CN104732729A - 一种节能型车库水灾预警方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能型车库水灾预警方法及装置，该预警方法包括如下步骤：休眠，在车库水位到达启动水位之前，预警装置处于休眠静待模式；工作，当到达启动水位时，控制器被激活，进入工作模式；采样，***进入工作模式后通过水位传感器进行采样，获得水位高度；预警，当水位值到达阈值H0时，启动通讯模块通知车主或相关人员；停止，当到达停止条件时，停止预警，返回休眠模式。该预警装置主要包括底座、拉绳、行程开关、浮子、数字处理芯片、通讯模块、提供电能的电源以及水位传感器。本发明设计了休眠模式，***可以在休眠模式和工作模式自动转换，并且可以进一步设置电子开关对相关电路模块的启停关闭，从而可最大限度的降低能耗。
Description
技术领域
本发明涉及车辆设施安全防护技术及其应用领域，尤其涉及一种节能型车库水灾预警方法及装置。
背景技术
随着汽车保有量的大幅增加，车库尤其是地下车库的建设和使用成为现有小区建设常用的车辆停放方案。但是，由于恶劣天气、排水***故障或管理不善等原因，地下车库水灾导致停放车辆水淹的媒体报道日益增多，造成不必要的社会经济损失和车主维权纠纷等不和谐现象。因此，研制一种能够自动检测车库水灾情况并智能分析判断和提醒相关人员的安全预警装置具有重大社会价值。
经过检索不难发现，目前针对车辆水淹报警或预警的装置大概包括以下两种：一种是将装置安装在车辆上，一种是将装置安装在车库或涵洞内。
对于安装在车辆上的报警装置，又分为以下两种：其中一类如申请号为201210490853.9、名称为“车辆涉水安全***及其工作方法”的中国发明专利申请；申请号为201420202657.1、名称为“涉水车辆报警***”的中国实用新型专利等等，这类装置主要是针对车辆涉水安全问题，防止车辆在行驶时突遇积水路面而带来的安全隐患，但很可能因为车轮滚动导致水面波动或局部飞溅而误报警，且一般在发出预警的时候往往有可能已发生涉水事实，此外对于停在车库内的熄火状态车辆并不适用。还有一类如：申请号为201220636433.2、名称为“涉水报警装置”的中国实用新型专利；申请号为201320795409.8、名称为“水淹汽车报警器”的中国实用新型专利；申请号为201420367678.9、名称为“一种汽车防浸水报警装置”的中国实用新型专利，这类装置可以对停止的车辆进行水淹报警，然而随车携带的装置在车辆上安装不便，易受来自路面的被车轮卷起的石头等异物破坏，易因灰尘和油泥堆积而检测失准或失效，而且通常仅能实现达到警戒水位的简单报警无法实现智能型预警。
对于安装在车库或者涵洞内的报警装置，如申请号为201420121688.4、名称为“一种地下车库水淹警报装置的中国实用新型专利；申请号为201220319128.0、名称为“一种车辆防水监测装置”的中国实用新型专利；申请号为201220223458.X、名称为“涵洞水位检测报警装置”的中国实用新型专利。此类装置也仅仅能达到警戒水位的报警，无法达到智能预警，而且基本上是为管理者配备的，不能通知到车主本人。
总之，目前直接关于地下车库水位预警的发明或应用经检索查询未见相关报道，仅存在一些关于水位检测和报警的发明应用。这些发明大都应用于车库、涵洞、隧道、低洼道路等易淹水地方，属于固定安装、工作模式相对简单的***，在便携布置、预警灵活性等方面存在或多或少的不足。尤其是***能耗方面，未能提出较好的节能技术方案，多采用电网供电或太阳能发电等能量补充措施。但一方面水位预警***由于接触水，在采用电网供电时可能存在漏电危险；另一方面地下车库一般是阳光无法照射到达的，太阳能、风能等自带发电措施很难在地下车库获得较好的应用。因此，研究一种自身具备超节能特性的预警***具有较大现实意义。此外，不同于现有水位预警发明，车库水位预警装置还应具有成本低廉、易于推广应用等特点，以更好的满足大量车库以及车主的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种小巧、低能耗、智能预警、可便携布置、易于应用推广的适用于地下车库的节能型车库水灾预警方法及装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：
一种节能型车库水灾预警方法，包括如下步骤：
步骤一，休眠，在车库水位到达启动水位之前，***的各电器元件均不得电，或者除控制器得电静待唤醒信号外其它电器元件均不得电，预警装置一直处于休眠模式；
步骤二，工作，当车库水位到达启动水位时，预警装置内的控制器被激活，此时装置进入工作模式；
步骤三，采样，***进入工作模式后通过水位传感器进行采样，获得车库内水位高度；
步骤四，预警，当获得的水位值到达阈值H0时，启动通讯模块通知车主或相关人员；
步骤五，停止，当***判断到达停止条件时，停止预警，返回步骤一进入休眠模式。
优选地，所述步骤二中，采用浮子开关的结构实现到达启动水位时激活控制器。
优选地，所述步骤三在获得车库水位高度的同时，进一步计算水位上涨速率，并在步骤四根据该水位上涨速率估算水位达到设定上限值H1的剩余时间?t，并将该数据一起通过通讯模块发送给车主或相关人员。
优选地，所述步骤五的停止条件采用水位回复到启动水位时，判断停止预警；或/和通过设定提醒次数上限值的方式停止预警。
一种节能型车库水灾预警装置，包括底座、拉绳、行程开关、浮子、数字处理芯片、通讯模块、提供电能的电源以及水位传感器；该底座放置或固定在车库内的任意地面，其通过所述拉绳与所述浮子连接，该浮子为中空结构；该行程开关安装在浮子外侧，其与底座配合控制其复位与否；该数字处理芯片与该行程开关电连接，其在接受行程开关的复位信号后得电；该通讯模块与该数字处理芯片电连接，其接收来自数字处理芯片的水灾提醒信息并发送给车主或相关人员；该水位传感器与该数字处理芯片电连接，其用以采集水位的高度。
优选地，所述的水位传感器与所述数字处理芯片之间连接有电子开关；所述的通讯模块通过电子开关与所述的数字处理芯片相连接。
优选地，所述的浮子为方形，所述的行程开关安装在方形的浮子侧面底部，所述的底座设有凹槽。
优选地，所述的通讯模块是GSM、GPS或Wifi。
优选地，所述的电源是充电式电池或者更换式电池；当为充电式电池时，进一步设置一个与该电源电连接电池充电接口。
优选地，进一步设置一个用于实现数字处理芯片的编程和设置的接口。
优选地，进一步设置用于显示***工作状态的指示灯。
优选地，进一步设置用于启停***的开关。
优选地，进一步增设声光电控制的LED照明模块。
优选地，所述的浮子内设置一个隔板，所述的数字处理芯片、通讯模块、电源及水位传感器安装在浮子内并位于隔板的上方；该浮子之内的底部设置有配重。
优选地，所述的水位传感器包括安装在浮子内部的卷筒，所述的拉绳一端固定于底座上，另一端固定于卷筒上，且拉绳主体缠绕于卷筒上；该卷筒的两端分别连接安装有可令拉绳回绕在卷筒上的回位装置和可测量卷筒的转动角度并将测量信号传输给数字处理芯片的角位移传感器。
上述车库水灾预警装置的预警方法为：当***部署好预警装置后，按下开关，***运行，但工作于休眠模式，等待来自于行程开关的复位信号唤醒；此时，两个电子开关都断开，角位移传感器和通讯模块处于断电状态；当车库存在进水且形成水位高度时，浮子在浮力作用下上升离开底座，行程开关复位产生中断信号；数字处理芯片接受到中断信号并进行处理，通过设置内部定时器中断时间间隔T使***从睡眠模式唤醒并进入循环采样工作模式；每当设定的定时间隔到达时，数字处理芯片发送指令打开与角位移传感器连接的电子开关，角位移传感器得电工作，检测卷筒的转动角度并发送给数字处理芯片；数字处理芯片接收转角信号后再次关闭该电子开关，角位移传感器断电停止；随后数字处理芯片根据卷筒转角和卷筒半径计算水位高度和水位高度上升速率；当水位高度未达设定预警阈值H0时，***不进行任何操作，等待下一采样时刻；当水位高度达到设定预警阈值H0时，数字处理芯片自动估算水位上升到允许上限值H1时所需要的时间?t，并打开与通讯模块连接的电子开关使通讯模块得电工作以向车主或相关人员发送提醒信息；随后数字处理芯片再次关闭该电子开关使得通讯模块断电停止；信息发送成功则已发送信息总数加1存储；***自动判断已发送信息总数是否到达预设定的最大数目，当达最大数时，***预警任务已完成，自动停止预警并再次进入休眠模式；当未达最大数时，***等待下一采样间隔再次预警；任何时候一旦水位褪去，浮子回座，行程开关再次被压下，***进入休眠节能模式，直到水位再次上升导致浮子离座为止；如此反复循环直至电源电量不足或人为关闭***为止。
采用上述方案后，由于本发明设计了休眠模式，***可以在休眠模式和工作模式自动转换，除车库发生进水时刻外都一直保持在休眠模式，并且当处于工作模式时还可以进一步设置电子开关对相关电路模块的启停关闭，从而可最大限度的降低能耗。
而且本发明当且仅当检测到地下车库水位上升且超过设定阈值时，能够智能提醒车主或相关人员在指定时间内移走车辆，移车的最大允许时间根据当前水位及其上升速率自动计算获得的，因此可以大幅降低由于车库水灾引起的车辆泡水受损问题。考虑到车主住房大都位于地下车库上方楼层，物理距离不大，因此如果能够及时提醒车库水灾信息那么挽救车辆泡水事故的成功概率是很大的，可见本发明预期应用效果很可观。
再者，本发明体积小巧，放置或安装都很方便，对车库的使用不会造成影响，可以直接由车主使用，也可以由物业管理人员使用。
附图说明
图1是本发明所述方法的流程图；
图2是本发明所述装置的结构示意图；
图3是图2所述装置的预警方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
本发明所揭示的是一种节能型车库水灾预警方法，如图1所示，所述的预警方法包括如下步骤：
步骤一，休眠，在车库水位到达启动水位之前，***的各电器元件均不得电，或者除除控制器得电静待唤醒信号外其它电器元件均不得电，预警装置一直处于休眠模式；
步骤二，工作，当车库水位到达启动水位时，预警装置内的控制器被激活，此时装置进入工作模式。可以采用浮子开关的结构实现到达启动水位时激活控制器，这种采用机械式激活导通电路的方式，在休眠时所需电力极少或者完全不需电力，从而可以减小能耗。
步骤三，采样，***进入工作模式后通过水位传感器进行采样，获得车库内水位高度，并可以进一步计算上涨速率。
步骤四，预警，当获得的水位值到达阈值H0时，启动通讯模块通知车主或者物业管理者等相关人员。为了使车主或者相关人员更好的了解车库内水位情况，***可以根据步骤三所计算的上涨速率估算水位达到设定上限值H1的剩余时间?t，并将该数据一起发送给使用者。
步骤五，停止，当***判断到达停止条件时，停止预警，返回步骤一进入休眠模式。停止条件可以采用多种方式设定，例如水位回复到启动水位时（即浮子开关回位时），判断停止预警；考虑到提醒多次之后，车主等相关人员已经采取移车等措施，无需再进行提醒，因此可以通过设定提醒次数上限值的方式停止预警，即当提醒次数达到上限值（例如10次）时停止预警。
本发明还揭示了一种节能型车库水灾预警装置，如图2所示，为所述预警装置的较佳实施例。所述的预警装置包括底座1、拉绳2、行程开关3、浮子4、数字处理芯片7、通讯模块13、电源14以及水位传感器。其中：
所述的底座1可直接放置或通过螺栓固定在车库内的任意地面。例如：如果是车主使用本装置，可以放置或固定在自家车位的旁边；如果是物业管理者使用本装置，可以在车库的多个角落放置或固定本装置。
所述的浮子4通过拉绳2与所述的底座1相连接，该浮子4为中空结构。浮子4的外形可以不做具体约束，例如圆形等，本实施例中为方形。
所述的行程开关3安装在浮子4外侧，该行程开关3与底座1配合控制其复位与否。更具体的，所述的行程开关3安装在方形的浮子4侧面底部，所述的底座1设有凹槽。当浮子4落座在底座1的凹槽内时，行程开关3被压下；当车库发生进水并形成水位后，浮子4离开底座1的凹槽，行程开关3复位。
所述的数字处理芯片7与行程开关3电连接，其在接受行程开关3的复位信号后得电。该数字处理芯片7的类型可不做具体限制，优选的本发明可以采用单片机。
所述的通讯模块13与数字处理芯片7电连接，其接收来自数字处理芯片7的水灾提醒信息并发送给车主或相关人员。该通讯模块13可以是GSM、GPS、Wifi等各种形式，优选的可以采用GSM通讯模块。进一步的，所述的通讯模块13可以通过电子开关10与所述的数字处理芯片7相连接，这样只有需要进行通讯时才由数字处理芯片7控制电子开关10打开，从而减小能耗。
所述的电源14为***工作提供电能，其可以是各种充电式或者更换式电池，具体可以不做约束，优选的本发明采用锂离子充电电池。进一步的，如果采用锂离子充电电池，可设置一个与该电源14电连接电池充电接口12，以便对电池进行充电。
所述的水位传感器与所述的数字处理芯片7电连接，其用以采集水位的高度。进一步的，该水位传感器与该数字处理芯片7之间可以连接有电子开关6，在需要进行水位高度采样时才开启该电子开关6，以降低能耗。所述的水位传感器可以采用多种结构，例如浮筒式液位传感器、浮球式液位传感器或者静压式液位传感器等等。为了利用所述的浮子4，本发明优选的采用浮子水位传感器。本发明实施例中，所述的水位传感器包括安装在浮子4内部的卷筒15，所述的拉绳2一端固定于底座1上，另一端固定于卷筒15上，且拉绳2主体缠绕于卷筒15。卷筒15的两端分别连接安装有回位装置16和角位移传感器5。该回位装置16可以是各种类型，优选的本发明使用发条。该角位移传感器5能够测量卷筒15的转动角度，并将测量信号传输给数字处理芯片7，二者之间线路通断可以由所述的电子开关6控制。本发明所述水位传感器的工作原理为：当车库无水位时，浮子4由于重力回落在底座1上，拉绳2在回位装置16的作用下缠绕在卷筒15上，行程开关3处于压下状态。当车库发生进水且水位上升时，浮子4上升，行程开关3复位，拉绳2带动卷筒15旋转，同时使回位装置16变形产生回复力，回复力保证当水位下落后拉绳被及时回收缠绕在卷筒15上。
进一步的，可以设置一个接口8，用于实现数字处理芯片7的编程和设置，实现水位预警阈值、提醒信息总数和车主通讯方式等信息的设置与修改。该接口8的具体形式不做限定，优先的本发明采用USB接口。
本装置还可以进一步设置指示灯9用于显示***工作状态。也可以进一步设置开关11用于启停***。此外，还可增设声光电控制的LED照明模块（图中未示出），同时解决车库的照明问题。
所述的数字处理芯片7、通讯模块13、电源14、水位传感器、电子开关6、10等***所需的各种元件均可以安装在所述浮子4内部。为了防止水面晃动导致浮子4内部电路模块进水，可以在浮子4内设置一个隔板17用于实现简单密封，并将各种元件设置于隔板17的上方。此外，可以在浮子4之内的底部设置配重18，以保证浮子重心方向，避免浮子在水面波动时倾翻。
本发明的详细工作原理即预警方法步骤如图3所示。当***部署好时，按下开关11，***进入运行状态，但工作于休眠模式，等待来自于行程开关3的复位信号。此时，电子开关6和10都断开，角位移传感器5和通讯模块13处于断电状态，因此常规情况下本***能够最大限度的节约电能。
当车库存在进水且形成水位高度时，浮子4在浮力作用下上升离开底座1，行程开关3复位产生中断信号。数字处理芯片7接受到中断信号并进行处理，通过设置内部定时器采样时间间隔T使***从睡眠模式唤醒并进入循环采样工作模式。每当设定的定时间隔到达时，数字处理芯片7发送指令打开电子开关6，角位移传感器5得电工作，检测卷筒15的转动角度并发送给数字处理芯片7。数字处理芯片7接收转角信号后再次关闭电子开关6，角位移传感器5断电停止，减小***用电功率。随后数字处理芯片7根据卷筒转角和卷筒半径计算水位高度和水位高度上升速率。当水位高度未达设定预警阈值H0时，***不进行任何操作，等待下一采样时刻；当水位高度达到设定预警阈值H0时，数字处理芯片7自动估算水位上升到允许上限值H1时所需要的时间?t，并打开电子开关10使通讯模块13得电工作以向车主或相关人员发送提醒信息，如“尊贵的XX车主您好，您的车位存在水灾风险，当前水位已超过H0，且预计?t时间后达到允许水位上限H1，请尽快将车辆开走。”随后数字处理芯片7再次关闭电子开关10使得通讯模块13断电停止，减小***用电功率。信息发送成功则已发送信息总数加1存储。***自动判断已发送信息总数是否到达预设定的最大数目，当达最大数时，***预警任务已完成，自动停止预警并再次进入休眠模式，最大限制节省耗电量；当未达最大数时，***等待下一采样间隔再次预警。任何时候一旦水位褪去，浮子4回座，行程开关3再次被压下，***进入休眠节能模式，直到水位再次上升导致浮子4离座为止。如此反复循环直至电源14电量不足或人为关闭***为止。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。
Claims (10)
1.一种节能型车库水灾预警方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一，休眠，在车库水位到达启动水位之前，***的各电器元件均不得电，或者除控制器得电静待唤醒信号外其它电器元件均不得电，预警装置一直处于休眠模式；
步骤二，工作，当车库水位到达启动水位时，预警装置内的控制器被激活，此时装置进入工作模式；
步骤三，采样，***进入工作模式后通过水位传感器进行采样，获得车库内水位高度；
步骤四，预警，当获得的水位值到达阈值H0时，启动通讯模块通知车主或相关人员；
步骤五，停止，当***判断到达停止条件时，停止预警，返回步骤一进入休眠模式。
2.根据权利要求1所述的一种节能型车库水灾预警方法，其特征在于：所述步骤二中，采用浮子开关的结构实现到达启动水位时激活控制器。
3.根据权利要求1所述的一种节能型车库水灾预警方法，其特征在于：所述步骤三在获得车库水位高度的同时，进一步计算水位上涨速率，并在步骤四根据该水位上涨速率估算水位达到设定上限值H1的剩余时间?t，并将该数据一起通过通讯模块发送给车主或相关人员。
4.根据权利要求1所述的一种节能型车库水灾预警方法，其特征在于：所述步骤五的停止条件采用水位回复到启动水位时，判断停止预警；或/和通过设定提醒次数上限值的方式停止预警。
5.一种节能型车库水灾预警装置，其特征在于：包括底座（1）、拉绳（2）、行程开关（3）、浮子（4）、数字处理芯片（7）、通讯模块（13）、提供电能的电源（14）以及水位传感器；该底座（1）放置或固定在车库内的任意地面，其通过所述拉绳（2）与所述浮子（4）连接，该浮子为中空结构；该行程开关（3）安装在浮子（4）外侧，其与底座（1）配合控制其复位与否；该数字处理芯片（7）与该行程开关（3）电连接，其在接受行程开关的复位信号后得电；该通讯模块（13）与该数字处理芯片（7）电连接，其接收来自数字处理芯片的水灾提醒信息并发送给车主或相关人员；该水位传感器与该数字处理芯片（7）电连接，其用以采集水位的高度。
6.根据权利要求5所述的一种节能型车库水灾预警装置，其特征在于：所述的水位传感器与所述数字处理芯片（7）之间连接有电子开关（6）；所述的通讯模块（13）通过电子开关（10）与所述的数字处理芯片（7）相连接。
7.根据权利要求5或6所述的一种节能型车库水灾预警装置，其特征在于：所述的浮子（4）为方形；所述的行程开关（3）安装在浮子侧面底部；所述的底座（1）设有容纳浮子（4）完全落座的凹槽；所述的通讯模块（13）可以是GSM、GPS或Wifi；所述的电源可以是充电式电池或者更换式电池；当为充电式电池时，进一步设置一个与该电源（14）电连接电池充电接口（12）；可以进一步设置一个用于实现数字处理芯片（7）的编程和设置的接口（8）；还可以进一步设置用于显示***工作状态的指示灯（9）；也可以进一步设置用于启停***的开关（11）；还可增设声光电控制的LED照明模块。
8.根据权利要求5-7之一所述的一种节能型车库水灾预警装置，其特征在于：所述的浮子（4）内设置一个隔板（17），所述的数字处理芯片（7）、通讯模块（13）、电源（14）及水位传感器安装在浮子内并位于隔板的上方；该浮子（4）之内的底部设置有配重（18）。
9.根据权利要求5-7之一所述的一种节能型车库水灾预警装置，其特征在于：所述的水位传感器包括安装在浮子（4）内部的卷筒（15），所述的拉绳（2）一端固定于底座（1）上，另一端固定于卷筒（15）上，且拉绳主体缠绕于卷筒上；该卷筒的两端分别连接安装有可令拉绳回绕在卷筒上的回位装置（16）和可测量卷筒的转动角度并将测量信号传输给数字处理芯片（7）的角位移传感器（5）。
10.根据权利要求9所述的一种节能型车库水灾预警装置的预警方法，其特征在于：当***部署好预警装置后，按下开关，***运行，但工作于休眠模式，等待来自于行程开关的复位信号唤醒；此时，电子开关（6）和（10）都断开，角位移传感器和通讯模块处于断电状态；当车库存在进水且形成水位高度时，浮子在浮力作用下上升离开底座，行程开关复位产生中断信号；数字处理芯片接受到中断信号并进行处理，通过设置内部定时器中断时间间隔T使***从睡眠模式唤醒并进入循环采样工作模式；每当设定的定时间隔到达时，数字处理芯片发送指令打开电子开关（6），角位移传感器得电工作，检测卷筒的转动角度并发送给数字处理芯片；数字处理芯片接收转角信号后再次关闭电子开关（6），角位移传感器断电停止；随后数字处理芯片根据卷筒转角和卷筒半径计算水位高度和水位高度上升速率；当水位高度未达设定预警阈值H0时，***不进行任何操作，等待下一采样时刻；当水位高度达到设定预警阈值H0时，数字处理芯片自动估算水位上升到允许上限值H1时所需要的时间?t，并打开电子开关（10）使通讯模块得电工作以向车主或相关人员发送提醒信息；随后数字处理芯片再次关闭电子开关（10）使得通讯模块断电停止；信息发送成功则已发送信息总数加1存储；***自动判断已发送信息总数是否到达预设定的最大数目，当达最大数时，***预警任务已完成，自动停止预警并再次进入休眠模式；当未达最大数时，***等待下一采样间隔再次预警；任何时候一旦水位褪去，浮子回座，行程开关再次被压下，***进入休眠节能模式，直到水位再次上升导致浮子离座为止；如此反复循环直至电源电量不足或人为关闭***为止。
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