expiration: 2041-12-06
Also published as: CN114140988B

Abstract

本发明涉及水情检测预警技术领域，且公开了一种基于单片机的智能水情检测预警系统，包括：水位计信号采集模块、数据对比模块、单片机、数据记录模块、无线匹配模块、无线数据传输模块；水位计信号采集模块，用于采集水位计的发出的数据信号；通过无线匹配模块以及无线数据传输模块的设计，可以在大型湖泊内的水位上涨超过预警值时自动对湖泊沿岸周围的无线网络设备进行自动连接并对其发送水情预警信号，从而可以在水情出现预警的第一时间对沿岸周围的行人以及湖泊周围居住的居民进行预警提示，从而可以使得人们可以及时对即将出现的水情灾害进行预防，避免了水情预警信息传播不及时导致出现严重损害的情况发生。

Description

一种基于单片机的智能水情检测预警系统

技术领域

本发明涉及水情检测预警技术领域，具体为一种基于单片机的智能水情检测预警系统。

背景技术

沿河沿海地区，每年入夏后都会普降大雨，洪水肆虐，随着江河湖泊的水位不断上升，会逐渐威胁到沿边居住的人们，因此当地相关部门都会使用水位监测设备对河湖的水位进行实时监测。现有的河湖水位监测设备一般都是使用常见的浮球水位计对水位进行检测，然后通过水情检测预警系统对水位实况进行监测，当水位到达预警值时，防洪相关机关会接受到预警并发布预警信息对同一地区的人们进行水情预警，但是在实际操作过程中，防洪机关虽然在收到消息时及时地对水情预警信息进行发布，但是对于沿湖周围的游客、居民来说，这样的信息传递方式过慢，人们无法提前做好防洪准备，因此水情检测预警系统在实际应用过程中依旧存在着一定的不足。

所以针对这些问题，我们需要一种基于单片机的智能水情检测预警系统来解决。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于单片机的智能水情检测预警系统，具备在水情预警发出时及时地对沿湖周边的游客以及居民进行水情警示的优点，解决了通过防洪机关进行水情预警信息发布导致沿湖周边的游客以及居民无法提前进行防洪准备的问题。

为实现上述可以在水位计上浮球上升下降过程中自动对导杆表面进行清洁以及可以在水位过高时对监控设备进行防护的目的，本发明提供如下技术方案：一种基于单片机的智能水情检测预警系统，包括：水位计信号采集模块、数据对比模块、单片机、数据记录模块、无线匹配模块、无线数据传输模块；

水位计信号采集模块，用于采集水位计的发出的数据信号；

数据对比模块，用于对采集到的水位计数据与设定值进行对比；

单片机，用于各个模块之间的连接以及对信号的接收以及发出；

数据记录模块，用于对实时水位数据进行记录；

无线匹配模块，用于对周围通讯设备进行主动匹配并发送警报信号；

无线数据传输模块，用于远程信号的传输并控制水情管理部门警报器的启动。

一种基于单片机的智能水情检测预警辅助装置，包括支座、设置在支座底部的导杆、设置在导杆外表面的浮球以及设置在支座顶部的监控器，所述浮球的外部设置有清垢机构，清垢机构包括齿条，齿条的外表面啮合有齿轮，齿轮的外表面设置有转动连接有连杆，连杆的外表面转动连接有活动杆，活动杆的外表面转动连接有短杆，短杆的外表面设置有除垢套，浮球的内部设置有辅助件，齿条设置在支座的底部。

优选的，所述辅助件包括磁条，浮球的内部设置有线圈，除垢套的内部设置有弹簧一，磁条固定连接在活动杆的外表面，磁条的位置、规格均与线圈相匹配，通过磁条间断性进出线圈，使得线圈内部产生感应电流并给弹簧一间断性通电，从而弹簧一可以震动并带动除垢套震动，使得除垢套的除垢效果更好，避免了部分杂质与导杆表面连接紧固导致清理不便的情况发生。

优选的，所述齿轮转动连接在浮球的内侧面，活动杆与浮球的内侧面滑动连接，除垢套活动套接在导杆的外表面，除垢套的形状为锥台状。

优选的，所述清垢机构的数量为两组且分别分布在导杆的左右两端，两个清垢机构中的除垢套分别设置在浮球的上下两端，使得不管浮球向上移动还是向下移动都可以对导杆进行清理。

优选的，所述齿条的外部设置有防护机构，防护机构包括立杆，立杆的顶部设置有防护罩，防护罩的内侧面嵌设有玻璃板，立杆的内部设置有复位件，支座的顶部设置有密封垫支座的内侧面设置有电机，电机的外部设置有线轮，线轮的外表面收卷有拉绳，线轮的外部设置有定位件，支座的内部设置有控制件。

优选的，所述复位件包括卷轮，卷轮的外表面收卷有弹力绳，卷轮的外表面设置有扭簧，卷轮设置在立杆的内部，密封垫的位置、规格均与防护罩相匹配，玻璃板的形状为圆弧状，玻璃板的弧度为270°，使得即使水位上升过高，监控器依旧可以对河流湖泊的情况进行实时监测。

优选的，所述定位件包括电磁铁，电磁铁的外部设置有弹簧二，弹簧二的外部设置有卡杆，卡杆由金属铁材料制成，线轮的外表面设置有定位轮，定位轮的外表面开设有斜面槽，斜面槽的规格与卡杆相匹配。

优选的，所述控制件包括底板，底板的顶部设置有支杆，支杆的顶部设置有导电块，支座的内部设置有与导电块相对应的供电块，导电块与电机耦合，从而可以在水位达到水位计的测量最大值时自动对监控器进行密封防护。

有益效果：

1、该基于单片机的智能水情检测预警系统，通过无线匹配模块以及无线数据传输模块的设计，可以在大型湖泊内的水位上涨超过预警值时自动对湖泊沿岸周围的无线网络设备进行自动连接并对其发送水情预警信号，从而可以在水情出现预警的第一时间对沿岸周围的行人以及湖泊周围居住的居民进行预警提示，从而可以使得人们可以及时对即将出现的水情灾害进行预防，避免了水情预警信息传播不及时导致出现严重损害的情况发生。

2、该基于单片机的智能水情检测预警系统，通过浮球的上下移动带动齿轮上下移动与齿条之间发生相对移动，使得齿轮转动并带动连杆运动，从而活动杆移动带动除垢套上下移动对导杆表面的污垢进行刮除，避免了导杆上污垢积聚较多导致对浮球的自由浮动产生阻碍或是对水位计的正常工作产生阻碍的情况发生，大大提高了水位计在使用过程中的稳定性，使得水位计可以更为精准的对水位进行监测。

3、该基于单片机的智能水情检测预警系统，通过浮球上移与底板接触并带动支杆移动，使得支杆移动带动导电块移动与供电块接触，从而电机启动驱动线轮转动对拉绳进行收卷，从而可以带动防护罩向下移动对监控设备进行封闭防护，避免了水位过高淹没监控设备导致监控设备损坏的情况发生，通过透明玻璃板的设计，使得监控设备可以持续对河流湖泊的情况进行实时监测，从而大大提高了水情检测预警装置的功能性更好。

附图说明

图1为本发明水情检测预警系统工作流程图；

图2为本发明局部剖视结构示意图；

图3为本发明图2中A处放大结构示意图；

图4为本发明图3中B放大结构示意图；

图5为本发明图2中部分结构连接结构示意图；

图6为本发明图5中Ｃ处放大结构示意图。

图中：1、支座；2、导杆；3、浮球；4、监控器；5、清垢机构；51、齿条；52、齿轮；53、连杆；54、活动杆；55、短杆；56、除垢套；57、辅助件；571、磁条；572、线圈；573、弹簧一；6、防护机构；61、立杆；62、防护罩；63、玻璃板；64、密封垫；65、复位件；651、卷轮；652、扭簧；653、弹力绳；66、电机；67、线轮；68、定位件；681、电磁铁；682、弹簧二；683、卡杆；684、定位轮；685、斜面槽；69、控制件；691、底板；692、支杆；693、导电块；694、供电块；610、拉绳。

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。

该基于单片机的智能水情检测预警系统的实施例如下：

请参阅图1－图5，一种基于单片机的智能水情检测预警系统，包括：水位计信号采集模块、数据对比模块、单片机、数据记录模块、无线匹配模块、无线数据传输模块；

水位计信号采集模块，用于采集水位计的发出的数据信号；

数据记录模块，用于对实时水位数据进行记录；

需要说明的是，通过无线匹配模块以及无线数据传输模块的相互配合，可以在湖泊水情预警信号发出时自动将沿湖周边的无线设备与系统进行连接并对其发出水情预警警示，从而可以使得沿湖周边人群可以及时地进行位置转移并做好防洪准备。

也就是说，通过水位计信号采集模块实时对水位计的信息进行收集并通过数据记录模块对采集到的水位值进行实时记录，然后通过数据对比模块对所收集到的水位信息与设定的水位警戒值进行对比，当收集到的水位值超过警戒值时，通过单片机发出发出水情预警信号，同时通过无线匹配模式对沿湖周边的无线设备进行匹配，然后通过无线数据传输模块向连接后的无线设备进行水情预警信号的发送，使得沿湖周边的游客或是周围的居民可以及时地进行位置转移或是提前做好预防措施，从而可以极大程度的降低水灾带来的人员伤亡以及财产损失。

一种基于单片机的智能水情检测预警辅助装置，包括支座1、设置在支座1底部的导杆2、设置在导杆2外表面的浮球3以及设置在支座1顶部的监控器4，浮球3的外部设置有清垢机构5，清垢机构5包括齿条51，齿条51的外表面啮合有齿轮52，齿轮52的外表面设置有转动连接有连杆53，连杆53的外表面转动连接有活动杆54，活动杆54的外表面转动连接有短杆55，短杆55的外表面设置有除垢套56，浮球3的内部设置有辅助件57，齿条51设置在支座1的底部。

辅助件57包括磁条571，浮球3的内部设置有线圈572，除垢套56的内部设置有弹簧一573，磁条571固定连接在活动杆54的外表面，磁条571的位置、规格均与线圈572相匹配。

齿轮52转动连接在浮球3的内侧面，活动杆54与浮球3的内侧面滑动连接，除垢套56活动套接在导杆2的外表面，除垢套56的形状为锥台状。

清垢机构5的数量为两组且分别分布在导杆2的左右两端，两个清垢机构5中的除垢套56分别设置在浮球3的上下两端。

齿条51的外部设置有防护机构6，防护机构6包括立杆61，立杆61的顶部设置有防护罩62，防护罩62的内侧面嵌设有玻璃板63，立杆61的内部设置有复位件65，支座1的顶部设置有密封垫64支座1的内侧面设置有电机66，电机66的外部设置有线轮67，线轮67的外表面收卷有拉绳610，线轮67的外部设置有定位件68，支座1的内部设置有控制件69。

复位件65包括卷轮651，卷轮651的外表面收卷有弹力绳653，卷轮651的外表面设置有扭簧652，卷轮651设置在立杆61的内部，密封垫64的位置、规格均与防护罩62相匹配，玻璃板63的形状为圆弧状。

定位件68包括电磁铁681，电磁铁681的外部设置有弹簧二682，弹簧二682的外部设置有卡杆683，线轮67的外表面设置有定位轮684，定位轮684的外表面开设有斜面槽685，斜面槽685的规格与卡杆683相匹配。

控制件69包括底板691，底板691的顶部设置有支杆692，支杆692的顶部设置有导电块693，支座1的内部设置有与导电块693相对应的供电块694。

工作原理：在工作过程中，当水位上升时，浮球3在浮力作用下会沿着导杆2的表面向上滑动并带动齿轮52向上移动，由于齿条51位置固定，齿轮52在向上移动过程中还会发生转动，齿轮52转动过程中带连杆53运动，连杆53运动过程中会带动活动杆54上下往复移动，活动杆54上下往复运动过程中带动除垢套56上下往复移动，除垢套56在上下移动过程中会对导杆2表面积聚的污垢进行刮除，从而可以防止导杆2表面积聚的污秽过多导致水位计的测量精度降低的情况发生；

活动杆54上下移动过程中还会带动磁条571上下往复移动并不断进出线圈572，从而使得线圈572的内部间断性产生电流并给弹簧一573间断性供电，弹簧一573间断性通电会使其不断收缩复位，从而发生震动并带动除垢套56震动，使得除垢套56在遇到与导杆2表面粘黏紧固的污秽时可以通过震动加快污秽的清除，从而可以将导杆2表面清理干净，使得浮球3的正常升降不会受到影响；

当湖面水位上升至水位计检测的最高点时，湖面的水位过高，可能会将监控器4淹没，此时浮球3随着水面向上移动与底板691接触并带动其向上移动，底板691向上移动带动支杆692向上移动，支杆692向上移动带动导电块693向上移动，导电块693向上移动过程中会与供电块694接触，从而使得导电块693接电并给电机66通电，电机66通电后启动驱动线轮67转动，线轮67转动过程中会对拉绳610进行收卷，使得拉绳610的另一端可以带动防护罩62向下移动与底部密封垫64套接，从而对监控器4进行密封防护，避免了水面过高淹没监控器4导致监控器4损坏的情况发生；同时，防护罩62向下移动过程中还会带动弹力绳653进行拉扯并带动卷轮651转动，卷轮651转动过程中会带动扭簧652转动压缩，从而可以在后续水位下降后方便带动防护罩62移动复位，此外，在斜面槽685与卡杆683之间的相互配合，可以允许线轮67单向转动对拉绳610进行收卷，从而可以防止在扭簧652以及弹力绳653回弹力的作用下出现反向移动复位的情况发生。

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

1.一种基于单片机的智能水情检测预警系统，其特征在于：包括：水位计信号采集模块、数据对比模块、单片机、数据记录模块、无线匹配模块、无线数据传输模块；

水位计信号采集模块，用于采集水位计的发出的数据信号；

数据记录模块，用于对实时水位数据进行记录；

2.根据权利要求1所述的一种基于单片的智能水情检测预警系统，现提出一种用于基于单片机的智能水情检测预警系统设备的辅助装置，包括支座（1）、设置在支座（1）底部的导杆（2）、设置在导杆（2）外表面的浮球（3）以及设置在支座（1）顶部的监控器（4），其特征在于：所述浮球（3）的外部设置有清垢机构（5），清垢机构（5）包括齿条（51），齿条（51）的外表面啮合有齿轮（52），齿轮（52）的外表面设置有转动连接有连杆（53），连杆（53）的外表面转动连接有活动杆（54），活动杆（54）的外表面转动连接有短杆（55），短杆（55）的外表面设置有除垢套（56），浮球（3）的内部设置有辅助件（57），齿条（51）设置在支座（1）的底部。

3.根据权利要求2所述的一种基于单片机的智能水情检测预警辅助装置，其特征在于：所述辅助件（57）包括磁条（571），浮球（3）的内部设置有线圈（572），除垢套（56）的内部设置有弹簧一（573），磁条（571）固定连接在活动杆（54）的外表面，磁条（571）的位置、规格均与线圈（572）相匹配。

4.根据权利要求2所述的一种基于单片机的智能水情检测预警辅助装置，其特征在于：所述齿轮（52）转动连接在浮球（3）的内侧面，活动杆（54）与浮球（3）的内侧面滑动连接，除垢套（56）活动套接在导杆（2）的外表面，除垢套（56）的形状为锥台状。

5.根据权利要求2所述的一种基于单片机的智能水情检测预警辅助装置，其特征在于：所述清垢机构（5）的数量为两组且分别分布在导杆（2）的左右两端，两个清垢机构（5）中的除垢套（56）分别设置在浮球（3）的上下两端。

6.根据权利要求2所述的一种基于单片机的智能水情检测预警辅助装置，其特征在于：所述齿条（51）的外部设置有防护机构（6），防护机构（6）包括立杆（61），立杆（61）的顶部设置有防护罩（62），防护罩（62）的内侧面嵌设有玻璃板（63），立杆（61）的内部设置有复位件（65），支座（1）的顶部设置有密封垫（64）支座（1）的内侧面设置有电机（66），电机（66）的外部设置有线轮（67），线轮（67）的外表面收卷有拉绳（610），线轮（67）的外部设置有定位件（68），支座（1）的内部设置有控制件（69）。

7.根据权利要求5所述的一种基于单片机的智能水情检测预警辅助装置，其特征在于：所述复位件（65）包括卷轮（651），卷轮（651）的外表面收卷有弹力绳（653），卷轮（651）的外表面设置有扭簧（652），卷轮（651）设置在立杆（61）的内部，密封垫（64）的位置、规格均与防护罩（62）相匹配，玻璃板（63）的形状为圆弧状。

8.根据权利要求6所述的一种基于单片机的智能水情检测预警辅助装置，其特征在于：所述定位件（68）包括电磁铁（681），电磁铁（681）的外部设置有弹簧二（682），弹簧二（682）的外部设置有卡杆（683），线轮（67）的外表面设置有定位轮（684），定位轮（684）的外表面开设有斜面槽（685），斜面槽（685）的规格与卡杆（683）相匹配。

9.根据权利要求6所述的一种基于单片机的智能水情检测预警辅助装置，其特征在于：所述控制件（69）包括底板（691），底板（691）的顶部设置有支杆（692），支杆（692）的顶部设置有导电块（693），支座（1）的内部设置有与导电块（693）相对应的供电块（694）。