CN116448206A - 一种地下车库内涝预警监测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及内涝预警监测技术领域,尤其涉及一种地下车库内涝预警监测系统及方法,内涝预警监测系统包括监测终端、控制模块、报警模块、LoRa无线通讯模块、LoRa服务器、Web服务器、用户接收端与数据库,监测终端包括地埋式水位监测传感器与水位监测摄像头,地埋式水位监测传感器布置在地下车库地面的监测点上,用于实时监测地下车库地面的积水情况。本发明可有效减少地下车库内布置的监测终端采集数据传输延迟,可实现Web服务器与用户接收端内的应用程序、Web服务器与LoRa服务器之间均保持双向实时通信。

Description

一种地下车库内涝预警监测系统及方法
技术领域
本发明涉及内涝预警监测技术领域,尤其涉及一种地下车库内涝预警监测系统及通信方法。
背景技术
当发生暴雨时,地下停车库容易出现内涝的问题,目前现有技术中对地下停车库内涝进行监测的方式通常是采用传感器对水位进行监测。
如专利号为202122539022.3的实用新型专利中公开了一种基于传感器的地下空间场所内涝积水监测系统,包括传感器和控制器,所述的传感器的检测探头装在地下空间场所的监测点处,检测探头经导线与控制器的信号输入端相连,控制器的信号输出端分别与显示设备、报警系统和无线传输模块相连,无线传输模块将信号无线传输至城市管理服务器;本实用新型结构简单,易于安装、使用、维护,成本低,稳定可靠,及时将地下空间场所的水位信息上报,便于灾前预警、灾中处置、灾后救援的实施管理,有良好的社会和经济效益;
然而目前地下车库中水位监测用到的传感器(地埋式)大多是由防水防腐的304不锈钢外壳、水位检测模块(积水深度、积水状态)、蓝牙配置模块、内置锂亚电池等组成,目前现有的地埋传感器终端上传的数据均经由LORA无线通讯模块(基于LoRaWAN网关)传送到LoRa服务器处理并存储至数据库,通过Web服务器通过读取数据库来获得最新终端数据,这类“拉取”式的通信方式在本质上就会为预警监测系统带来不同程度的延时,数量众多的监测终端会使得数据库存储着大量的记录,数据读取操作耗时过长,这也会导致延时,数据库表中记录越多,数据读取耗时越长,延时越长,会导致接收端不能即刻接收到预警信息的问题,而且若远程监测用户端与服务器之间发生断网的情况时,服务器无法及时感知远程监测用户端断开连接,无法保证传输数据的实时性与可靠性。
因此需要一种可以解决上述问题的一种医院消防安全监控预警方法。
发明内容
本发明提供了一种地下车库内涝预警监测系统及通信方法,本发明将数据传输的主动方从计算机监控端内的应用程序端转换到Web服务器中,与目前现有技术中通过基于list-watch通信协议的Web服务器通过读取数据库来获得最新监测终端数据的方式相比,本发明可以通过Web服务器主动将监测终端采集到的数据发送至计算机监控端以及手机移动终端的Web页面中,进而从根本上实现Web页面与Web服务器之间的数据实现双向实时传输,本发明可以有效减少地下车库内布置的监测终端采集数据传输延迟,可以实现Web服务器与用户接收端内的应用程序、Web服务器与LoRa服务器之间均保持双向实时通信。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种地下车库内涝预警监测系统,包括监测终端、控制模块、报警模块、LoRa无线通讯模块、LoRa服务器、Web服务器、用户接收端与数据库,所述监测终端包括地埋式水位监测传感器与水位监测摄像头,所述地埋式水位监测传感器布置在地下车库地面的监测点上,所述地埋式水位监测传感器用于实时监测地下车库地面的积水情况,所述水位监测摄像头布置在建筑墙面的监测点上,所述水位监测摄像头用于获取当前时刻水位线的图像,所述LoRa无线通讯模块与所述监测终端之间相互通信连接,所述LoRa无线通讯模块与所述LoRa服务器之间相互通信连接,所述LoRa无线通讯模块与控制模块之间相互通信连接,LoRa无线通讯模块用于将测量到的水位信息传输到控制模块与LoRa服务器中;
所述LoRa服务器与所述数据库之间相互通信,所述数据库用于储存地下车库地面的积水信息地下车库内水位线的图像信息,所述LoRa服务器与Web服务器之间建立MQTT通信,当LoRa服务器在接收到监测终端数据时,立即将监测终端数据发布至Web服务器,Web服务器接收处理完数据后,通过list-watch与http网络推送数据消息到用户接收端;
所述控制模块与所述报警模块之间相互通信连接,控制模块用于识别水位监测摄像头采集到的图像中水位线的吃水的数据以及地埋式水位监测传感器监测到的地面积水水位高度,以确定当前时刻的水位值。
进一步地,所述用户接收端包括计算机监控端与手机移动终端,所述LoRa服务器与所述Web服务器之间通过基于长连接的MQTT协议的通信链路相互通信,所述Web服务器与所述计算机监控端之间采用list-watch实现双向即时通信,所述Web服务器与手机移动终端的APP之间通过http网络传输通道实现通信。
进一步地,所述list-watch为Web服务器与用户接收端之间的通讯协议,list-watch由两部分组成,分别为list和watch,list为调用资源的 list API罗列资源,基于HTTP 短链接实现,watch 为调用资源的watch API 监听资源变更事件,基于 HTTP 长链接实现,其工作机制基于订阅-发布模式。
进一步地,所述报警模块包括报警显示器与报警发生器,报警显示器、报警发生器均与所述控制模块之间相互电性连接。
进一步地,所述控制模块包括主控制器、存储单元与无线收发模块,所述主控制器用于对所述报警发生器、报警显示器、排水泵与排水流量计进行控制,所述存储单元将水位信息数据进行储存,所述无线收发模块用于接收水位信号并将控制信号输出至排水泵、排水流量计中,将报警信号输出至报警显示器与报警发生器中。
进一步地,所述数据库包括Redis数据库与PostgreSQL数据库,所述Redis数据库用于保存监测终端信息和用户接收端信息,并以键-值形式对监测终端信息数据和用户接收端信息数据进行存储;所述PostgreSQL数据库用于管理监测系统运行中的list-watch连接用户接收端的信息,在非用户接收端主动断开连接的情况下,实时记录登录用户接收端的连接状态,作为后续高效数据推送的依据。
进一步地,所述Web服务器包括接口模块、数据存储单元、巡检模块与监测终端节点数据解析模块,所述接口模块与所述用户接收端之间相互通信连接,所述接口模块与数据存储单元之间相互电性连接,所述巡检模块与数据存储单元之间相互电性连接,巡检模块与数据缓冲模块之间相互电性连接,所述巡检模块用于实时监测用户接收端的连接情况,所述LoRa服务器与所述监测终端节点数据解析模块之间相互通信连接。
进一步地,所述监测终端节点数据解析模块的输出端电连接有数据缓冲模块,数据缓冲模块的输出端电连接有监测预警模块,所述监测预警模块用于将被LoRa解析后的监测终端数据以及接口模块与用户接收端的连接情况发送至用户接收端中;所述数据缓冲模块用于接收并保存巡检模块发送出的用户接收端的连接数据以及接收list-watch的连接数据,并向监测预警模块发送预警信号。
一种基于地下车库内涝预警监测系统的预警监测方法,包括以下步骤:
步骤S1:以多个地埋式水位监测器与多个水位监测摄像头设为一组,将多个地埋式水位监测器依次布置在地下车库地面的监测点上,将水位监测摄像头布置在建筑墙面的监测点上,且相邻的两个地埋式水位监测器的间距、两个相邻的水位监测摄像头的间距均小于LoRa无线通信模块的信号接收覆盖范围;
步骤S2:通过地埋式水位监测器对地下车库地面水位进行监测,获取地下车库地面的积水信息;通过水位监测摄像头获取当前时刻地下车库内水位线的图像信息;
步骤S3:通过LoRa无线通讯模块获取地埋式水位监测器监测到的地下车库地面的积水信息以及水位监测摄像头监测到的地下车库内水位线的图像信息,将地下车库地面的积水信息地下车库内水位线的图像信息分别发送至控制模块与Web服务器中,并将数据存储在数据库内;
步骤S4:控制模块中的主控制器将地下车库内积水深度、水位线高度与上一时刻的积水深度、水位线高度进行比较,当两者的差值大于预设的积水深度、水位线高度时,输出控制信号开启排水泵与排水流量计,通过排水泵将积水排出,通过排水流量计对排水流量进行监测,并通过报警模块中的报警显示器与报警发生器实现报警;
步骤S5:若Web服务器中接收到的地下车库内积水深度、水位线高度与上一时刻的积水深度、水位线高度的差值大于预设的积水深度、水位线高度时,通过监测节点数据解析模块、数据缓冲模块与检测预警模块对异常数据推送至用户接收端,通过计算机监控端与手机移动监控端提醒管理人员。
进一步地,所述步骤S5中通过巡检模块对Web服务器与接口模块的连接状态进行巡检点名,实现对用户接收端与接口模块之间连接状态的实时监控,若对用户接收端与接口模块之间连接异常则通过数据缓冲模块、监测预警模块向用户接收端发送预警信号。
本发明的优点在于:
1.本发明提供了一种地下车库内涝预警监测系统,包括监测终端、控制模块、报警模块、LoRa无线通讯模块、LoRa服务器、Web服务器、用户接收端与数据库,本发明中的Web服务器与所述计算机监控端之间采用list-watch实现双向即时通信,可以实现Web服务器与计算机监控端内的应用程序之间实时的数据传输,若用户接收端与Web服务器之间发生断网的情况时,用户接收端可以重新将Web服务器中的全量数据资源捞下来缓存在本地,这样既保证了消息的实时性,也保证了消息的可靠性;本发明将数据传输的主动方从计算机监控端内的应用程序端转换到Web服务器中,与目前现有技术中通过读取数据库来获得最新监测终端数据的方式相比,本发明可以通过Web服务器主动将监测终端采集到的数据发送至计算机监控端以及手机移动终端的Web页面中,进而从根本上实现用户接收端内的Web页面与Web服务器之间的数据实现双向实时传输,本发明可以有效减少地下车库内布置的监测终端采集数据传输延迟,可以实现Web服务器与用户接收端内的应用程序、Web服务器与LoRa服务器之间均保持双向实时通信。
2.本发明中的监测终端包括地埋式水位监测传感器与水位监测摄像头,所述地埋式水位监测传感器布置在地下车库地面的监测点上,用于实时监测地下车库地面的积水情况,水位监测摄像头布置在建筑墙面的监测点上,用于获取当前时刻水位线的图像,本发明可以通过地埋式水位监测传感器以及水位监测摄像头实时采集地下车库内的积水信息,并将实时采集到的水位信息通过LoRa无线通讯模块传输至LoRa服务器以及控制模块中,本发明可以通过控制模块对报警发生器、报警显示器、排水泵与排水流量计进行控制,当地下车库内发生内涝时,可以自动开启排水泵实现排水的功能,并通过在排水沟渠或排水管上安装的排水流量计对排水流量进行监测;本发明可以通过控制模块中的存储单元将水位信息数据进行储存,可以将报警信号输出至报警显示器与报警发生器中,从而实现对地下车库内涝实时预警的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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为本发明公开的一种医院消防安全监控预警系统的原理框图。
图2为本发明公开的一种医院消防安全监控预警系统中Web服务器与LoRa、用户接收端的连接示意图。
图3为本发明公开的一种医院消防安全监控预警系统中Web服务器的系统架构图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。
实施例1:图1为本发明公开的一种医院消防安全监控预警系统的原理框图,图2为本发明公开的一种医院消防安全监控预警系统中Web服务器与LoRa、用户接收端的连接示意图,图3为本发明公开的一种医院消防安全监控预警系统中Web服务器的系统架构图,如图1,图2与图3所示的一种地下车库内涝预警监测系统,包括监测终端、控制模块、报警模块、LoRa无线通讯模块、LoRa服务器、Web服务器、用户接收端与数据库,所述监测终端包括地埋式水位监测传感器与水位监测摄像头,所述地埋式水位监测传感器布置在地下车库地面的监测点上,所述地埋式水位监测传感器用于实时监测地下车库地面的积水情况,所述水位监测摄像头布置在建筑墙面的监测点上,所述水位监测摄像头用于获取当前时刻水位线的图像,所述LoRa无线通讯模块与所述监测终端之间相互通信连接,所述LoRa无线通讯模块与所述LoRa服务器之间相互通信连接,所述LoRa无线通讯模块与控制模块之间相互通信连接,LoRa无线通讯模块用于将测量到的水位信息传输到控制模块与LoRa服务器中,本发明中的LoRa服务器可以实现基于LoRaWAN协议的硬件设备通信服务以及实现维护与计算机监控端、手机移动终端之间数据的传输,本发明在LoRa服务器中搭建有MQTT消息中间件并在其默认端口1883开启服务,LoRa服务器端每收到一次监测终端的数据,将开启一个新进程,并通过MQTT向Web服务器发布所接收到的监测终端的异常数据;
本发明在LoRa服务器与Web服务器之间建立基于MQTT协议的通信链路实现通信,取代了目前现有技术中基于数据库读取的数据获取方式,MQTT协议为消息队列遥测传输协议(Message Queuing Telemetry Transport),该通信方式是IBM发布的一种基于发布-订阅机制的协议,该协议基于TCP/IP协议,可以提供可靠、有序与双向的数据传输,当LoRa服务器在接收到监测终端数据时,立即将监测终端数据发布至Web服务器,可以实现Web服务器对监测终端采集得到的数据的即时获取,当Web服务器接收并处理完数据后,通过list-watch与http网络推送数据消息到用户接收端,本发明中的用户接收端包括计算机监控端与手机移动终端,所述LoRa服务器与所述Web服务器之间通过基于长连接的MQTT协议的通信链路相互通信,所述Web服务器与手机移动终端的APP之间通过http网络传输通道实现通信;
本发明中的Web服务器与所述计算机监控端之间采用list-watch实现双向即时通信,list-watch为基于单个TCP连接上实现全双工通信的通信协议,其工作机制基于发布-订阅模式,list-watch可以实现Web服务器与计算机监控端内的应用程序之间实时的数据传输,本发明将数据传输的主动方从计算机监控端内的应用程序端转换到Web服务器中,与目前现有技术中通过读取数据库来获得最新监测终端数据的方式相比,本发明可以通过Web服务器主动将监测终端采集到的数据发送至计算机监控端以及手机移动终端的Web页面中,进而从根本上实现Web页面与Web服务器之间的数据实现双向实时传输;
本发明中的用户接收端首先通过list API一次性把存在于Web服务器中的所有数据都缓存在本地,同时用户接收端一起返回一个叫做 “ResourceVersion”的标志,该标志全局单调递增,用户接收端也会将该标志缓存在本地,接下来用户接收端通过watch API和Web服务器之间建立一条不会断开的长连接,每当Web服务器的数据发生改变之后,就会把该数据以及对该数据的增/删/改的操作通过该条长连接发送给用户接收端,同时把ResourceVersion + 1,一并发送给用户接收端,用户接收端得到该数据以及该数据对应的操作之后,根据对应的操作更新本地的对应资源的缓存以及ResourceVersion;若用户接收端与Web服务器之间发生断网的情况时,用户接收端可以通过每次watch返回的ResourceVersion和本地上一轮缓存的ResourceVersion进行对比,若发现差值大于1,则认为中间可能发生了数据丢失,此时会再进行一次list API操作,重新将Web服务器中的全量数据资源捞下来缓存在本地,这样既保证了消息的实时性,也保证了消息的可靠性。
本发明中的Web服务器与手机移动终端的应用APP之间采用http协议通信,对于需要及时处理的异常信息,通过启用短信及邮件服务,将告警信息及时通知到每个手机移动终端的对应管理人员。
本发明中的控制模块与所述报警模块之间相互通信连接,控制模块用于识别水位监测摄像头采集到的图像中水位线的吃水的数据以及地埋式水位监测传感器监测到的地面积水水位高度,以确定当前时刻的水位值;本发明中的报警模块包括报警显示器与报警发生器,报警显示器、报警发生器均与所述控制模块之间相互电性连接;本发明中的控制模块包括主控制器、存储单元与无线收发模块,所述主控制器用于对所述报警发生器、报警显示器、排水泵与排水流量计进行控制,所述存储单元将水位信息数据进行储存,所述无线收发模块用于接收水位信号并将控制信号输出至排水泵、排水流量计中,将报警信号输出至报警显示器与报警发生器中,当车库地面上水位大于25cm时,通过报警显示器与报警发生器提醒小型轿车禁止通行;当车库地面上的水位大于60cm时,通过报警显示器与报警发生器提醒行人以及全部车辆禁止通行,并在报警显示器上显示出逃生路线图。
本发明中的数据库包括Redis数据库与PostgreSQL数据库,所述Redis数据库用于保存监测终端信息和用户接收端信息,并以键-值形式对监测终端信息数据和用户接收端信息数据进行存储,可以实现系统高速数据存储,可以用于保存监测终端信息和用户接收端中的信息,本发明中的PostgreSQL数据库用于管理监测系统运行中的list-watch连接用户接收端的信息,在非用户接收端主动断开连接的情况下,实时记录登录用户接收端的连接状态,作为后续高效数据推送的依据,本发明为实现更加快速的信息查询,本发明搭建了基于内存的高速缓存数据库,可以存储系统内各个监测终端的基本信息,可以持久化存储全部终端数据记录,以便系统功能拓展,本发明可以通过Redis数据库与PostgreSQL数据库实现在非客户端主动断开连接的情况下,实时记录登录用户接收端的连接状态,作为后续高效数据推送的依据。
本发明中的Web服务器包括接口模块、数据存储单元、巡检模块与监测终端节点数据解析模块,所述接口模块与所述用户接收端之间相互通信连接,所述接口模块与数据存储单元之间相互电性连接,所述巡检模块与数据存储单元之间相互电性连接,巡检模块与数据缓冲模块之间相互电性连接,本发明中的巡检模块用于实时监测用户接收端的连接情况,当在网络不稳定、断网等异常情况下,Web服务器无法及时感知用户接收端的断开连接,为使数据推送更加高效,本发明设计巡检模块可以实时监测用户接收端的连接情况。
本发明中的LoRa服务器与所述监测终端节点数据解析模块之间相互通信连接,本发明在监测终端节点数据解析模块的输出端电连接有数据缓冲模块,数据缓冲模块的输出端电连接有监测预警模块,所述监测预警模块用于将被LoRa解析后的监测终端数据以及接口模块与用户接收端的连接情况发送至用户接收端中;所述数据缓冲模块用于接收并保存巡检模块发送出的用户接收端的连接数据以及接收list-watch的连接数据,并向监测预警模块发送预警信号;本发明可以通过监测终端节点数据解析模块实时识别监测设备的变化,自动获取监测设备的最新信息,并将数据存于数据缓冲模块中,可以有效减少数据读取耗时,本发明为实现同时对地下车库内的多区域的水位进行实时监测,本发明设计监测预警模块,可以实现异常告警的功能,可以保证监测终端数据被解析处理后能推送至用户接收端内正确的应用程序中。
本发明还提供了一种基于地下车库内涝预警监测系统的预警监测方法,包括以下步骤:
步骤S1:以多个地埋式水位监测器与多个水位监测摄像头设为一组,将多个地埋式水位监测器依次布置在地下车库地面的监测点上,将水位监测摄像头布置在建筑墙面的监测点上,且相邻的两个地埋式水位监测器的间距、两个相邻的水位监测摄像头的间距均小于LoRa无线通信模块的信号接收覆盖范围;
步骤S2:通过地埋式水位监测器对地下车库地面水位进行监测,获取地下车库地面的积水信息;通过水位监测摄像头获取当前时刻地下车库内水位线的图像信息;
步骤S3:通过LoRa无线通讯模块获取地埋式水位监测器监测到的地下车库地面的积水信息以及水位监测摄像头监测到的地下车库内水位线的图像信息,将地下车库地面的积水信息地下车库内水位线的图像信息分别发送至控制模块与Web服务器中,并将数据存储在数据库内;
步骤S3-1:LoRa服务器将获取地埋式水位监测器监测到的地下车库地面的积水信息以及水位监测摄像头监测到的地下车库内水位线的图像信息向Web服务器发布数据时,数据以字符串“dev_eui#data”形式传输,该字符串包含终端编号与数据值,并以字符“#”作为分隔符;
步骤S3-2:当Web服务器接收到数据时,对接收到的字符串进行解析,从而获得地埋式水位监测器以及水位监测摄像头的设备编号;
步骤S4:控制模块中的主控制器将地下车库内积水深度、水位线高度与上一时刻的积水深度、水位线高度进行比较,当目前时刻地下车库内积水深度与上一时刻地下车库内的积水深度之间的差值大于25cm且当目前时刻地下车库内水位线高度与上一时刻地下车库内的水位线高度之间的差值大于30cm时,控制模块输出控制信号开启排水泵与排水流量计,通过排水泵将积水排出,通过在排水沟渠或排水管上安装的排水流量计对排水流量进行监测,并通过报警模块中的报警显示器与报警发生器实现报警;
步骤S5:若Web服务器中接收到的地下车库内积水深度、水位线高度与上一时刻的积水深度、水位线高度的差值大于预设的积水深度、水位线高度时,通过监测节点数据解析模块、数据缓冲模块与检测预警模块对异常数据推送至用户接收端,通过计算机监控端与手机移动监控端提醒管理人员,本发明中的手机移动监控端可以为用户提供异常警报、数据查看等基本功能,用户主动查看当前数据时,通过手机移动终端APP发起HTTP请求来获取最新数据,手机移动终端APP可以对Web页面进行展示,其核心功能是为管理人员实时展示其所管理的地下车库内所有监控终端的最新采集数据以及历史数据,Web页面可以对接收数据进行快速渲染,减小视图更新延时;可以通过巡检模块对Web服务器与接口模块的连接状态进行巡检点名,实现对用户接收端与接口模块之间连接状态的实时监控,若对用户接收端与接口模块之间连接异常则通过数据缓冲模块、监测预警模块向用户接收端发送预警信号。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种地下车库内涝预警监测系统,其特征在于,包括监测终端、控制模块、报警模块、LoRa无线通讯模块、LoRa服务器、Web服务器、用户接收端与数据库,所述监测终端包括地埋式水位监测传感器与水位监测摄像头,所述地埋式水位监测传感器布置在地下车库地面的监测点上,所述地埋式水位监测传感器用于实时监测地下车库地面的积水情况,所述水位监测摄像头布置在建筑墙面的监测点上,所述水位监测摄像头用于获取当前时刻水位线的图像,所述LoRa无线通讯模块与所述监测终端之间相互通信连接,所述LoRa无线通讯模块与所述LoRa服务器之间相互通信连接,所述LoRa无线通讯模块与控制模块之间相互通信连接,LoRa无线通讯模块用于将测量到的水位信息传输到控制模块与LoRa服务器中;
所述LoRa服务器与所述数据库之间相互通信,所述数据库用于储存地下车库地面的积水信息地下车库内水位线的图像信息,所述LoRa服务器与Web服务器之间建立MQTT通信,当LoRa服务器在接收到监测终端数据时,立即将监测终端数据发布至Web服务器,Web服务器接收处理完数据后,通过list-watch与http网络推送数据消息到用户接收端;
所述控制模块与所述报警模块之间相互通信连接,控制模块用于识别水位监测摄像头采集到的图像中水位线的吃水的数据以及地埋式水位监测传感器监测到的地面积水水位高度,以确定当前时刻的水位值。
2.根据权利要求1所述的一种地下车库内涝预警监测系统,其特征在于,所述用户接收端包括计算机监控端与手机移动终端,所述LoRa服务器与所述Web服务器之间通过基于长连接的MQTT协议的通信链路相互通信,所述Web服务器与所述计算机监控端之间采用list-watch实现双向即时通信,所述Web服务器与手机移动终端的APP之间通过http网络传输通道实现通信。
3.根据权利要求2所述的一种地下车库内涝预警监测系统,其特征在于,所述list-watch为Web服务器与用户接收端之间的通讯协议,list-watch由两部分组成,分别为list和watch,list为调用资源的 list API罗列资源,基于HTTP 短链接实现,watch 为调用资源的watch API 监听资源变更事件,基于 HTTP 长链接实现,其工作机制基于发布-订阅模式。
4.根据权利要求1所述的一种地下车库内涝预警监测系统,其特征在于,所述报警模块包括报警显示器与报警发生器,报警显示器、报警发生器均与所述控制模块之间相互电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种地下车库内涝预警监测系统,其特征在于,所述控制模块包括主控制器、存储单元与无线收发模块,所述主控制器用于对所述报警发生器、报警显示器、排水泵与排水流量计进行控制,所述存储单元将水位信息数据进行储存,所述无线收发模块用于接收水位信号并将控制信号输出至排水泵、排水流量计中,将报警信号输出至报警显示器与报警发生器中。
6.根据权利要求1所述的一种地下车库内涝预警监测系统,其特征在于,所述数据库包括Redis数据库与PostgreSQL数据库,所述Redis数据库用于保存监测终端信息和用户接收端信息,并以键-值形式对监测终端信息数据和用户接收端信息数据进行存储;所述PostgreSQL数据库用于管理监测系统运行中的list-watch连接用户接收端的信息,在非用户接收端主动断开连接的情况下,实时记录登录用户接收端的连接状态,作为后续高效数据推送的依据。
7.根据权利要求1所述的一种地下车库内涝预警监测系统,其特征在于,所述Web服务器包括接口模块、数据存储单元、巡检模块与监测终端节点数据解析模块,所述接口模块与所述用户接收端之间相互通信连接,所述接口模块与数据存储单元之间相互电性连接,所述巡检模块与数据存储单元之间相互电性连接,巡检模块与数据缓冲模块之间相互电性连接,所述巡检模块用于实时监测用户接收端的连接情况,所述LoRa服务器与所述监测终端节点数据解析模块之间相互通信连接。
8.根据权利要求7所述的一种地下车库内涝预警监测系统,其特征在于,所述监测终端节点数据解析模块的输出端电连接有数据缓冲模块,数据缓冲模块的输出端电连接有监测预警模块,所述监测预警模块用于将被LoRa解析后的监测终端数据以及接口模块与用户接收端的连接情况发送至用户接收端中;所述数据缓冲模块用于接收并保存巡检模块发送出的用户接收端的连接数据以及接收list-watch的连接数据,并向监测预警模块发送预警信号。
9.一种基于地下车库内涝预警监测系统的预警监测方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:以多个地埋式水位监测器与多个水位监测摄像头设为一组,将多个地埋式水位监测器依次布置在地下车库地面的监测点上,将水位监测摄像头布置在建筑墙面的监测点上,且相邻的两个地埋式水位监测器的间距、两个相邻的水位监测摄像头的间距均小于LoRa无线通信模块的信号接收覆盖范围;
步骤S2:通过地埋式水位监测器对地下车库地面水位进行监测,获取地下车库地面的积水信息;通过水位监测摄像头获取当前时刻地下车库内水位线的图像信息;
步骤S3:通过LoRa无线通讯模块获取地埋式水位监测器监测到的地下车库地面的积水信息以及水位监测摄像头监测到的地下车库内水位线的图像信息,将地下车库地面的积水信息地下车库内水位线的图像信息分别发送至控制模块与Web服务器中,并将数据存储在数据库内;
步骤S4:控制模块中的主控制器将地下车库内积水深度、水位线高度与上一时刻的积水深度、水位线高度进行比较,当两者的差值大于预设的积水深度、水位线高度时,输出控制信号开启排水泵与排水流量计,通过排水泵将积水排出,通过排水流量计对排水流量进行监测,并通过报警模块中的报警显示器与报警发生器实现报警;
步骤S5:若Web服务器中接收到的地下车库内积水深度、水位线高度与上一时刻的积水深度、水位线高度的差值大于预设的积水深度、水位线高度时,通过监测节点数据解析模块、数据缓冲模块与检测预警模块对异常数据推送至用户接收端,通过计算机监控端与手机移动监控端提醒管理人员。
10.根据权利要求9所述的一种基于地下车库内涝预警监测系统的预警监测方法,其特征在于,所述步骤S5中通过巡检模块对Web服务器与接口模块的连接状态进行巡检点名,实现对用户接收端与接口模块之间连接状态的实时监控,若对用户接收端与接口模块之间连接异常则通过数据缓冲模块、监测预警模块向用户接收端发送预警信号。
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