CN206038107U - 一种城市涵洞低洼区间积水水位监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种城市涵洞低洼区间水位监测仪，基于微控制器、ZIGBEE无线传输、超声波测水位、LED显示的水位监测设备，可实现对城市涵洞低洼区间的水位监测ZIGBEE无线传输管理的模块，涉及到城市道路低洼区段或涵洞的水位监测行业领域，可实现水位监测、预警。包含有超声波测距模块、微型控制器、LED显示装置；还包括一太阳能供电的组装置：太阳能板、锂电池及充放电管理电路微型控制器与锂电池及充放电管理电路连接，太阳能板与锂电池及充放电管理电路连接；ZIGBEE无线发射模块与微型控制器连接。

Description

一种城市涵洞低洼区间积水水位监测仪

技术领域

本实用新型涉及一种城市涵洞低洼区间用水位监测仪，基于微控制器、ZIGBEE无线传输、水位监测领域，可实现对城市涵洞雨水期间的积水水位监测、ZIGBEE无线传输管理的模块，涉及到城市涵洞、道路交通的水位监测行业领域，可实现水位监测、预警。

背景技术

目前城市内涝在中国比较普遍，从发生的区域来看，以前主要发生在一些沿海地势比较低的地区，现在内陆城市也经常发生。过去城市建设用地面积小，可选择的区域比较大，一般都选择地势比较高的地区建设，而现在，城市用地十分紧张，可选择的余地少。

其次，城市的某些特定地点的发生率较高，例如立交桥、涵洞、城市道路低洼区段。随着现代城市的建设排水内涝方面也出现许多新问题。例如很多地方的立交桥下，降雨后会积水。过街的地下通道、铁路桥、公路桥也存在类似的情况。

传统的监测方法主要是靠人工定时检测，依靠目测或其他信息平台的信息进行预警。传统人工监测系统实现存在以下的不足：人工监测的方式不能实现实时全天候测量，无法实现自动化。

传统的监测系统中对实时全天候测量、自动化监测等方面，且在系统安装实施、后期维护等方面存在一定的局限性，难以满足当前的要求。

发明内容

为了克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种城市涵洞用水位监测仪

本实用新型要解决的技术问题就在于以下三点：

（1）实现实时、全天候自动化测量；

（2）可完成对水位的测量，为降低系统成本，并可液位的实时LED屏幕显示，便于提醒过往车辆，确保安全。

（3）由于涵洞、立交桥底部工况复杂，难以布线、供电等，本实用新型可实现太阳能电池供电、ZIGBEE无线数据传输功能，以提高系统的实用性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种城市涵洞低洼区间积水水位监测仪，它包含有超声波液位模块、微型控制器，超声波液位模块可测量液位高度，通过数据接口将液位值传输给微型控制器进行数据处理；

超声波液位模块与微型控制器连接，

它还包括一太阳能供电的组装置：太阳能板、锂电池及充放电管理电路；

微型控制器与锂电池及充放电管理电路连接，太阳能板与锂电池及充放电管理电路连接；

ZIGBEE无线发射模块与微型控制器连接。

水位监测仪安装于下涵洞或立交桥底部，水位监测仪的底部连接有：超声波液位测量模块，用于测量实时液位值。微控制器与液位测量模块通过UART通信口进行数据传输。

水位监测仪连接有LED点阵式屏幕，可显示数字信息，微控制器将液位数据实时显示在LED点阵屏幕上，用于提醒过往车辆驾驶员。微控制器与LED点阵屏幕通过UART通信口进行数据传输。

进一步的，微型控制器为MSP430F1611微型控制器。

水位监测仪内部设计的微控制器，作为主控制器，自动管理和驱动系统测量模块，同时完成数据管理、传输。在对应的设置自动采集模式下，系统可实现自动采集。

设计时考虑到系统所处的现场工况较为复杂，布线后的防护、供电的可靠性等均难以保证，因此，本系统设计由太阳能板充电、锂电池供电方式，彻底解决现场供电的难题。同时系统内置ZIGBEE无线数据传输模块，解决了数据传输的问题，实现了系统的ZIGBEE无线化。

本实用新型的有益效果：

综上所述，本实用新型的监测系统通过微型控制器的自动控制，可实现排水管网的水位测量功能，并通过ZIGBEE无线进行传输，且系统是太阳能供电的装置，因此可实现实时全天候测量的功能，弥补了传统监测系统中不足。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的安装示意图。

图2中 ：7被测积水液面； 8-涵洞主体部分； 9-涵洞道路行车区间；10-超声波液位模块； 11-太阳能电池板；13-水位监测仪；12-2.4GHz天线；14-LED显示屏。

具体实施方式

下面结合附图1、2对本实用新型进行详细描述：

一种城市涵洞用水位监测仪，它包含有超声波液位测量模块1、微型控制器4；

超声波液位测量模块1与微型控制器4连接，

它还包括一太阳能供电的组装置：太阳能板2、锂电池及充放电管理电路3；

微型控制器4与锂电池及充放电管理电路3连接，太阳能板2与锂电池及充放电管理电路3连接；

ZIGBEE无线发射模块6与微型控制器4连接。

水位监测仪12安装于涵洞主体8上，一般安装与涵洞中部主体侧，水位监测仪13的底部连接有：超声波液位测量模块10，LED点阵式屏幕14，可实时显示积水液位值。

由于城市涵洞主要分布在立交桥底部，因此安装水位监测仪时，应不影响道路上车辆、行人的正常通行，必要时设置标牌等提醒装置。

安装完成后，打开系统控制模块电源开关，此时ZIGBEE无线模块自动获取ZIGBEE无线网络地址，并进行数据通信，控制模块可自动对ZIGBEE无线网络数据进行管理、采集、存储。完成地下管网液位的监测。通过在ZIGBEE无线管理端可设置控制模块的实时时钟、采集间隔、采集方式等参数，启动后，控制模块自动监测仪可实现自动测量、ZIGBEE无线传输功能。

ZIGBEE无线模块使用的天线应尽量远离大面积的金属平面及地面，安装设备时，要使天线距离金属管或者金属平面至少15cm，安装位置至少离地面3米以上。并尽量减少天线之间的障碍物。

现场安装时，应将太阳能板朝向正南方向（夏季稍偏西，冬季稍偏东），一般倾斜角为45度角（现场依据实际情况，可稍微调整），因为45度角不仅可以有效的吸收光能还可以最大限度的减少风阻和增加支架的支撑力，以保证锂电池一天内的有效充电时间。

安装超声波液位传感器时，应按照要求的报警水位、预警水位进行安装，推荐安装在3米处。

Claims (1)

1.一种城市涵洞低洼区间积水水位监测仪，其特征在于：它包含有超声波液位模块（1）、MSP430F1611微型控制器（4），超声波液位模块（1）与MSP430F1611微型控制器（4）连接，

它还包括一太阳能供电的组装置：太阳能板（2）、锂电池及充放电管理电路（3）；

MSP430F1611微型控制器（4）与锂电池及充放电管理电路（3）连接，太阳能板（2）与锂电池及充放电管理电路（3）连接；

ZIGBEE无线发射模块（6）与MSP430F1611微型控制器（4）连接。