CN115440012A - 一种储水量监测预警方法 - Google Patents

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Abstract

一种储水量监测预警方法，应用于储水量监测预警系统，所述储水量监测预警系统包括控制器、电源、太阳能板、温度传感器和监测线缆，控制器设有近距通信模块和无线通信模块，监测线缆从上向下依次设有第一水位传感器、第二水位传感器和基准水位传感器，太阳能板用于向电源充电，电源用于向控制器、温度传感器和监测线缆进行供电。上述方案的监测线缆能够直接插接至现有储水桶的内侧，安装简单方便；同时由于第一水位传感器、第二水位传感器和基准水位传感器的设置，实现了对储水桶内的不同水位或不同情况的检测；此外通过温度传感器的设置，实现了对储水桶周围的环境温度的检测，实现了对储水桶周围的关键位置的更好的火灾预防效果。

Description

一种储水量监测预警方法
技术领域
本发明涉及户外消防的技术领域，具体涉及一种储水量监测预警方法。
背景技术
火灾是森林最危险的敌人，也是林业最可怕的灾害，它会给森林带来最具有毁灭性的后果。森林火灾不但烧毁成片的森林，伤害林内的动物，而且还降低森林的治理能力，引起土壤的贫瘠并破坏森林涵养水源，严重时甚至会造成区域生态环境失去平衡。
针对森林火灾目前仍以预防为主，巡防人员通常会选定森林的几处关键位置摆放消防储水桶，并组织定期巡检，从而能够防范于未然。然而，由于森林环境复杂难以通行，特别是山区丘陵地带的森林地势崎岖，导致巡防人员每次巡检都较为费时费力，不利于实现对区域内的所有储水桶的情况的准确监控。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够对森林中储水桶的情况进行有效监控，且准确性好的储水量监测预警方法。
为解决上述问题，本发明提供一种储水量监测预警方法，应用于储水量监测预警系统，所述储水量监测预警系统包括控制器、电源、太阳能板、用于安装于储水桶外侧的温度传感器和用于插入储水桶内侧的监测线缆，所述控制器设有近距通信模块和无线通信模块，所述监测线缆从上向下依次设有第一水位传感器、第二水位传感器和基准水位传感器，所述太阳能板用于向电源充电，所述电源用于向控制器、温度传感器和监测线缆进行供电，所述温度传感器和监测线缆均电连接至所述控制器；
具体包括如下步骤：
所述第一水位传感器和基准水位传感器检测储水桶内部的水位，若所述控制器同时收到所述第一水位传感器和基准水位传感器的有效水位信号则判定储水桶为高水位，否则控制器即判定储水桶为预警水位；
当控制器判定储水桶为预警水位时，所述第二水位传感器和基准水位传感器检测储水桶内部的水位，若所述控制器同时收到所述基准水位传感器和第二水位传感器的有效水位信号则保持判定储水桶为预警水位，否则控制器即判定储水桶为报警水位；
当控制器判定储水桶为报警水位时，控制器通过无线通信模块向服务器发送缺水信号，服务器通知巡防人员对相应的储水桶加水，且当所述基准水位传感器未检测到有效水位信号时，所述控制器通过无线通信模块向服务器发送停用信号；
所述温度传感器检测储水桶周围的环境温度，所述控制器收到温度传感器的温度信号高于温度预设值时通过无线通信模块向服务器发送温度异常信号，服务器通知巡防人员到相应的储水桶位置进行巡检，所述近距通信模块收到巡防人员的移动设备的巡检打卡信号后，控制器停止发送温度异常信号。
与现有技术相比，上述方案的监测线缆能够直接插接至任意的现有储水桶的内侧，安装简单方便；同时由于监测线缆上的第一水位传感器、第二水位传感器和基准水位传感器的设置，其中第一水位传感器和基准水位传感器协同检测高水位，第二水位传感器和基准水位传感器协同检测预警水位，而基准水位传感器则作为停用信号的检测依据，从而实现了对储水桶内的不同水位或不同情况的检测，与现有技术相比避免了水位传感器被误触发的问题，检测结果更为稳定可靠；此外，上述方案还通过温度传感器的设置，实现了对储水桶周围的环境温度的检测，从而巡防人员可以在服务器收到温度异常信号后立即安排巡检，实现对储水桶周围的关键位置的更好的火灾预防效果。
作为优选的，所述控制器设有电量监测模块，所述电量监测模块用于检测电源的电量，所述电量监测模块检测到电源的电量充满时控制太阳能板停止向电源充电，从而有利于巡防人员了解电源的电量状况，且避免电源过充损坏。
作为优选的，所述电量监测模块检测到电源的电量小于电量预设值时，所述温度传感器、第一水位传感器和基准水位传感器均改为关闭状态，所述第二水位传感器则按预设频次进行水位检测：若第二水位传感器检测到有效水位信号，则控制器判断储水桶为预警水位；若第二水位传感器未检测到有效水位信号，则所述温度传感器恢复开启状态，且所述控制器收到温度传感器的温度信号高于温度预设值时通过无线通信模块向服务器发送温度异常信号，从而在保证对储水桶的水位或温度的监测效果的同时降低整体的耗电量。
作为优选的，所述服务器每日联网查询储水桶所在地的当日最高气温T，并以T+n作为温度预设值通过无线通信模块输入至控制器，其中n为大于0的自然数，从而使得控制器的温度预设值能够随着当日最高气温而自动变更，并且巡防人员可以根据不同的季节或海拔而设置不同的n值，适用性更好。
作为优选的，所述监测线缆的底部套设有储水盒，所述储水盒由密度大于水的材料制成，所述基准水位传感器位于所述储水盒的内部的下部，所述储水盒的上部设有导流通孔，所述导流通孔的直径小于10mm，由于导流通孔的蒸发面积小，因此若储水盒内的水也蒸发完了，则代表储水桶内的水已经干涸较长时间了，则该处储水桶视为停用状态。
作为优选的，所述导流通孔的靠近储水盒外侧的孔径大于靠近储水盒内侧的孔径，从而进一步降低储水盒内的水的蒸发速度。
附图说明
图1为一种储水量监测预警方法的储水量监测预警系统的示意图；
图2为一种储水量监测预警方法的储水量监测预警系统增设储水盒后的示意图；
图3为一种储水量监测预警方法的储水盒的横截面示意图。
附图标记说明，
1、储水桶；2、控制器；3、监测线缆；310、第一水位传感器；320、第二水位传感器；330、基准水位传感器；340、储水盒；341、导流通孔；4、温度传感器；5、电源；6、太阳能板。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。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。另外需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
请参阅图1，本发明的实施例提供的一种储水量监测预警方法，应用于储水量监测预警系统，所述储水量检测预警系统包括控制器2、电源5、太阳能板6、用于安装于储水桶1外侧的温度传感器4和用于插入储水桶1内侧的监测线缆3，控制器2设有近距通信模块和无线通信模块，监测线缆3从上向下依次设有第一水位传感器310、第二水位传感器320和基准水位传感器330，太阳能板6用于向电源5充电，电源5用于向控制器2、温度传感器4和监测线缆3进行供电，所述温度传感器4和监测线缆3均电连接至所述控制器2；
具体包括如下步骤：
首先由第一水位传感器310和基准水位传感器330检测储水桶1内部的水位并将相应的水位信号传递至控制器2；应当说明，若第一水位传感器310能检测到水，则传递有效水位信号，若第一水位传感器310无法检测到水，则传递无效水位信号，第二水位传感器320和基准水位传感器330同理。
若控制器2同时收到第一水位传感器310和基准水位传感器330的有效水位信号则判定储水桶1为高水位，否则控制器2即判定储水桶1为预警水位；
当控制器2判定储水桶1为预警水位时，第二水位传感器320和基准水位传感器330检测储水桶1内部的水位，若控制器2同时收到基准水位传感器330和第二水位传感器320的有效水位信号则保持判定储水桶1为预警水位，否则控制器2即判定储水桶1为报警水位；
当控制器2判定储水桶1为报警水位时，控制器2通过无线通信模块向服务器发送缺水信号，服务器通知巡防人员对相应的储水桶1加水，且当基准水位传感器330未检测到有效水位信号时，控制器2通过无线通信模块向服务器发送停用信号；
温度传感器4检测储水桶1周围的环境温度，控制器2收到温度传感器4的温度信号高于温度预设值时通过无线通信模块向服务器发送温度异常信号，服务器通知巡防人员到相应的储水桶1位置进行巡检，近距通信模块收到巡防人员的移动设备的巡检打卡信号后，控制器2停止发送温度异常信号。
与现有技术相比，上述方案的监测线缆3能够直接插接至任意的现有储水桶1的内侧，安装简单方便；同时由于监测线缆3上的第一水位传感器310、第二水位传感器320和基准水位传感器330的设置，其中第一水位传感器310和基准水位传感器330协同检测高水位，第二水位传感器320和基准水位传感器330协同检测预警水位，而基准水位传感器330则作为停用信号的检测依据，从而实现了对储水桶1内的不同水位或不同情况的检测，与现有技术相比避免了水位传感器被误触发的问题，检测结果更为稳定可靠；此外，上述方案还通过温度传感器4的设置，实现了对储水桶1周围的环境温度的检测，从而巡防人员可以在服务器收到温度异常信号后立即安排巡检，实现对储水桶1周围的关键位置的更好的火灾预防效果。
具体的，上述方案中控制器2优选为带有多个引脚的单片机，监测线缆3由柔性可弯曲的导电材料制成，且监测线缆3的表面覆盖有绝缘密封层；第一水位传感器310、第二水位传感器320、基准水位传感器330分别通过监测线缆3而电连接至控制器2的引脚；温度传感器4电连接至控制器2的引脚。为使说明更为具体，第一水位传感器310、第二水位传感器320和基准水位传感器330检测到有效水位信号时输出1，未检测到有效水位信号时输出0。
控制器2同时收到第一水位传感器310和基准水位传感器330均输出1时，则判定储水桶1为高水位，否则控制器2即判定储水桶1为预警水位；
当控制器2判定储水桶1为预警水位时，若控制器2同时收到基准水位传感器330和第二水位传感器320均输出1时，则保持判定储水桶1为预警水位，否则控制器2即判定储水桶1为报警水位；
当控制器2判定储水桶1为报警水位时，控制器2通过无线通信模块向服务器发送缺水信号，服务器通知巡防人员对相应的储水桶1加水，且当基准水位传感器330的输出为0时，控制器2通过无线通信模块向服务器发送停用信号。
应当理解，第一水位传感器310和第二水位传感器320之间还可以进一步设置若干个第三水位传感器，第三水位传感器的运行原理与第一水位传感器310或第二水位传感器320相同。举例来说，第一水位传感器310和第二水位传感器320的中点设有一个第三水位传感器，第三水位传感器与基准水位传感器330协同检测，即如果控制器2同时收到第三水位传感器和基准水位传感器330的有效水位信号时，则判定储水桶1为中水位，从而进一步提升对储水桶内水位的检测精度。
作为对上述实施例的拓展，控制器2还设有电量监测模块，电量监测模块用于检测电源5的电量，电量监测模块检测到电源5的电量充满时控制太阳能板6停止向电源5充电，从而有利于巡防人员了解电源5的电量状况，且避免电源5过充损坏。
进一步的，当电量监测模块检测到电源5的电量小于电量预设值时，温度传感器4、第一水位传感器310和基准水位传感器330均改为关闭状态，第二水位传感器320则按预设频次例如两天一次进行水位检测：若第二水位传感器320检测到有效水位信号，则控制器2判断储水桶1为预警水位；若第二水位传感器320未检测到有效水位信号，则温度传感器4恢复开启状态，且控制器2收到温度传感器4的温度信号高于温度预设值时通过无线通信模块向服务器发送温度异常信号，从而在保证对储水桶1的水位或温度的监测效果的同时降低整体的耗电量。电量预设值可以根据当地日照情况设定，在本实施例中电量预设值为50％。
应当理解，温度预设值可以是固定值，例如45℃。而在本实施例中，服务器每日联网查询储水桶1所在地的当日最高气温T，并以T+n作为温度预设值通过无线通信模块输入至控制器2，其中n为大于0的自然数，例如n＝10，从而使得控制器2的温度预设值能够随着当日最高气温而自动变更，并且巡防人员可以根据不同的季节或海拔而设置不同的n值，适用性更好。
作为对本实施例的优化，请参阅图2和图3，监测线缆3的底部套设有储水盒340，储水盒340由密度大于水的材料制成，例如铁，从而能够沉入储水桶1的底部。储水盒340的内部设有空腔，基准水位传感器330位于储水盒340的空腔的下部，储水盒340的上部设有导流通孔341，导流通孔341贯穿至所述空腔，且导流通孔341的直径小于10mm。由于导流通孔341的蒸发面积小，因此若储水盒340内的水也蒸发完了，则代表储水桶1内的水已经干涸较长时间了，则该处储水桶1视为停用状态。进一步的，导流通孔341的靠近储水盒340外侧的孔径大于靠近储水盒340内侧的孔径，从而进一步降低储水盒340内的水的蒸发速度。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。对本领域技术人员来说，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种储水量监测预警方法，应用于储水量监测预警系统，所述储水量监测预警系统包括服务器、控制器(2)、电源(5)、太阳能板(6)、用于安装于储水桶(1)外侧的温度传感器(4)和用于插入储水桶(1)内侧的监测线缆(3)，所述控制器(2)设有近距通信模块和无线通信模块，所述监测线缆(3)从上向下依次设有第一水位传感器(310)、第二水位传感器(320)和基准水位传感器(330)，所述太阳能板(6)用于向电源(5)充电，所述电源(5)用于向控制器(2)、温度传感器(4)和监测线缆(3)进行供电，所述温度传感器(4)和监测线缆(3)均电连接至所述控制器(2)；
其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
所述第一水位传感器(310)和基准水位传感器(330)检测储水桶(1)内部的水位，若所述控制器(2)同时收到所述第一水位传感器(310)和基准水位传感器(330)的有效水位信号时则判定储水桶(1)为高水位，否则控制器(2)即判定储水桶(1)为预警水位；
当控制器(2)判定储水桶(1)为预警水位时，所述第二水位传感器(320)和基准水位传感器(330)检测储水桶(1)内部的水位，若所述控制器(2)同时收到所述基准水位传感器(330)和第二水位传感器(320)的有效水位信号则保持判定储水桶(1)为预警水位，否则控制器(2)即判定储水桶(1)为报警水位；
当控制器(2)判定储水桶(1)为报警水位时，控制器(2)通过无线通信模块向服务器发送缺水信号，服务器通知巡防人员对相应的储水桶(1)加水，且当所述基准水位传感器(330)未检测到有效水位信号时，所述控制器(2)通过无线通信模块向服务器发送停用信号；
所述温度传感器(4)检测储水桶(1)周围的环境温度，所述控制器(2)收到温度传感器(4)的温度信号高于温度预设值时通过无线通信模块向服务器发送温度异常信号，服务器通知巡防人员到相应的储水桶(1)位置进行巡检，所述近距通信模块收到巡防人员的移动设备的巡检打卡信号后，控制器(2)停止发送温度异常信号。
2.根据权利要求1所述的一种储水量监测预警方法，其特征在于，所述控制器(2)设有电量监测模块，所述电量监测模块用于检测电源(5)的电量，所述电量监测模块检测到电源(5)的电量充满时控制太阳能板(6)停止向电源(5)充电。
3.根据权利要求2所述的一种储水量监测预警方法，其特征在于，所述电量监测模块检测到电源(5)的电量小于电量预设值时，所述温度传感器(4)、第一水位传感器(310)和基准水位传感器(330)均改为关闭状态，所述第二水位传感器(320)则按预设频次进行水位检测：若第二水位传感器(320)检测到有效水位信号，则控制器(2)判断储水桶(1)为预警水位；若第二水位传感器(320)未检测到有效水位信号，则所述温度传感器(4)恢复开启状态，且所述控制器(2)收到温度传感器(4)的温度信号高于温度预设值时通过无线通信模块向服务器发送温度异常信号。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种储水量监测预警方法，其特征在于，所述服务器每日联网查询储水桶(1)所在地的当日最高气温T，并以T+n作为温度预设值通过无线通信模块输入至控制器(2)，其中n为大于0的自然数。
5.根据权利要求1所述的一种储水量监测预警方法，其特征在于，所述监测线缆(3)的底部套设有储水盒(340)，储水盒(340)由密度大于水的材料制成，所述基准水位传感器(330)位于所述储水盒(340)的内部的下部，所述储水盒(340)的上部设有导流通孔(341)，所述导流通孔(341)的直径小于10mm。
6.根据权利要求5所述的一种储水量监测预警方法，其特征在于，所述导流通孔(341)的靠近储水盒(340)外侧的孔径大于靠近储水盒(340)内侧的孔径。
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