CN109917725A - 一种道路路面积水传感报警桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种道路路面积水传感报警桩，包括报警桩本体，所述报警桩本体的内部从上到下依次设置有声光报警模块、电源模块、通讯模块以及单片机控制模块，且报警桩本体的一侧靠顶端位置设置有雨量传感器以及测距传感器，所述单片机控制模块以及雨量传感器的电源输入端分别与电源模块的输出端连接。该道路路面积水传感报警桩，能够实时对路面进行监控扫描，当路面出现积水时，会发出声光警示，并将路面的积水信息通过通讯模块发给城市监控中心，城市监控中心可以及时了解路面情况，通过手动开启积水道路附近的排水泵，也可以通过由本装置自动控制排水泵的开启，来排除道路积水，恢复道路通行，符合用户的使用需求。

Description

一种道路路面积水传感报警桩

技术领域

本发明涉及城市路面积水监控与报警技术领域，具体为一种道路路面积水传感报警桩。

背景技术

城市道路每天承载着川流不息的车流，与老百姓的生活息息相关。每当暴雨来袭，总有很多的城市道路严重积水，严重影响交通通行。

然而，道路缺少实时监控，排水泵反应滞后，这是道路暴雨过后道路积水无法及时排除的主要原因。为此，我们提出一种道路路面积水传感报警桩。

发明内容

本发明的目的在于提供一种道路路面积水传感报警桩，能够实时对路面进行监控扫描，当路面出现积水时，会发出声光警示，并将路面的积水信息通过通讯模块发给城市监控中心，城市监控中心可以及时了解路面情况，通过手动开启积水道路附近的排水泵，也可以通过由本装置自动控制排水泵的开启，来排除道路积水，恢复道路通行。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种道路路面积水传感报警桩，包括报警桩本体，所述报警桩本体的内部从上到下依次设置有声光报警模块、电源模块、通讯模块以及单片机控制模块，且报警桩本体的一侧靠顶端位置设置有雨量传感器以及测距传感器，所述单片机控制模块以及雨量传感器的电源输入端分别与电源模块的输出端连接，所述雨量传感器的输出端分别与单片机控制模块以及数据比较器的输入端信号连接，且单片机控制模块的输出端与电源模块的输入端连接，该电源模块的输出端与测距传感器的输入端连接，且测距传感器的输出端与单片机控制模块的输入端连接。

所述数据比较器的输出端通过反馈模块与单片机控制模块的输入端连接，所述单片机控制模块的输出端与声光报警模块的控制端信号连接，且单片机控制模块通过数据通讯模块与城市监控中心双向信号连接，所述城市监控中心与排水泵继电器双向信号连接。

所述城市监控中心通过数据通讯模块分别与若干个报警桩本体双向信号连接，从而可实现对一个市区内或一个区域内多个报警桩本体进行统一监控以及分布式管理的工作。

优选的，所述电源模块由太阳能电池板、逆变器、锂电池以及变压器组成，太阳能电池板的输出端通过逆变器与锂电池的输入端连接，且锂电池的输出端通过变压器分别与单片机控制模块以及雨量传感器的电源输入端连接，电源模块为整个装置提供工作电源。

优选的，所述单片机控制模块采用型号为STC89C51的单片机，单片机控制模块用于接受传感器传输的信号，并对信号进行处理。

优选的，所述测距传感器采用超声波测距传感器，超声波测距传感对路面进行测量，将数据传输给单片机控制模块。

优选的，所述数据通讯模块由ZigBee通讯模块构成，可将数据传输给城市监控中心，且数据通讯模块还包括GPS定位模块，具有地理定位功能。

优选的，所述声光报警模块由蜂鸣器和LED发光二极管组成，声光报警模块接受单片机控制模块的驱动信号后，发出声光报警。

优选的，所述城市监控中心包括：

用于接收发送信号的信号收发模块；

用于对数字信号进行显示的数据显示模块；

用于对数据进行存储的数据存储模块；

用于接收数据并进行数据处理判断以及发送控制指令的中央控制器。

优选的，所述信号收发模块采用ZigBee信号收发器，且信号收发模块与数据通讯模块双向信号连接。

优选的，所述中央控制器采用可编程控制器，且中央控制器分别与信号收发模块、数据存储模块以及排水泵继电器双向信号连接，该数据存储模块采用固态硬盘。

优选的，所述中央控制器的输出端与数据显示模块的输入端连接，该数据显示模块采用LED液晶数字显示屏。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该道路路面积水传感报警桩，能够实时对路面进行监控扫描，当路面出现积水时，会发出声光警示，并将路面的积水信息通过通讯模块发给城市监控中心，城市监控中心可以及时了解路面情况，通过手动开启积水道路附近的排水泵，也可以通过由本装置自动控制排水泵的开启，来排除道路积水，恢复道路通行；其次，该道路路面积水传感报警桩，可实现对一个市区内或一个区域内多个报警桩本体进行统一监控以及分布式管理的工作，符合用户的使用需求。

附图说明

图1为本发明的***原理示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的报警桩本体的组网***示意图；

图4为本发明的数据通讯模块的结构框图；

图5为本发明城市监控中心的结构框图。

图中：1、报警桩本体；2、电源模块；3、测距传感器；4、雨量传感器；5、单片机控制模块；6、数据通讯模块；7、声光报警模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种道路路面积水传感报警桩，包括报警桩本体1，所述报警桩本体1的内部从上到下依次设置有声光报警模块7、电源模块2、通讯模块6以及单片机控制模块5，且报警桩本体1的一侧靠顶端位置设置有雨量传感器4以及测距传感器3，所述单片机控制模块5以及雨量传感器4的电源输入端分别与电源模块2的输出端连接，所述雨量传感器4的输出端分别与单片机控制模块5以及数据比较器的输入端信号连接，且单片机控制模块5的输出端与电源模块2的输入端连接，该电源模块2的输出端与测距传感器3的输入端连接，且测距传感器3的输出端与单片机控制模块5的输入端连接。

所述数据比较器的输出端通过反馈模块与单片机控制模块5的输入端连接，所述单片机控制模块5的输出端与声光报警模块7的控制端信号连接，且单片机控制模块5通过数据通讯模块6与城市监控中心双向信号连接，所述城市监控中心与排水泵继电器双向信号连接。

所述城市监控中心通过数据通讯模块6分别与若干个报警桩本体1实现双向信号连接，从而可实现对一个市区内或一个区域内多个报警桩本体1进行统一监控以及分布式管理的工作。

本发明中：电源模块2由太阳能电池板、逆变器、锂电池以及变压器组成，太阳能电池板的输出端通过逆变器与锂电池的输入端连接，且锂电池的输出端通过变压器分别与单片机控制模块5以及雨量传感器4的电源输入端连接，电源模块2为整个装置提供工作电源。

本发明中：单片机控制模块5采用型号为STC89C51的单片机，单片机控制模块5用于接受传感器传输的信号，并对信号进行处理。

本发明中：测距传感器3采用超声波测距传感器，超声波测距传感对路面进行测量，将数据传输给单片机控制模块5。

本发明中：数据通讯模块6由ZigBee通讯模块构成，可将数据传输给城市监控中心，且数据通讯模块6还包括GPS定位模块，具有地理定位功能。

本发明中：声光报警模块7由蜂鸣器和LED发光二极管组成，声光报警模块7接受单片机控制模块5的驱动信号后，发出声光报警。

本发明中：城市监控中心包括：

用于接收发送信号的信号收发模块；

用于对数字信号进行显示的数据显示模块；

用于对数据进行存储的数据存储模块；

用于接收数据并进行数据处理判断以及发送控制指令的中央控制器。

本发明中：信号收发模块采用ZigBee信号收发器，且信号收发模块与数据通讯模块双向信号连接。

本发明中：中央控制器采用可编程控制器，可预先对雨量过高的报警阈值进行确定，在根据雨量报警阈值对可编程控制器进行编程，致使在雨量不合格时，自动驱动相应排水泵继电器进行工作，从而使得对应的排水泵进行排水工作；且中央控制器分别与信号收发模块、数据存储模块以及排水泵继电器双向信号连接，该数据存储模块采用固态硬盘；数据存储模块可对中央控制器内接收的各项数据进行存储，便于后期调取查询数据的工作。

本发明中：中央控制器的输出端与数据显示模块的输入端连接，该数据显示模块采用LED液晶数字显示屏；LED液晶数字显示屏可对接收到的各个报警桩附近的雨量进行数字显示。

工作原理：电源模块2由太阳能电池板、锂电池所组成；太阳能电板将太阳能转化为电能，逆变器将转化的直流电变为交流电，给锂电池充电，再通过变压器就行变压，方便锂电池为整个装置提供电源；

雨量传感器4对晴雨天气进行监控，并根据天气情况控制整个装置的工作或者休眠状态以及根据雨量大小控制测距传感器3的扫描频率；测距传感器3采用超声波测距传感器对路面进行检测；

本装置采用单片机作为控制芯片，选用型号为STC89C51的单片机作为控制核心；

数据通讯模块6，本装置的通讯模块的作用主要是将传感器监测的数据发给城市监控中心，或者向排污泵发出远程启动和停止信号，地理定位。基于以上所需功能通讯模块的我们选择ZigBee通讯模块，通过桩与桩之间组网通讯；

声光报警模块7，声光报警模块是本装置的一个辅助模块该模块选用低功耗的LED发光二极管作为灯光信号的发光光源。

雨量传感器4在检测不到下雨时本装置处于休眠状态，当雨量传感器4监测到下雨时，装置才会激活工作，减少不必要的电能损耗。超声波测距传感器3，用于路面积水的测量。当检测到路面积水时，单片机控制模块通过通讯模块将数据发送给城市监控中心，当路面积水达到一定深度时，控制模块向城市监控中心发出预警，并提示开启就近的排水泵，也可自动控制排水泵的开启。当路面积水达到危险级别时，控制模块除了向城市监控中心发出报警信号外，声光报警模块7发出声光报警信号，提醒车辆行人不要驶入；该道路路面积水传感报警桩，能实时监控路面积水情况，当路面积水时能及时把路面积水情况发送给远程控制中心，当路面严重积水时，能自动远程启动排水泵，并通过声光报警提示车辆路人禁止驶入危险路段，避免危险的发生。

综上所述：该道路路面积水传感报警桩，能够实时对路面进行监控扫描，当路面出现积水时，会发出声光警示，并将路面的积水信息通过数据通讯模块6发给城市监控中心，城市监控中心可以及时了解路面情况，通过手动开启积水道路附近的排水泵，也可以通过由本装置自动控制排水泵的开启，来排除道路积水，恢复道路通行；其次，该道路路面积水传感报警桩，可实现对一个市区内或一个区域内多个报警桩本体1进行统一监控以及分布式管理的工作，符合用户的使用需求。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本***中涉及到的相关模块均为硬件***模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本***的改进之处；本***的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对***的整体的构造进行改进，以解决本***所要解决的相应技术问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种道路路面积水传感报警桩，包括报警桩本体，所述报警桩本体的内部从上到下依次设置有声光报警模块、电源模块、通讯模块以及单片机控制模块，且报警桩本体的一侧靠顶端位置设置有雨量传感器以及测距传感器，其特征在于：所述单片机控制模块以及雨量传感器的电源输入端分别与电源模块的输出端连接，所述雨量传感器的输出端分别与单片机控制模块以及数据比较器的输入端信号连接，且单片机控制模块的输出端与电源模块的输入端连接，该电源模块的输出端与测距传感器的输入端连接，且测距传感器的输出端与单片机控制模块的输入端连接；

所述数据比较器的输出端通过反馈模块与单片机控制模块的输入端连接，所述单片机控制模块的输出端与声光报警模块的控制端信号连接，且单片机控制模块通过数据通讯模块与城市监控中心双向信号连接，所述城市监控中心与排水泵继电器双向信号连接；

所述城市监控中心通过数据通讯模块分别与若干个报警桩本体双向信号连接，从而可实现对一个市区内或一个区域内多个报警桩本体进行统一监控以及分布式管理的工作。

2.根据权利要求1所述的一种道路路面积水传感报警桩，其特征在于：所述电源模块由太阳能电池板、逆变器、锂电池以及变压器组成，太阳能电池板的输出端通过逆变器与锂电池的输入端连接，且锂电池的输出端通过变压器分别与单片机控制模块以及雨量传感器的电源输入端连接，电源模块为整个装置提供工作电源。

3.根据权利要求1所述的一种道路路面积水传感报警桩，其特征在于：所述单片机控制模块采用型号为STC89C51的单片机，单片机控制模块用于接受传感器传输的信号，并对信号进行处理。

4.根据权利要求1所述的一种道路路面积水传感报警桩，其特征在于：所述测距传感器采用超声波测距传感器，超声波测距传感对路面进行测量，将数据传输给单片机控制模块。

5.根据权利要求1所述的一种道路路面积水传感报警桩，其特征在于：所述数据通讯模块由ZigBee通讯模块构成，可将数据传输给城市监控中心，且数据通讯模块还包括GPS定位模块，具有地理定位功能。

6.根据权利要求1所述的一种道路路面积水传感报警桩，其特征在于：所述声光报警模块由蜂鸣器和LED发光二极管组成，声光报警模块接受单片机控制模块的驱动信号后，发出声光报警。

7.根据权利要求1所述的一种道路路面积水传感报警桩，其特征在于：所述城市监控中心包括：

用于接收发送信号的信号收发模块；

用于对数字信号进行显示的数据显示模块；

用于对数据进行存储的数据存储模块；

用于接收数据并进行数据处理判断以及发送控制指令的中央控制器。

8.根据权利要求7所述的一种道路路面积水传感报警桩，其特征在于：所述信号收发模块采用ZigBee信号收发器，且信号收发模块与数据通讯模块双向信号连接。

9.根据权利要求7所述的一种道路路面积水传感报警桩，其特征在于：所述中央控制器采用可编程控制器，且中央控制器分别与信号收发模块、数据存储模块以及排水泵继电器双向信号连接，该数据存储模块采用固态硬盘。

10.根据权利要求7所述的一种道路路面积水传感报警桩，其特征在于：所述中央控制器的输出端与数据显示模块的输入端连接，该数据显示模块采用LED液晶数字显示屏。