CN213515879U

CN213515879U - 水深检测装置及其系统

Info

Publication number: CN213515879U
Application number: CN202022111203.1U
Authority: CN
Inventors: 陈志兴; 杨帆; 杨华
Original assignee: Guangdong Shenglu Telecommunication Tech Co Ltd
Current assignee: Guangdong Shenglu Telecommunication Tech Co Ltd
Priority date: 2020-09-23
Filing date: 2020-09-23
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2030-09-23

Abstract

本实用新型公开了水深检测装置及其系统，其中装置包括设有固定件的雷达；雷达还设有接收天线阵列、发射天线阵列、射频收发芯片以及用于根据发收测量波的时间间隔处理得到水深的处理器；发射天线阵列发射测量波的方向与地面间呈角度α；系统包括水深检测装置、以及服务器、管理平台；具有成本低、安装方便以及测量准确的优点。

Description

水深检测装置及其系统

技术领域

本实用新型涉及水深检测领域，特别是水深检测装置及其系统。

背景技术

多雨天气容易导致路面浸水，路面浸水会影响人们出行以及容易造成事故。为了便于探测路面浸水深度可实现道路异常事件和安全隐患的告警、定位和应急联动，同时也可为优化道路设计提供数据支撑，研发一种成本低、安装方便以及测量准确的水深检测装置是该领域亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供水深检测装置及其系统。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

本实用新型的第一方面，水深检测装置，包括雷达，所述雷达设有用于将所述雷达固定在柱体上以远离地面的固定件；所述雷达设有接收天线阵列、发射天线阵列、射频收发芯片以及用于根据发收测量波的时间间隔处理得到水深的处理器；所述射频收发芯片的射频发射通道与所述发射天线阵列连接，所述射频收发芯片的射频接收通道与所述接收天线阵列连接；所述发射天线阵列发射测量波的方向与地面间呈角度α。

根据本实用新型的第一方面，所述接收天线阵列包括多根接收天线，相邻两根所述接收天线之间的距离为测量波波长的一半。

根据本实用新型的第一方面，所述发射天线阵列包括多根发射天线，相邻两根所述发射天线之间的距离为测量波波长的两倍。

根据本实用新型的第一方面，所述接收天线和所述发射天线均包括微带线和贴片天线，所述贴片天线位于微带线的末端。

根据本实用新型的第一方面，所有所述微带线的长度相等。

根据本实用新型的第一方面，所有所述贴片天线的大小相同。

根据本实用新型的第一方面，所述射频收发芯片的输出端与混频器的输入端连接，所述混频器的输出端与模数转换模块的输入端连接，所述模数转换模块的输出端与所述处理器连接。

根据本实用新型的第一方面，所述固定件包括第一弹性环、第二弹性环和锁紧螺丝，所述第一弹性环的一端和所述第二弹性环的一端均与所述雷达连接，所述第一弹性环的另一端和所述第二弹性环的另一端均设有螺丝安装孔；所述锁紧螺丝穿过所述第一弹性环的螺丝安装孔和所述第二弹性环的螺丝安装孔并将所述第一弹性环和所述第二弹性环锁紧。

根据本实用新型的第一方面，所述射频收发芯片为能发射和接收调频连续波的射频收发芯片。

本实用新型的第二方面，水深检测系统，包括如本实用新型的第一方面所述的水深检测装置、服务器和管理平台；所述水深检测装置安装于路边的柱体上，所述水深检测装置通过联网模块与所述服务器通信连接，所述服务器与所述管理平台通信连接。

上述方案至少具有以下有益效果：雷达能通过固定件方便地固定在路边的路灯、红绿灯、监控等装置的柱体上；射频收发芯片产生测量波，经过射频发射通道由发射天线阵列射向地面；测量波经地面或地面上的水面反射，反射的测量波被接收天线阵列检测到并接收，反射的测量波经过射频发射通道由射频收发芯片接收；处理器根据射频收发芯片发收测量波的时间间隔t计算得到水深d，测量快捷准确；其具有成本低、安装方便以及测量准确的优点。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型实施例水深检测装置中的雷达的结构图；

图2是本实用新型实施例水深检测装置的结构图；

图3是本实用新型实施例水深检测装置测量水深的原理图；

图4是本实用新型实施例水深检测系统的连接原理图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1和图3，本实用新型的一个实施例，提供了水深检测装置10。水深检测装置10包括雷达100，雷达100设有用于将雷达100固定在柱体上以远离地面的固定件200；雷达100设有接收天线阵列112、发射天线阵列111、射频收发芯片120以及用于根据发收测量波的时间间隔处理得到水深的处理器150；射频收发芯片120的射频发射通道与发射天线阵列111连接，射频收发芯片120的射频接收通道与接收天线阵列112连接；发射天线阵列111发射测量波的方向与地面间呈角度α。

在该实施例中，雷达100能通过固定件200方便地固定在路边的路灯、红绿灯、监控等装置的柱体上，雷达100与地面的距离为h。射频收发芯片120产生测量波，经过射频发射通道由发射天线阵列111射向地面，发射天线阵列111发射测量波的方向与地面间呈角度α。需要说明的是，在安装雷达100在柱体上的时候，工程师会根据实际安装情况对处理器150设定距离h和角度α。测量波经地面或地面上的水面反射，反射的测量波被接收天线阵列112检测到并接收，反射的测量波经过射频发射通道由射频收发芯片120接收。处理器150根据射频收发芯片120发收测量波的时间间隔t按照d＝h-c*t/2*sinα计算得到水深d。

当然，在另一方面，工程师会对处理器150设定距离h和发射天线阵列111发射测量波的方向与地面的垂线间的角度θ，实际上θ＝90°-α，处理器150根据射频收发芯片120发收测量波的时间间隔t按照d＝h-c*t/2*cosθ计算得到水深d。

参照图1，进一步，接收天线阵列112包括多根接收天线114，发射天线阵列111包括多根发射天线113，接收天线114和发射天线113均包括微带线115和贴片天线116，贴片天线116位于微带线115的末端。

相邻两根发射天线113之间的距离为测量波波长的两倍。相邻两根接收天线114之间的距离为测量波波长的一半。该设置有利于发射天线113发射测量波以及接收天线114接收测量波。

进一步，接收天线114的数量具体为四根。四根接收天线114的微带线115长度相等，四根接收天线114的微带线115贴片天线116的大小相同。发射天线113的数量具体为三根。三根发射天线113的微带线115长度相等，三根发射天线113的微带线115贴片天线116的大小相同。更进一步地，由于接收天线114接收的经反射的测量波与发射天线113发射的测量波的波长大致相同，接收天线114和发射天线113的微带线115的长度相等以及贴片天线116的大小相同。

进一步，射频收发芯片120的输出端与混频器130的输入端连接，混频器130的输出端与模数转换模块140的输入端连接，模数转换模块140的输出端与处理器150连接。

在该实施例中，射频收发芯片120接收的经反射的测量波，经过混频器130变频，然后经过模数转换模块140将模拟信号形式的测量波转换为数字信号形式的测量波，数字信号形式的测量波被输入至处理器150进行处理。具体地，混频器130的型号为西门子MicroMaster440；模数转换模块140的型号为AD7714；处理器150可以采用常用的ARM7TDMI；结合本领域常识和产品说明书，能实现各模块间的引脚连接，在此不再详述。

参照图2，进一步，固定件200包括第一弹性环210、第二弹性环220和锁紧螺丝230，第一弹性环210的一端和第二弹性环220的一端均与雷达100连接，第一弹性环210的另一端和第二弹性环220的另一端均设有螺丝安装孔；锁紧螺丝230穿过第一弹性环210的螺丝安装孔和第二弹性环220的螺丝安装孔并将第一弹性环210和第二弹性环220锁紧。在该实施例中，将第一弹性环210和第二弹性环220套住柱体，然后使锁紧螺丝230穿过穿过第一弹性环210的螺丝安装孔和第二弹性环220的螺丝安装孔，旋紧锁紧螺丝230上的螺母进而使第一弹性环210和第二弹性环220将柱体锁紧；安装方便牢固。

进一步，射频收发芯片120为能发射和接收调频连续波的射频收发芯片120，具体型号为ADF5904。

参照图4，本实用新型的另一个实施例，提供了水深检测系统。水深检测系统包括如上所述的水深检测装置10以及服务器30、管理平台40；水深检测装置10安装于路边的柱体上，水深检测装置10通过联网模块20与服务器30通信连接，服务器30与管理平台40通信连接。具体地，联网模块20可以是4g联网芯片或5g联网芯片。

在该实施例中，路边的柱体可以是路灯、红绿灯、监控等装置的立柱。通过水深检测装置10检测路面的水深情况，将水深值通过联网模块20发送至服务器30，管理平台40连上服务器30获取水深值，达到实时监控，并对水深进行预警。当然在其他实施例中，用户也能通过在计算机或移动终端上安装客户端登上服务器30获取水深值。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.水深检测装置，其特征在于，包括雷达，所述雷达设有用于将所述雷达固定在柱体上以远离地面的固定件；所述雷达设有接收天线阵列、发射天线阵列、射频收发芯片以及用于根据发收测量波的时间间隔处理得到水深的处理器；所述射频收发芯片的射频发射通道与所述发射天线阵列连接，所述射频收发芯片的射频接收通道与所述接收天线阵列连接；所述发射天线阵列发射测量波的方向与地面间呈角度α。

2.根据权利要求1所述的水深检测装置，其特征在于，所述接收天线阵列包括多根接收天线，相邻两根所述接收天线之间的距离为测量波波长的一半。

3.根据权利要求2所述的水深检测装置，其特征在于，所述发射天线阵列包括多根发射天线，相邻两根所述发射天线之间的距离为测量波波长的两倍。

4.根据权利要求3所述的水深检测装置，其特征在于，所述接收天线和所述发射天线均包括微带线和贴片天线，所述贴片天线位于微带线的末端。

5.根据权利要求4所述的水深检测装置，其特征在于，所有所述微带线的长度相等。

6.根据权利要求4所述的水深检测装置，其特征在于，所有所述贴片天线的大小相同。

7.根据权利要求1所述的水深检测装置，其特征在于，所述射频收发芯片的输出端与混频器的输入端连接，所述混频器的输出端与模数转换模块的输入端连接，所述模数转换模块的输出端与所述处理器连接。

8.根据权利要求1所述的水深检测装置，其特征在于，所述固定件包括第一弹性环、第二弹性环和锁紧螺丝，所述第一弹性环的一端和所述第二弹性环的一端均与所述雷达连接，所述第一弹性环的另一端和所述第二弹性环的另一端均设有螺丝安装孔；所述锁紧螺丝穿过所述第一弹性环的螺丝安装孔和所述第二弹性环的螺丝安装孔并将所述第一弹性环和所述第二弹性环锁紧。

9.根据权利要求1所述的水深检测装置，其特征在于，所述射频收发芯片为能发射和接收调频连续波的射频收发芯片。

10.水深检测系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的水深检测装置、服务器和管理平台；所述水深检测装置安装于路边的柱体上，所述水深检测装置通过联网模块与所述服务器通信连接，所述服务器与所述管理平台通信连接。