CN218630242U - 便携式雨雪监测告警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式雨雪监测告警装置，用于解决现有装备无法对降雪量进行有效的监测的弊端。该装置的机壳内安装有单片机、GPRS通信模块和充电电池，其中，充电电池为设备进行供24V电源，所述GPRS通信模块通过信号线与单片机进行电连接在该单片机通过I/O接口引出雨雪检测元件、温度传感器和半导体制冷片。雨雪警报信号以二进制编码的形式通过GPRS通信模块和运行商网络向高速公路交通调度中心发出无线信号。本技术采用雨雪的有无判断、降水量的判断、降雪厚度的判断、风力大小的监控集成为一体，产生数据，并配合调度监控中心进行研判，解决到了目前高速公路在冬季雨雪天气下存在的局部降雪量无法精准感知的问题。

Description

便携式雨雪监测告警装置

技术领域

该实用新型涉及高速公路安全监控技术领域。

背景技术

恶劣天气现象严重影响高速公路行车安全，极易导致交通事故的发生。如雨雪天气会导致路面湿滑，路面结冰、霜冻会造成路面摩擦系数明显降低，这些天气现象都会影响车辆行驶稳定性，直接或间接的给交通安全带来隐患。

高速公司需要根据顶层设计需求在沿线布设高速公路气象监测站，实时监控高速公路路面状况及气象信息，通过显示屏发布信息，提醒驾驶员安全驾驶，保障高速公路交通安全。

但是往往受预算和实地情况的各种限制，不可能处处布放全功能气象监测站，而要根据重点路段实施重点布控监测，机动灵活实施预警，这就要求有一款便携式雨雪告警装置及系统。

关于便携式雨雪监控技术，本申请人检索到以下技术文献：

CN201262649Y一种铁路道岔融雪系统，确切说是一种雨雪监测装置，它至少包括雨雪检测头、温度传感器、支架盒、检测电路，雨雪检测头包括一个印刷电路板，印刷电路板上有电阻传感线，电阻传感线的两端与检测电路电连接，印刷电路板固定在支架盒上。该技术仅仅能检测到是否有雨雪，并不能对雨雪的降水量和降雪量进行检测，功能单一，已经不能满足现场的使用要求。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种便携式雨雪监测告警装置，用于解决现有装备无法对降雪量进行有效的监测的弊端。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

便携式雨雪监测告警装置，该装置的机壳内安装有单片机、GPRS通信模块和充电电池，其中，充电电池为设备进行供24V电源，所述GPRS通信模块通过信号线与单片机进行电连接，其特征在于，在该单片机通过I/O接口引出雨雪检测元件。

进一步地，所述雨雪检测元件采用印刷电路板作为载体，并在印刷电路板的内部设置有绝缘处理的电发热丝，并在该印刷电路板表面印刷有电阻丝，该电阻丝以螺旋的方式布置，雨雪警报信号以二进制编码的形式通过GPRS通信模块和运行商网络向高速公路交通调度中心发出无线信号。

进一步地，在上述的该单片机上通过I/O接口引出一个温度传感器，该温度传感器与上述的雨雪检测元件放置在相近的位置，用于该低点路面处上方数毫米范围内的地表温度的检测。

进一步地，上述的温度传感器设置为两个，一个贴合在沥青路面上，进行沥青路面温度的监测，另一个位于距离路面1厘米的高度，对近地面温度进行检测。

进一步地，所述印刷电路板制作为圆形的电路板轮廓，且该印刷电路板具有向微微凸起的形状，使得电热并融化的雪水向四周汇集，并经过该印刷电路板周围的汇集凹槽汇集后向雨水收集试管汇集，用于收集产生的雪水，并进行有效的统计。统计过程如下，上述的雨水收集试管中自带液位感知传感器。上述的雨水收集试管的管径与上述的印刷电路板的面积比为1:10，通过该液位感知得到的液位经过10：1的换算后，即可得到本安装地点处雨水、雪花融化后的降水量。降水量以二进制编码的形式通过GPRS通信模块和运行商网络向高速公路交通调度中心发出无线信号。

进一步地，在该单片机上通过I/O接口引出一个半导体制冷片，由于该半导体制冷片的存在，使得降雪得以保存，便于后期进行有效的降雪厚度的统计。

进一步地，该半导体制冷片的周围边沿位置设置一个微微凸起的挡边，用于阻挡积雪的滑落，进而保证数据的有效性。

进一步地，在该单片机上通过I/O接口引出一个低功率版摄像头，该摄像头对高速公路行车道某一具体点进行有效的监控，

进一步地，同时在该单片机上通过I/O接口引出一个风速传感器，该风速传感器单独的固定在护栏的立柱上，对该处的风力进行实施的监控，该监控数据通过数据传输推送至调度监控中心。

本实用新型的有益效果是：

本技术采用雨雪的有无判断、降水量大小的判断、降雪厚度大小的判断、风力大小的监控集成为一体，产生数据，并配合调度监控中心进行研判，解决到了目前高速公路在冬季雨雪天气下存在的局部降雪量无法精准感知的问题，是一种智能化判断的辅助设备。

本技术采用模块化设计，可以根据使用场景的不同，选配不同的功能模块，例如针对降雪情况、降雨情况、环境温湿度、风速等展开监测，适应性较强。

附图说明

图1本实用新型的原理图。

图中：

A单片机电路板，A0 GPRS通信模块，A1充电电池，A2雨雪检测元件，A3温度传感器，A4半导体制冷片。

具体实施方式

实施例一

结合说明书附图1，对本装置的工作原理、组成结构做详细而精进的介绍。

便携式雨雪监测告警装置，该装置采用碳纤一体化防水外壳作为机壳，并设置有机壳盖，开启后便于进行检修等操作，在机壳内安装有单片机电路板A、GPRS通信模块A0、充电电池A1，其中，充电电池为设备进行供24V电源。GPRS通信模块通过信号线与单片机进行电连接，形成有效的信号传输通道。在该单片机A上通过I/O接口引出一个雨雪检测元件A2，该雨雪检测元件用于监测雨雪的数量，并进行有效的数据统计。

具体来说，本实施例中，雨雪检测元件A2采用印刷电路板作为载体，用于感知外界雨雪状况和使得冰雹、雪花融化成为水的能力。具体过程为，在印刷电路板的内部设置有绝缘处理的电发热丝，该电发热丝发热后使得掉落在该电路板上的雪花以水的形式存在，其作用是防止雪积累在印刷电路板表面。并在该印刷电路板上印刷有电阻丝，该电阻丝以螺旋的方式布置在印刷电路板的上表面，具体原理是，该印刷电路板没有接触雨或雪时，电阻丝的电阻值恒定(螺旋状的电阻丝电阻值较大)，当电路印刷板表面接触到雨或雪时，由于水的作用，使得螺旋状的电阻丝局部发生短路，进而使得螺旋电阻丝的整体电阻值减小，即可判断是否有雨雪产生并发出雨雪警报。雨雪警报信号以二进制编码的形式通过GPRS通信模块和运行商网络向高速公路交通调度中心发出无线信号。

进一步地，在上述的该单片机上通过I/O接口引出一个温度传感器A3，该温度传感器与上述的雨雪检测元件放置在相近的位置，用于该低点路面处上方数毫米范围内的地表温度的检测。

进一步地，上述的温度传感器设置为两个，一个贴合在沥青路面上，进行沥青路面温度的监测，另一个位于距离路面1厘米的高度，对近地面附近温度进行检测。

配合国家“大气象预告”，降雪时由传感器加热着落的雪花，判断传感器加热带来的电流电阻变化，形成开始降雪的预警，通过通信模块传到系统平台，系统平台将有雪的结果变成可视化结果(检测屏幕值变化或者短信传达到定制预警手机)。

上述的碳纤一体化防水外壳采用碳纤维材料制作，具有轻质、耐候、高强度、防水、防盐碱、防腐蚀的优势，配合我单位养护中心研制“多用途标志牌固定装置”，可以实现该装置在高速公路护栏上进行快速的安装，具体过程如下：

实施例二

作为进一步地改进措施，在本装置上增加降水量统计功能，进一步的集成雨雪数量统计功能，具体来说，本实施例中，雨雪检测元件A2中，将上述的印刷电路板制作为圆形的电路板轮廓，且该印刷电路板具有向上微微凸起的形状，使得电热并融化的雪水向四周汇集，并经过该印刷电路板周围的汇集凹槽汇集后向雨水收集试管汇集，用于收集产生的雪水，并进行有效的统计。统计过程如下，上述的雨水收集试管中自带液位感知传感器。上述的雨水收集试管的管径与上述的印刷电路板的面积比为1:10，通过该液位感知得到的液位经过10：1的换算后，即可得到本安装地点处雨水、雪花融化后的降水量。降水量以二进制编码的形式通过GPRS通信模块和运行商网络向高速公路交通调度中心发出无线信号。

实施例三

作为进一步地改进措施，对降雪量的厚度进行统计，实际中，由于雪花的大小和密度等不同，相同降水量的情况下，路面覆盖雪的厚度是不同的，因此有必要对降雪的过程进行留证和保留，以便更加精准的获得实际的降雪厚度数据。

具体来说，在该单片机上通过I/O接口引出一个半导体制冷片A4，该半导体制冷片通过制冷的方式，使得落到该半导体制冷片上的雪花不会快速的被融化，并对雪花进行存储，雪花在此处得到有效的存储，由于该半导体制冷片的存在，使得降雪得以保存，便于后期进行有效的降雪厚度的统计。

进一步地，该半导体制冷片的周围边沿位置设置一个微微凸起的挡边，用于阻挡积雪的滑落，进而保证数据的有效性。

该装置与智能物联网进行有效融合，具备自组网、远距离传输通信、实时雨雪探测与远程报警能力，并将数据推送至调度中心和相关路政维护人员，便于灵活、有序的启动高速安全处置方案，快速处置，从而保障高速公路运营过程中的安全。

实施例四

在该单片机上通过I/O接口引出一个低功率版摄像头，该摄像头对高速公路行车道某一具体点进行有效的监控，该监控数据通过数据传输推送至调度监控中心，同时调度监控中心通过人工智能AI视频分析算法对回传视频数据进行智能比对分析，对高速路面的覆盖雪量进行综合评判分析，并结合降水量、降雪厚度和现场返回的路面温度实况研判，将所有决定整理后推送到相关负责人，通知相关负责人采取必要的管控措施。

本技术结合降水量、温度、降雪厚度等探测传感器、移动通信和调度监控中心，形成软硬件一体的人机智能化信息系统。

实施例五

进一步的改进措施，雨雪天气下，一般伴随着风能的产生，因此，将装置中集成一个风能供电模块，该模块由风力发电机、逆变器组成，即通过风力发电机发电的方式对充电电池进行补充电能，进而保证设备处于持续运行状态。

上述的风能供电模块，通过专用夹具固定在高速公路护栏上，用于捕捉附近的风力，并产生电能，理论上，本装置结合电池的存储电能和补充电能，可以实现24小时范围内的雨雪不间断监控。

同时在该单片机上通过I/O接口引出一个风速传感器，该风速传感器单独的固定在护栏的立柱上，对该处的风力进行实施的监控，该监控数据通过数据传输推送至调度监控中心。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本实用新型的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.便携式雨雪监测告警装置，该装置的机壳内安装有单片机、GPRS通信模块和充电电池，其特征在于，所述单片机通过I/O接口引出雨雪检测元件，且所述雨雪检测元件采用印刷电路板作为载体，并在印刷电路板的内部设置有绝缘处理的电发热丝，并在该印刷电路板表面印刷有电阻丝，该电阻丝以螺旋的方式布置，雨雪警报信号以二进制编码的形式通过GPRS通信模块和运行商网络向调度监控中心发出信号，所述印刷电路板向上微微凸起，并在印刷电路板周围设置汇集凹槽，该汇集凹槽汇集连接雨水收集试管，且所述雨水收集试管中设置液位感知传感器。

2.根据权利要求1所述的便携式雨雪监测告警装置，其特征在于，所述单片机上通过I/O接口引出温度传感器。

3.根据权利要求2所述的便携式雨雪监测告警装置，其特征在于，所述温度传感器设置为两个，一个贴合在沥青路面上，进行沥青路面温度的监测，另一个位于距离路面一定高度，对近地面温度进行检测。

4.根据权利要求1所述的便携式雨雪监测告警装置，其特征在于，所述单片机通过I/O接口引出半导体制冷片。

5.根据权利要求4所述的便携式雨雪监测告警装置，其特征在于，所述半导体制冷片的边沿位置设置挡边。

6.根据权利要求1所述的便携式雨雪监测告警装置，其特征在于，所述单片机上通过I/O接口引出摄像头。

7.根据权利要求1所述的便携式雨雪监测告警装置，其特征在于，所述单片机通过I/O接口引出风速传感器，该风速传感器固定在护栏的立柱上。

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