一种地面积水深度测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种地面积水深度测量系统及方法，包括在桥涵墙壁的上侧安装测量箱，在所述桥涵墙壁靠近路面的下侧安装水位感应装置，所述水位感应装置与所述测量箱电连接，所述测量箱中内置的无线路由器与网络进行无线通信，所述网络通过调制解调器与无线网关连接，所述无线网关与监控中心的服务器通讯。本发明专利技术在不需要增加太多投入的前提下，快捷实现对桥涵洞等水域水深的测量并通过网络回传水位数据，性能可靠，效率高，因此，具有较大的应用领域和前景。

【技术实现步骤摘要】
一种地面积水深度测量系统及方法
本专利技术涉及一种地面积水深度测量系统及方法。
技术介绍
随着城市规模的扩张，城市交通网络也日益庞大，越来越多的交通立交桥被建设用于缓解城市交通的拥堵，而在雨季，往往立交桥的桥涵下会形成积水，有时会深达2米以上，这不仅给人们的出行带来不便，而且也给人民的生命安全带来威胁。城区桥涵数量众多，城市内涝尤其是地处低洼地段的桥涵更需要重点监控桥下积水水位，以方便及时排除险情。虽然如今大量的市政监控系统被投入使用，也发挥了重要的作用，但这些系统在提供桥涵下积水深度等专业参数上还是存在短板，这给相关部门的及时预警和正确决策造成一定的困难，如何实时获取桥涵或地处低洼地带的积水深度等参数俨然成为水利技术人员和相关部门的决策人员密切关注的事情。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于克服现有城市桥涵积水深度难以实时获取，造成相关部门无法及时开展排水、除险工作的情况，特提供一种地面积水深度测量系统，包括在桥涵墙壁的上侧安装测量箱，在所述桥涵墙壁靠近路面的下侧安装水位感应装置，所述水位感应装置与所述测量箱电连接，所述测量箱中内置的无线路由器与网络进行无线通信，所述网络通过调制解调器与无线网关连接，所述无线网关与监控中心的服务器通讯。另外，根据本专利技术实施例可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述测量箱的内部还设有与所述无线路由器连接的微控制器，所述微控制器通过内嵌在所述桥涵墙壁内的导线与水位感应装置电连接，所述微控制器还与设置在测量箱的外底部上的水位传感器电连接。根据本专利技术的一个实施例，所述水位感应装置包括靠近路面设置在所述桥涵墙壁下侧上的凹槽，所述凹槽中设置有压力式水位计，压力式水位计通过导线与所述微控制器的输入接口电连接。根据本专利技术的一个实施例，所述凹槽上设有篦子，所述篦子与所述桥涵墙壁的表面齐平。根据本专利技术的一个实施例，所述网络为3G或4G网络，所述无线网关还与移动终端通讯。根据本专利技术的一个实施例，所述水位传感器为激光测距传感器。一种地面积水深度测量系统的测量方法，包括的步骤是：步骤一，在桥涵墙壁的上侧安装测量箱，在所述桥涵墙壁靠近路面的下侧安装水位感应装置，所述水位感应装置与所述测量箱电连接，所述测量箱中内置的无线路由器与网络进行无线通信，所述网络通过调制解调器与无线网关连接，所述无线网关与监控中心的服务器通讯；步骤二，控制中心通过网络在后台对桥涵内的积水进行监控，当积水水位达到阈值后，位于靠近路面的下侧安装水位感应装置中的压力式水位计首先感应到，并通过测量箱中的微控制器再经无线路由器上传数据至网络，监控中心的服务器通过网络获得水位数据，提供给工作人员进行决策；步骤三，设置在测量箱的外底部上的水位传感器相当于冗余设计，同样对水位变化进行监测，并通过微控制器再经无线路由器上传数据至网络，监控中心的服务器同样通过网络获得水位数据，供工作人员进行水位验证，确保水位数据的准确性。通过利用靠近桥涵下的路面且位于桥涵墙壁内凹槽中的压力式水位计对桥涵下水位深度进行感应，压力式水位计将该水位信号传输至桥涵墙壁高处的测量箱中的微控制器中，微控制器分析数据，当水位深度超过水位预警阈值后，通过内置在测量箱中的无线路由器将分析数据上传至网络并通过网络与远程水位监控中心的服务器通信，监控中心的服务器通过网络实时获得该桥涵洞积水水位，一方面使监控中心的工作人员能及时掌握桥涵下水位，另一方面也为预报，预警以及应急预案的实施提供技术支持。此外，在测量箱外部还设有水位传感器，该水位传感器可弥补桥涵墙体下端的压力式水位计出现故障时的正常水位监测，该传感器采用激光测距传感器等类似非接触式水位采集方式对桥涵洞下的水位进行提取，使本测量系统更加可靠。本专利技术在不需要增加太多投入的前提下，快捷实现对桥涵洞等水域水深的测量并通过网络回传水位数据，性能可靠，效率高，因此，具有较大的应用领域和前景。本专利技术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，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，图1是一种地面积水深度测量系统结构示意图；图2是图1的局部结构放大示意图；图3是一种地面积水深度测量系统的测量方法的流程示意图；其中:1.桥涵墙壁，2.无线路由器，3.调制解调器，4.无线网关，5.移动终端，6.服务器，7.水位感应装置，8.测量箱，9.微控制器，10.水位传感器，11.凹槽，12.压力式水位计，13.篦子，14.路面。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面结合附图进一步说明；图1、图2中提供了一种地面积水深度测量系统，包括在桥涵墙壁1的上侧安装测量箱8，这里，将测量箱8安装在高处，可采用不锈钢箱体安装在桥涵墙壁1的高处或安装在桥涵洞的洞口横梁上沿部位。最大限度的避免因涵洞积水漫灌导致测量箱8无法正常工作的可能性；在所述桥涵墙壁1靠近路面14的下侧安装水位感应装置7，该水位感应装置7与所述测量箱8电连接，所述测量箱8中内置的无线路由器2与网络进行无线通信，所述网络通过调制解调器3与无线网关4连接，所述无线网关4与监控中心的服务器6通讯。所述测量箱8的内部还设有与所述无线路由器2连接的微控制器9，所述微控制器9通过内嵌在所述桥涵墙壁1内的导线与水位感应装置7电连接，所述微控制器9还与设置在测量箱8的外底部上的水位传感器10电连接。微控制器9可采用单片机或PLC，这里采用常用的51系列的单片机即可。所述水位感应装置7包括靠近路面14设置在所述桥涵墙壁1下侧上的凹槽11，所述凹槽11中设置有压力式水位计12，压力式水位计12感受水位深度并通过导线将数据传输至所述微控制器9的输入接口供其数据分析处理。压力式水位计12可采用投入式液位变送器，满足精度、耐压、耐腐蚀等优点，通常利用4-20MA电流信号对采集水位信号进行传输至微控制器9的内置或外置的A/D接口。所述凹槽11上设有篦子13，篦子13可防止地处靠近路面14的凹槽11中的压力式水位计12免受外力的撞击。篦子13与所述桥涵墙壁1的表面齐平，实现不影响路面14车辆和行人的穿行的效果。所述网络为3G或4G网络，所述无线网关4还与移动终端5通讯。这样可以使工作人员无论身处何地，都可以通过无线网络对相应被监测的桥涵洞内积水深度进行把控，及时掌握第一手水文资料，为下一步的除险工作部署提供数据技术支持。所述水位传感器10为激光测距传感器。可采用迪马斯瑞士产FLS-C激光测距传感器，测量范围0.05到500米并采用串行接口(RS232和RS422)；也可以为超声波水位传感器，可以采用防水型超远距离超声波测距传感器NU40F30TR-1MD即可。图3一种地面积水深度测量系统的测量方法的流程示意图，包括的步骤是：步骤一，在桥涵墙壁的上侧安装测量箱，在所述桥涵墙壁靠近路面的下侧安装水位感应装置，所述水位感应装置与所述测量箱电连接，所述测量箱中内置的无线路由器与网络进行无线通信，所述网络通过调制解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地面积水深度测量系统，其特征在于，包括在桥涵墙壁的上侧安装测量箱，在所述桥涵墙壁靠近路面的下侧安装水位感应装置，所述水位感应装置与所述测量箱电连接，所述测量箱中内置的无线路由器与网络进行无线通信，所述网络通过调制解调器与无线网关连接，所述无线网关与监控中心的服务器通讯。

【技术特征摘要】
1.一种地面积水深度测量系统，其特征在于，包括在桥涵墙壁的上侧安装测量箱，在所述桥涵墙壁靠近路面的下侧安装水位感应装置，所述水位感应装置与所述测量箱电连接，所述测量箱中内置的无线路由器与网络进行无线通信，所述网络通过调制解调器与无线网关连接，所述无线网关与监控中心的服务器通讯。2.如权利要求1所述的一种地面积水深度测量系统，其特征在于，所述测量箱的内部还设有与所述无线路由器连接的微控制器，所述微控制器通过内嵌在所述桥涵墙壁内的导线与水位感应装置电连接，所述微控制器还与设置在测量箱的外底部上的水位传感器电连接。3.如权利要求2所述的一种地面积水深度测量系统，其特征在于，所述水位感应装置中包括靠近路面设置在所述桥涵墙壁下侧上的凹槽，所述凹槽中设置有压力式水位计，压力式水位计通过导线与所述微控制器的输入接口电连接。4.如权利要求3所述的一种地面积水深度测量系统，其特征在于，所述凹槽上设有篦子，所述篦子与所述桥涵墙壁的表面齐平。5.如权利要求4所述的一种地面积水深度测量系统，其特征在于，所述网络为3G或4G网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：张保祥，高印军，徐运海，陶秀玉，罗莎，
申请(专利权)人：山东省水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37