水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置和方法，其中裝置包括太陽能供電模塊、信號(hào)采集模塊、智能數(shù)據(jù)分析模塊和信號(hào)傳輸模塊；太陽能供電模塊與智能數(shù)據(jù)分析模塊電連接，用于供電給智能數(shù)據(jù)分析模塊；信號(hào)采集模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)涵洞的水位信息，并將水位信息發(fā)送至智能數(shù)據(jù)分析模塊；智能數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)接收到的水位信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲取涵洞的當(dāng)前水位，并根據(jù)當(dāng)前水位判斷是否發(fā)出告警信號(hào)；以及確定發(fā)出告警信號(hào)后進(jìn)一步判斷告警信號(hào)的級(jí)別，并發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的告警信號(hào)；信號(hào)傳輸模塊用于傳輸相應(yīng)級(jí)別的告警信號(hào)至監(jiān)控中心。其有效解決了現(xiàn)有的涵洞水量監(jiān)測(cè)方法由于告警不及時(shí)造成不必要的損失的問題。
【專利說明】水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水位監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]涵洞是指在公路工程建設(shè)中，為了使公路順利通過水渠不妨礙交通，設(shè)于路基下修筑于路面以下的排水孔道(過水通道)。通過這種結(jié)構(gòu)可以讓水從公路的下面流過。用于跨越天然溝谷洼地排泄洪水，或橫跨大小道路作為人、畜和車輛的立交通道，或農(nóng)田灌溉作為水渠。涵洞主要由洞身、基礎(chǔ)、端和翼墻等。涵洞是根據(jù)連通器的原理，常用磚、石、混凝土和鋼筋混凝土等材料筑成。一般孔徑較小，形狀有管形、箱形及拱形等。洪汛期間，如果通過涵洞水量過大，告警不及時(shí)，不能采取有效措施導(dǎo)致公路橋面等設(shè)施被水淹沒損壞，從而造成損失。因此，對(duì)通過涵洞的水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。
[0003]目前，監(jiān)測(cè)通過涵洞水量主要采用水位線法和浮標(biāo)法。這兩種方法雖然直觀，但是不能做到連續(xù)大范圍監(jiān)測(cè)，對(duì)于維護(hù)回收成本來說，需要投入大量的人力。并且，在夜間或自然環(huán)境惡劣時(shí)不能準(zhǔn)確得知涵洞過水量的情況，很容易導(dǎo)致告警不及時(shí)，造成不必要的損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有的涵洞水量監(jiān)測(cè)方法容易導(dǎo)致告警不及時(shí)，進(jìn)而造成不必要的損失的問題，提供一種水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置和方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的提供的一種水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，包括太陽能供電模塊、信號(hào)采集模塊、智能數(shù)據(jù)分析模塊和信號(hào)傳輸模塊；
[0006]所述太陽能供電模塊與所述智能數(shù)據(jù)分析模塊電連接，用于供電給所述智能數(shù)據(jù)分析模塊；
[0007]所述信號(hào)采集模塊固定安裝在涵洞的內(nèi)壁上，與所述智能數(shù)據(jù)分析模塊通訊連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述涵洞的水位信息，并將所述水位信息發(fā)送至所述智能數(shù)據(jù)分析模塊；
[0008]所述智能數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)接收到的所述水位信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲取所述涵洞的當(dāng)前水位，并根據(jù)所述當(dāng)前水位判斷是否發(fā)出告警信號(hào)；以及，
[0009]所述智能數(shù)據(jù)分析模塊還用于確定發(fā)出所述告警信號(hào)后，根據(jù)所述當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷所述告警信號(hào)的級(jí)別，并發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的所述告警信號(hào)；
[0010]所述信號(hào)傳輸模塊與所述智能數(shù)據(jù)分析模塊通訊連接，用于當(dāng)所述智能數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的所述告警信號(hào)后，傳輸相應(yīng)級(jí)別的所述告警信號(hào)至監(jiān)控中心。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述智能數(shù)據(jù)分析模塊還用于根據(jù)當(dāng)前水位判斷是否發(fā)出告警恢復(fù)信號(hào)；以及，
[0012]所述智能數(shù)據(jù)分析模塊還用于確定發(fā)出所述告警恢復(fù)信號(hào)后，根據(jù)所述當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷所述告警恢復(fù)信號(hào)的級(jí)別，并發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的所述告警恢復(fù)信號(hào)；
[0013]所述信號(hào)傳輸模塊還用于當(dāng)所述智能數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的所述告警恢復(fù)信號(hào)后，傳輸相應(yīng)級(jí)別的所述告警恢復(fù)信號(hào)至所述監(jiān)控中心。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)采集模塊包括通過絕緣板分布式安裝在所述涵洞的內(nèi)壁上的多個(gè)水浸傳感器；
[0015]所述水浸傳感器的通斷時(shí)間和/或通斷頻率作為所述涵洞的所述水位信息。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)水浸傳感器包括第一水浸傳感器、第二水浸傳感器和第三水浸傳感器；
[0017]所述第一水浸傳感器安裝在所述涵洞的內(nèi)壁的位置與所述涵洞的底部的垂直距離為第一預(yù)設(shè)值；
[0018]所述第二水浸傳感器安裝在所述涵洞的內(nèi)壁的位置與所述涵洞的底部的垂直距離為第二預(yù)設(shè)值；
[0019]所述第三水浸傳感器安裝在所述涵洞的內(nèi)壁的位置與所述涵洞的底部的垂直距離為第三預(yù)設(shè)值；
[0020]其中，所述第一預(yù)設(shè)值小于所述第二預(yù)設(shè)值，且所述第二預(yù)設(shè)值小于所述第三預(yù)設(shè)值。
[0021]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述智能數(shù)據(jù)分析模塊包括接收單元、分析單元、第一判斷單元、第二判斷單元和第一發(fā)送單元；
[0022]所述接收單元，用于接收所述水浸傳感器的所述通斷時(shí)間和/或所述通斷頻率；
[0023]所述分析單元，用于根據(jù)所述接收單元接收到的所述水浸傳感器的所述通斷時(shí)間和/或所述通斷頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲取所述涵洞的所述當(dāng)前水位；
[0024]所述第一判斷單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前水位，判斷是否發(fā)出所述告警信號(hào)；
[0025]所述第二判斷單元，用于所述第一判斷單元確定發(fā)出所述告警信號(hào)后，根據(jù)所述當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷所述告警信號(hào)的級(jí)別；
[0026]所述第一發(fā)送單元，用于當(dāng)所述第二判斷單元確定所述告警信號(hào)的級(jí)別后，發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的所述告警信號(hào)。
[0027]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述智能數(shù)據(jù)分析模塊還包括第三判斷單元、第四判斷單元和第二發(fā)送單元；
[0028]所述第三判斷單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前水位判斷是否發(fā)出告警恢復(fù)信號(hào)；
[0029]所述第四判斷單元，用于當(dāng)所述第三判斷單元確定發(fā)出所述告警恢復(fù)信號(hào)后，根據(jù)所述當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷所述告警恢復(fù)信號(hào)的級(jí)別；
[0030]所述第二發(fā)送單元，用于當(dāng)所述第四判斷單元確定所述告警恢復(fù)信號(hào)的級(jí)別后，發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的所述告警恢復(fù)信號(hào)。
[0031]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述太陽能供電模塊包括太陽能電池板、轉(zhuǎn)換模塊、DC/DC模塊和電池組；
[0032]所述轉(zhuǎn)換模塊電連接在所述太陽能電池板的輸出端和所述電池組的輸入端之間，用于轉(zhuǎn)換所述太陽能電池板輸出的直流電，并穩(wěn)定所述太陽能電池板輸入至所述電池組的第一電壓；
[0033]所述DC/DC模塊電連接在所述電池組上，用于通過所述電池組為所述智能數(shù)據(jù)分析模塊提供穩(wěn)定的第二電壓。
[0034]相應(yīng)的，基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種水位監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，包括如下步驟:
[0035]設(shè)置在涵洞內(nèi)壁上的信號(hào)采集模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述涵洞的水位信息，并將所述水位信息發(fā)送至智能數(shù)據(jù)分析模塊；
[0036]所述智能數(shù)據(jù)分析模塊接收所述水位信息，并根據(jù)所述水位信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析獲取所述涵洞的當(dāng)前水位；
[0037]所述智能數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)獲取的所述當(dāng)前水位判斷是否發(fā)出告警信號(hào)；
[0038]若是，則所述智能數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)所述當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷所述告警信號(hào)的級(jí)另IJ，并發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的所述告警信號(hào)；
[0039]當(dāng)所述智能數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的所述告警信號(hào)后，所述信號(hào)傳輸模塊傳輸相應(yīng)級(jí)別的所述告警信號(hào)至監(jiān)控中心。
[0040]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括如下步驟:
[0041]所述智能數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)所述當(dāng)前水位是否發(fā)出告警恢復(fù)信號(hào)；
[0042]若是，則所述智能數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)所述當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷所述告警恢復(fù)信號(hào)的級(jí)別，并發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的所述告警恢復(fù)信號(hào)；
[0043]當(dāng)所述智能數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的所述告警恢復(fù)信號(hào)后，所述信號(hào)傳輸模塊傳輸相應(yīng)級(jí)別的所述告警恢復(fù)信號(hào)至所述監(jiān)控中心。
[0044]在其中一個(gè)實(shí)施例中，述信號(hào)采集模塊包括多個(gè)設(shè)置在涵洞內(nèi)壁上的多個(gè)水浸傳感器；
[0045]其中，所述水位信息為所述水浸傳感器的通斷時(shí)間和/或通斷頻率。
[0046]上述水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置的有益效果是:
[0047]其通過在涵洞的內(nèi)壁上固定安裝信號(hào)采集模塊，通過信號(hào)采集模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)涵洞的水位信息，并將監(jiān)測(cè)到的水位信息發(fā)送至與其通訊連接的智能數(shù)據(jù)分析模塊。智能數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)接收到的水位信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲取涵洞的當(dāng)前水位；并根據(jù)獲取的當(dāng)前水位判斷是否發(fā)出告警信號(hào)，以及確定發(fā)出告警信號(hào)后，進(jìn)一步判斷告警信號(hào)的級(jí)別，進(jìn)而發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的告警信號(hào)。當(dāng)智能數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的告警信號(hào)后，通過信號(hào)傳輸模塊將相應(yīng)級(jí)別的告警信號(hào)及時(shí)的傳輸至監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控涵洞的當(dāng)前水位并及時(shí)發(fā)出告警的目的。避免了由于涵洞水位上升而告警不及時(shí)導(dǎo)致不必要損失的現(xiàn)象。并且，一名監(jiān)控人員即可維護(hù)監(jiān)控多個(gè)涵洞，大大降低了人力的投入。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]圖1為本發(fā)明的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置一具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖2為本發(fā)明的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置另一具體實(shí)施例示意圖；
[0050]圖3為本發(fā)明的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置又一具體實(shí)施例中智能數(shù)據(jù)分析模塊示意圖；
[0051]圖4為本發(fā)明的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警方法一具體實(shí)施例流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0052]為使本發(fā)明技術(shù)方案更加清楚，以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0053]參見圖1，作為本發(fā)明的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置100 —具體實(shí)施例，包括太陽能供電模塊110、信號(hào)采集模塊120、智能數(shù)據(jù)分析模塊130和信號(hào)傳輸模塊140。
[0054]其中，太陽能供電模塊110與智能數(shù)據(jù)分析模塊130電連接，用于實(shí)時(shí)供電給智能數(shù)據(jù)分析模塊130。
[0055]信號(hào)采集模塊120固定安裝在涵洞(圖1未示出)的內(nèi)壁上，與智能數(shù)據(jù)分析模塊130通訊連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)涵洞的水位信息，并將水位信息發(fā)送至智能數(shù)據(jù)分析模塊130。
[0056]智能數(shù)據(jù)分析模塊130根據(jù)接收到的水位信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲取涵洞的當(dāng)前水位，并根據(jù)當(dāng)前水位判斷是否發(fā)出告警信號(hào)；以及，
[0057]智能數(shù)據(jù)分析模塊130還用于確定發(fā)出告警信號(hào)后，根據(jù)當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷告警信號(hào)的級(jí)別，并發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的告警信號(hào)。
[0058]信號(hào)傳輸模塊140與智能數(shù)據(jù)分析模塊130通訊連接，用于當(dāng)智能數(shù)據(jù)分析模塊130發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的告警信號(hào)后，信號(hào)傳輸模塊140傳輸相應(yīng)級(jí)別的告警信號(hào)至監(jiān)控中心200。
[0059]其中，信號(hào)傳輸模塊140可為通信基站、網(wǎng)線、交換機(jī)、或路由器等數(shù)據(jù)通訊設(shè)備。
[0060]其通過設(shè)置信號(hào)采集模塊120實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)涵洞的水位信息，并由智能數(shù)據(jù)分析模塊130根據(jù)信號(hào)采集模塊120監(jiān)測(cè)到的水位信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲取涵洞的當(dāng)前水位。進(jìn)而根據(jù)獲取的當(dāng)前水位判斷是否需要發(fā)出告警信號(hào)，以及確定發(fā)出告警信號(hào)后，進(jìn)一步判斷告警信號(hào)的級(jí)別。最終通過信號(hào)傳輸模塊140將相應(yīng)級(jí)別的告警信號(hào)及時(shí)地傳輸至監(jiān)控中心200。實(shí)現(xiàn)了涵洞水位的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且根據(jù)不同的水位，發(fā)出不同級(jí)別的告警信號(hào)，從而有效提示監(jiān)控人員及時(shí)開閘放水，避免了由于告警不及時(shí)導(dǎo)致橋面、路基等設(shè)施的損害。
[0061]并且，本發(fā)明通過采用太陽能電池供電模塊110給智能數(shù)據(jù)分析模塊130進(jìn)行供電，節(jié)能性好，綠色環(huán)保。
[0062]同時(shí)，太陽能供電模塊110還可給信號(hào)采集模塊110和信號(hào)傳輸模塊140供電，進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
[0063]需要說明的是，本發(fā)明提供的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置不僅可應(yīng)用于涵洞，也可應(yīng)用于橋洞、下水道內(nèi)等管道的水位監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)防洪報(bào)警功能。
[0064]另外，當(dāng)監(jiān)控人員采取相關(guān)措施對(duì)涵洞的水位進(jìn)行控制之后，當(dāng)涵洞的水位下降時(shí)，作為一種可實(shí)施方式，本發(fā)明提供的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置100中的智能數(shù)據(jù)分析模塊130還用于根據(jù)涵洞的當(dāng)前水位判斷是否發(fā)出告警恢復(fù)信號(hào)；
[0065]以及，當(dāng)確定發(fā)出告警恢復(fù)信號(hào)后，智能數(shù)據(jù)分析模塊130根據(jù)涵洞的當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷告警恢復(fù)信號(hào)的級(jí)別。
[0066]相應(yīng)的，信號(hào)傳輸模塊140還用于當(dāng)智能數(shù)據(jù)分析模塊130發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的告警恢復(fù)信號(hào)后，傳輸相應(yīng)級(jí)別的告警恢復(fù)信號(hào)至監(jiān)控中心200，以及時(shí)提示監(jiān)控人員涵洞的水位變化情況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)通過涵洞的水位的精確監(jiān)控。避免了當(dāng)涵洞的水位下降至預(yù)設(shè)要求后，仍對(duì)涵洞的水位進(jìn)行相關(guān)操作所導(dǎo)致的水量浪費(fèi)的現(xiàn)象。保證了涵洞的及時(shí)開閘或關(guān)閘，使得涵洞的水位控制的更為精確。
[0067]其中，信號(hào)采集模塊120可通過多個(gè)水浸傳感器來實(shí)現(xiàn)。由于水浸傳感器是基于液體導(dǎo)電原理，用電極探測(cè)是否有水存在，在用傳感器轉(zhuǎn)換成干點(diǎn)輸出的裝置。因此，水浸傳感器的通斷時(shí)間以及通斷頻率能夠很好的表征涵洞的水位信息。因而，可通過采集水浸傳感器的通斷時(shí)間和/或通斷頻率作為涵洞的水位信息。
[0068]具體的:信號(hào)采集模塊120包括多個(gè)水浸傳感器，通過將多個(gè)水浸傳感器分布式安裝在涵洞的內(nèi)壁上，來實(shí)現(xiàn)對(duì)涵洞的不同水位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和采集。
[0069]采用固定底座將水浸傳感器安裝在涵洞的內(nèi)壁上，并且通過絕緣板將水浸傳感器與涵洞的內(nèi)壁隔離，實(shí)現(xiàn)水浸傳感器與涵洞的內(nèi)壁的絕緣，防止造成假短路，干擾水浸傳感器采集涵洞的水位信息。保證了水浸傳感器監(jiān)測(cè)到的涵洞的水位信息的準(zhǔn)確性，從而避免智能數(shù)據(jù)分析模塊130接收到錯(cuò)誤的水位信息，進(jìn)而發(fā)出錯(cuò)誤的告警信號(hào)(或告警恢復(fù)信號(hào))，進(jìn)一步保證了本發(fā)明提供的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置100的可靠性和準(zhǔn)確性。
[0070]需要說明的是，水浸傳感器可為電極式、光電式、探針式、或線纜式等水浸傳感器。采用水浸傳感器采集涵洞的水位信息，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。并且，水浸傳感器自身功耗較低，成本低，安裝簡(jiǎn)單，還可實(shí)現(xiàn)全年無人值守不間斷監(jiān)測(cè)。
[0071]此處，需要說明的是，作為一種可實(shí)施方式，水浸傳感器的個(gè)數(shù)可選為三個(gè)，參見圖2，分別為第一水浸傳感器121、第二水浸傳感器122和第三水浸傳感器123。其中:
[0072]第一水浸傳感器121安裝在涵洞300的內(nèi)壁的位置與涵洞300的底部的垂直距離為第一預(yù)設(shè)值。
[0073]第二水浸傳感器122安裝在涵洞300的內(nèi)壁的位置與涵洞300的底部的垂直距離為第二預(yù)設(shè)值。
[0074]第三水浸傳感器123安裝在涵洞300的內(nèi)壁的位置與涵洞300的底部的垂直距離為第三預(yù)設(shè)值。
[0075]其中，第一預(yù)設(shè)值小于第二預(yù)設(shè)值，且第二預(yù)設(shè)值小于第三預(yù)設(shè)值。即，第一水浸傳感器121位于涵洞300的內(nèi)壁的位置低于第二水浸傳感器122位于涵洞300的內(nèi)壁的位置。并且，第二水浸傳感器122位于涵洞300的內(nèi)壁的位置低于第三水浸傳感器123位于涵洞300的內(nèi)壁的位置。也就是說，以涵洞300的底部作為參考點(diǎn)，第一水浸傳感器121、第二水浸傳感器122和第三水浸傳感器123依次由下至上安裝在涵洞300的內(nèi)壁上。
[0076]通過將多個(gè)水浸傳感器分別設(shè)置在涵洞300的內(nèi)壁的不同位置處，其距離涵洞300的底部的垂直距離各不相同。當(dāng)涵洞300的水位發(fā)生變化時(shí)，不同位置處的水浸傳感器采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生相應(yīng)的狀態(tài)變化(如斷開或連通)。進(jìn)而由智能數(shù)據(jù)分析模塊130根據(jù)每個(gè)水浸傳感器的狀態(tài)變化進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并根據(jù)分析結(jié)果來確定是否發(fā)送告警信號(hào)(或告警恢復(fù)信號(hào))，以及發(fā)送的告警信號(hào)(或告警恢復(fù)信號(hào))的級(jí)別。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝牢固。一次安裝可長(zhǎng)期使用，易操作性好。沒有嚴(yán)重物理損壞不需要更換設(shè)備，耐用性好。并且，一個(gè)監(jiān)控人員即可維護(hù)監(jiān)控多個(gè)涵洞，人力投入成本大幅度降低。
[0077]并且，通過根據(jù)不同位置的水浸傳感器的狀態(tài)變化，進(jìn)行分析獲取涵洞的當(dāng)前水位以發(fā)送不同級(jí)別的告警信號(hào)(或告警恢復(fù)信號(hào))，能夠及時(shí)提示監(jiān)控人員根據(jù)不同的告警信號(hào)(或告警恢復(fù)信號(hào))采用相應(yīng)的措施，實(shí)現(xiàn)了涵洞過水量的準(zhǔn)確監(jiān)控。
[0078]具體的，參見圖3，智能數(shù)據(jù)分析模塊130根據(jù)不同位置處的水浸傳感器采集的水位信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，其包括接收單元131、分析單元132、第一判斷單元133、第二判斷單元134和第一發(fā)送單元135。其中:
[0079]接收單元131，用于接收水浸傳感器的通斷時(shí)間和/或通斷頻率。
[0080]分析單元132，用于根據(jù)水浸傳感器的通斷時(shí)間和/或通斷頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲取涵洞的當(dāng)前水位。
[0081]第一判斷單元133，用于根據(jù)當(dāng)前水位，判斷是否發(fā)出告警信號(hào)。
[0082]第二判斷單元134，用于第一判斷單元133確定發(fā)出告警信號(hào)后，根據(jù)當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷告警信號(hào)的級(jí)別。
[0083]第一發(fā)送單元135，用于當(dāng)?shù)诙袛鄦卧?34確定告警信號(hào)的級(jí)別后，發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的告警信號(hào)。
[0084]如:以涵洞300的內(nèi)壁不同位置處安裝三個(gè)水浸傳感器(參見圖2)為例，智能數(shù)據(jù)分析模塊130中的接收單元131接收到第一水浸傳感器121、第二水浸傳感器122和第三水浸傳感器123分別發(fā)送的通斷時(shí)間后，智能數(shù)據(jù)分析模塊130中的分析單元132進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。當(dāng)分析單元132分析出第一水浸傳感器121處于長(zhǎng)時(shí)間連通狀態(tài)、第二水浸傳感器122偶爾連通，而第三水浸傳感器123則處于長(zhǎng)時(shí)間斷開狀態(tài)時(shí)，可以獲取涵洞的當(dāng)前水位位于第一水浸傳感器121的安裝位置和第二水浸傳感器122的安裝位置之間。由此，智能數(shù)據(jù)分析模塊130中的第一判斷單元133再根據(jù)獲取的當(dāng)前水位判斷是否發(fā)出告警信號(hào)。其中，第一判斷單元133可根據(jù)涵洞300的當(dāng)前水位與安全水位的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較進(jìn)行判斷。如果當(dāng)前水位大于安全水位的預(yù)設(shè)值，則確定發(fā)出告警信號(hào)；如果當(dāng)前水位未超出安全水位的預(yù)設(shè)值，則確定不發(fā)出告警信號(hào)。當(dāng)?shù)谝慌袛鄦卧?33確定發(fā)出告警信號(hào)后，第二判斷單元134再根據(jù)當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷告警信號(hào)的級(jí)別。待第二判斷單元134判斷出告警信號(hào)的級(jí)別后，由第一發(fā)送單元135發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的告警信號(hào)。
[0085]具體的，作為一種可實(shí)施方式，告警信號(hào)的級(jí)別可通過如下方式進(jìn)行劃分:
[0086]當(dāng)涵洞的當(dāng)前水位小于第一預(yù)設(shè)水位時(shí)，不發(fā)出告警信號(hào)；當(dāng)前水位大于或等于第一預(yù)設(shè)水位，且小于第二預(yù)設(shè)水位時(shí)，則發(fā)出初級(jí)告警信號(hào)；當(dāng)前水位大于第二預(yù)設(shè)水位，且小于或等于第三預(yù)設(shè)水位時(shí)，則發(fā)出中級(jí)告警信號(hào)；當(dāng)前水位大于第三預(yù)設(shè)水位時(shí)，則發(fā)出高級(jí)告警信號(hào)。
[0087]進(jìn)一步的，參見圖3，智能數(shù)據(jù)分析模塊130還包括第三判斷單元136、第四判斷單元137和第二發(fā)送單元138。其中:
[0088]第三判斷單元136，用于根據(jù)當(dāng)前水位判斷是否發(fā)出告警恢復(fù)信號(hào)。
[0089]第四判斷單元137，用于當(dāng)?shù)谌袛鄦卧?36確定發(fā)出告警恢復(fù)信號(hào)后，根據(jù)當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷告警恢復(fù)信號(hào)的級(jí)別。
[0090]第二發(fā)送單元138，用于當(dāng)?shù)谒呐袛鄦卧?37確定告警恢復(fù)信號(hào)的級(jí)別后，發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的告警恢復(fù)信號(hào)。
[0091]其中，告警恢復(fù)信號(hào)的判斷以及告警恢復(fù)信號(hào)級(jí)別的判斷與告警信號(hào)相同或相似，這里不再進(jìn)行贅述。
[0092]需要指出的是，告警信號(hào)(或告警恢復(fù)信號(hào))的級(jí)別、監(jiān)測(cè)水位程度及持續(xù)時(shí)間可根據(jù)實(shí)際需求或季節(jié)變化進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置。從而可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)涵洞的過水量進(jìn)行實(shí)際監(jiān)控，增強(qiáng)了水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置100的使用性和靈活性。
[0093]另外，多個(gè)水浸傳感器安裝在涵洞的內(nèi)壁上后，其每?jī)蓚€(gè)之間的間隔可根據(jù)實(shí)際情況隨意進(jìn)行設(shè)定。使得本發(fā)明提供的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置更具有靈活性。
[0094]更進(jìn)一步的，本發(fā)明提供的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置100采用太陽能供電模塊110進(jìn)行供電。其中，太陽能供電模塊I1包括太陽能電池板、轉(zhuǎn)換模塊、DC/DC(Direct Current，直流)模塊和電池組。
[0095]轉(zhuǎn)換模塊電連接在太陽能電池板的輸出端和電池組的輸入端之間，用于轉(zhuǎn)換太陽能電池板輸出的直流電，并穩(wěn)定太陽能電池板輸入至電池組的第一電壓。
[0096]DC/DC模塊電連接在電池組上，用于通過電池組為智能數(shù)據(jù)分析模塊130提供穩(wěn)定的第二電壓。
[0097]相應(yīng)的，基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種水位監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，。由于本發(fā)明提供的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警方法的原理與本發(fā)明提供的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置的工作原理相同或相似，因此重復(fù)之處不再贅述。
[0098]參見圖4，作為本發(fā)明提供的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警方法一具體實(shí)施例，包括如下步驟:
[0099]步驟S100，設(shè)置在涵洞內(nèi)壁上的信號(hào)采集模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)涵洞的水位信息，并將水位信息發(fā)送至智能數(shù)據(jù)分析模塊。
[0100]步驟S200，智能數(shù)據(jù)分析模塊接收水位信息，并根據(jù)水位信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析獲取涵洞的當(dāng)前水位；
[0101]步驟S300，智能數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)獲取的當(dāng)前水位判斷是否發(fā)出告警信號(hào)。若是，則執(zhí)行步驟S400，智能數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷告警信號(hào)的級(jí)別，并發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的告警信號(hào)。若否，則返回步驟S100，繼續(xù)監(jiān)測(cè)涵洞的水位信息，并將監(jiān)測(cè)到的水位信息實(shí)時(shí)發(fā)送至智能數(shù)據(jù)分析模塊。
[0102]步驟S500，當(dāng)智能數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的告警信號(hào)后，信號(hào)傳輸模塊傳輸相應(yīng)級(jí)別的告警信號(hào)至監(jiān)控中心。
[0103]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括如下步驟:
[0104]步驟S300’，智能數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)當(dāng)前水位是否發(fā)出告警恢復(fù)信號(hào)。
[0105]步驟S400’，若是，則智能數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷告警恢復(fù)信號(hào)的級(jí)別，并發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的告警恢復(fù)信號(hào)。
[0106]步驟S500’，當(dāng)智能數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的告警恢復(fù)信號(hào)后，信號(hào)傳輸模塊傳輸相應(yīng)級(jí)別的告警恢復(fù)信號(hào)至監(jiān)控中心。
[0107]需要說明的是，作為優(yōu)選的實(shí)施例，信號(hào)采集模塊包括多個(gè)設(shè)置在涵洞內(nèi)壁上的多個(gè)水浸傳感器。其中，水位信息為水浸傳感器的通斷時(shí)間和/或通斷頻率。即通過選用水浸傳感器在水位變化時(shí)的通斷狀態(tài)的變化作為涵洞的水位信息，數(shù)據(jù)直觀可靠，易于分析。
[0108]本發(fā)明提供的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)涵洞的水位信息，并根據(jù)監(jiān)測(cè)到的水位信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲取涵洞的當(dāng)前水位。進(jìn)而根據(jù)獲取的當(dāng)前水位判斷是否發(fā)出告警信號(hào)，以及確定發(fā)出告警信號(hào)后，進(jìn)一步判斷告警信號(hào)的級(jí)別；并將相應(yīng)級(jí)別的告警信號(hào)發(fā)送至監(jiān)控中心，以實(shí)時(shí)提示監(jiān)控人員涵洞的水位變化情況，進(jìn)而使得監(jiān)控人員能夠根據(jù)不同級(jí)別的告警信號(hào)及時(shí)采取相應(yīng)的措施，避免了通過涵洞的水量過大而告警不及時(shí)導(dǎo)致公路、橋面等設(shè)施的損壞現(xiàn)象。有效地解決了現(xiàn)有的涵洞水量監(jiān)測(cè)方法容易導(dǎo)致告警不及時(shí)造成不必要的損失的問題。
[0109]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，包括太陽能供電模塊、信號(hào)采集模塊、智能數(shù)據(jù)分析模塊和信號(hào)傳輸模塊； 所述太陽能供電模塊與所述智能數(shù)據(jù)分析模塊電連接，用于供電給所述智能數(shù)據(jù)分析豐吳塊； 所述信號(hào)采集模塊固定安裝在涵洞的內(nèi)壁上，與所述智能數(shù)據(jù)分析模塊通訊連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述涵洞的水位信息，并將所述水位信息發(fā)送至所述智能數(shù)據(jù)分析模塊； 所述智能數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)接收到的所述水位信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲取所述涵洞的當(dāng)前水位，并根據(jù)所述當(dāng)前水位判斷是否發(fā)出告警信號(hào)；以及， 所述智能數(shù)據(jù)分析模塊還用于確定發(fā)出所述告警信號(hào)后，根據(jù)所述當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷所述告警信號(hào)的級(jí)別，并發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的所述告警信號(hào)； 所述信號(hào)傳輸模塊與所述智能數(shù)據(jù)分析模塊通訊連接，用于當(dāng)所述智能數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的所述告警信號(hào)后，傳輸相應(yīng)級(jí)別的所述告警信號(hào)至監(jiān)控中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，所述智能數(shù)據(jù)分析模塊還用于根據(jù)當(dāng)前水位判斷是否發(fā)出告警恢復(fù)信號(hào)；以及， 所述智能數(shù)據(jù)分析模塊還用于確定發(fā)出所述告警恢復(fù)信號(hào)后，根據(jù)所述當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷所述告警恢復(fù)信號(hào)的級(jí)別，并發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的所述告警恢復(fù)信號(hào)； 所述信號(hào)傳輸模塊還用于當(dāng)所述智能數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的所述告警恢復(fù)信號(hào)后，傳輸相應(yīng)級(jí)別的所述告警恢復(fù)信號(hào)至所述監(jiān)控中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，所述信號(hào)采集模塊包括通過絕緣板分布式安裝在所述涵洞的內(nèi)壁上的多個(gè)水浸傳感器； 所述水浸傳感器的通斷時(shí)間和/或通斷頻率作為所述涵洞的所述水位信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，所述多個(gè)水浸傳感器包括第一水浸傳感器、第二水浸傳感器和第三水浸傳感器； 所述第一水浸傳感器安裝在所述涵洞的內(nèi)壁的位置與所述涵洞的底部的垂直距離為第一預(yù)設(shè)值； 所述第二水浸傳感器安裝在所述涵洞的內(nèi)壁的位置與所述涵洞的底部的垂直距離為第二預(yù)設(shè)值； 所述第三水浸傳感器安裝在所述涵洞的內(nèi)壁的位置與所述涵洞的底部的垂直距離為第三預(yù)設(shè)值； 其中，所述第一預(yù)設(shè)值小于所述第二預(yù)設(shè)值，且所述第二預(yù)設(shè)值小于所述第三預(yù)設(shè)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，所述智能數(shù)據(jù)分析模塊包括接收單元、分析單元、第一判斷單元、第二判斷單元和第一發(fā)送單元； 所述接收單元，用于接收所述水浸傳感器的所述通斷時(shí)間和/或所述通斷頻率；所述分析單元，用于根據(jù)所述接收單元接收到的所述水浸傳感器的所述通斷時(shí)間和/或所述通斷頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲取所述涵洞的所述當(dāng)前水位； 所述第一判斷單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前水位，判斷是否發(fā)出所述告警信號(hào)； 所述第二判斷單元，用于所述第一判斷單元確定發(fā)出所述告警信號(hào)后，根據(jù)所述當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷所述告警信號(hào)的級(jí)別； 所述第一發(fā)送單元，用于當(dāng)所述第二判斷單元確定所述告警信號(hào)的級(jí)別后，發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的所述告警信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，所述智能數(shù)據(jù)分析模塊還包括第三判斷單元、第四判斷單元和第二發(fā)送單元； 所述第三判斷單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前水位判斷是否發(fā)出告警恢復(fù)信號(hào)； 所述第四判斷單元，用于當(dāng)所述第三判斷單元確定發(fā)出所述告警恢復(fù)信號(hào)后，根據(jù)所述當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷所述告警恢復(fù)信號(hào)的級(jí)別； 所述第二發(fā)送單元，用于當(dāng)所述第四判斷單元確定所述告警恢復(fù)信號(hào)的級(jí)別后，發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的所述告警恢復(fù)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，所述太陽能供電模塊包括太陽能電池板、轉(zhuǎn)換模塊、DC/DC模塊和電池組； 所述轉(zhuǎn)換模塊電連接在所述太陽能電池板的輸出端和所述電池組的輸入端之間，用于轉(zhuǎn)換所述太陽能電池板輸出的直流電，并穩(wěn)定所述太陽能電池板輸入至所述電池組的第一電壓； 所述DC/DC模塊電連接在所述電池組上，用于通過所述電池組為所述智能數(shù)據(jù)分析模塊提供穩(wěn)定的第二電壓。
8.一種水位監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征在于，包括如下步驟: 設(shè)置在涵洞內(nèi)壁上的信號(hào)采集模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述涵洞的水位信息，并將所述水位信息發(fā)送至智能數(shù)據(jù)分析模塊； 所述智能數(shù)據(jù)分析模塊接收所述水位信息，并根據(jù)所述水位信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析獲取所述涵洞的當(dāng)前水位； 所述智能數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)獲取的所述當(dāng)前水位判斷是否發(fā)出告警信號(hào)； 若是，則所述智能數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)所述當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷所述告警信號(hào)的級(jí)別，并發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的所述告警信號(hào)； 當(dāng)所述智能數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的所述告警信號(hào)后，所述信號(hào)傳輸模塊傳輸相應(yīng)級(jí)別的所述告警信號(hào)至監(jiān)控中心。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征在于，還包括如下步驟: 所述智能數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)所述當(dāng)前水位是否發(fā)出告警恢復(fù)信號(hào)； 若是，則所述智能數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)所述當(dāng)前水位進(jìn)一步判斷所述告警恢復(fù)信號(hào)的級(jí)另IJ，并發(fā)送相應(yīng)級(jí)別的所述告警恢復(fù)信號(hào)； 當(dāng)所述智能數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的所述告警恢復(fù)信號(hào)后，所述信號(hào)傳輸模塊傳輸相應(yīng)級(jí)別的所述告警恢復(fù)信號(hào)至所述監(jiān)控中心。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水位監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征在于，所述信號(hào)采集模塊包括多個(gè)設(shè)置在涵洞內(nèi)壁上的多個(gè)水浸傳感器； 其中，所述水位信息為所述水浸傳感器的通斷時(shí)間和/或通斷頻率。
【文檔編號(hào)】G01F23/22GK104457905SQ201410771118
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】袁振江, 張一鳴, 林琳, 張永亮, 張開紅 申請(qǐng)人:通號(hào)通信信息集團(tuán)有限公司