一种基于Arduino的城市污水外溢监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于Arduino的城市污水外溢监测装置，包括控制器主板、与控制器主板连接的水浸探头、与控制器主板连接且提供电能的电源、与控制器主板连接的摄像机、与控制器主板连接的4G透传模块，水浸探头将检测的外溢水位传递给控制器主板，控制器主板进行判定并将摄像机采集的数据进行上传，本实用新型专利技术通用性强，可安装使用于城市各坐落位置，成本低，管理方便，具有很好的适用性和兼容性，采用插针式4G模块，通过UART串口电路与中央处理器CPU通讯，实现中央处理器CPU与4G透传模块双向透传功能，高速率、低时延，支持2个网络链接同时在线，支持TCP、UDP；可根据污水外溢情况作出判断。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Arduino的城市污水外溢监测装置
本技术涉及城市污水监测领域，具体涉及一种基于Arduino的城市污水外溢监测装置。
技术介绍
城市污水外溢问题一直是困扰着广大居民的大问题，虽然有关部门也投入大量的人力物力来解决道路污水外溢问题，但是由于缺乏一个长期的健全的机制，道路污水外溢问题一直没有得到很好的根治。在市政与环境工程建设中，城市污水管网所占总投资的比例很大，城市污水管网是重要的城市基础工程设施之一，担负着收集城市生活和工业生产等污水、及时排除降落在城市市区内和流经市区的雨水的任务，当污水外溢或泄露时缺乏监测装置或监测装置使用不经济。因此，提供一种通用性强、工作效率高的基于Arduino的城市污水外溢监测装置，已是一个值得研究的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术的目的是提供一种通用性强、工作效率高的基于Arduino的城市污水外溢监测装置。本技术的目的是这样实现的：一种基于Arduino的城市污水外溢监测装置，包括控制器主板、与控制器主板连接的水浸探头、与控制器主板连接且提供电能的电源、与控制器主板连接的摄像机、与控制器主板连接的4G透传模块，水浸探头将检测的外溢水位传递给控制器主板，控制器主板进行判定并将摄像机采集的数据进行上传。所述控制器主板包括中央处理器CPU、与中央处理器CPU连接的DI信号处理电路、与中央处理器CPU连接的电源电路、与中央处理器CPU连接的SCCB总线电路、与中央处理器CPU连接的UART串口电路。所述水浸探头通过DI信号处理电路与中央处理器CPU连接，所述电源通过电源电路与中央处理器CPU连接，所述摄像机通过SCCB总线电路与中央处理器CPU连接，摄像机通过SCCB总线电路与中央处理器CPU进行通讯进行摄像数据传输，所述4G透传模块通过UART电路与中央处理器CPU连接。所述摄像机的型号为OV7670，所述4G透传模块为插针式4G模块，所述电源为锂电池组。所述中央处理器CPU的型号为UNOR3ATMega328。积极有益效果：本技术通用性强，可安装使用于城市各坐落位置，成本低，管理方便，具有很好的适用性和兼容性，采用插针式4G模块，通过UART串口电路与中央处理器CPU通讯，实现中央处理器CPU与4G透传模块双向透传功能，高速率、低时延，支持2个网络链接同时在线，支持TCP、UDP；支持注册包/心跳包机制，支持网络透传、HTTPD、UDC工作模式，可根据现场情况设置采集周期，可根据污水外溢情况作出判断，当污水外溢状态是新近发生或与上次状态相同时，会作出不同的执行命令并发送数据。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的工作流程图；图中为：控制器主板1、水浸探头2、电源3、摄像机4、4G透传模块5、中央处理器CPU6、DI信号处理电路7、电源电路8、SCCB总线电路9、UART串口电路10。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明。如图1和图2所示，一种基于Arduino的城市污水外溢监测装置，包括控制器主板1、与控制器主板1连接的水浸探头2、与控制器主板1连接且提供电能的电源3、与控制器主板1连接的摄像机4、与控制器主板1连接的4G透传模块5，水浸探头2将检测的外溢水位传递给控制器主板1，控制器主板1进行判定并将摄像机4采集的数据进行上传。所述控制器主板1包括中央处理器CPU6、与中央处理器CPU6连接的DI信号处理电路7、与中央处理器CPU6连接的电源电路8、与中央处理器CPU6连接的SCCB总线电路9、与中央处理器CPU6连接的UART串口电路10，所述摄像机4的型号为OV7670，所述4G透传模块5为插针式4G模块，所述电源3为锂电池组，为控制器主板1提供电源，电源电路为5v电源电路。所述中央处理器CPU6的型号为UNOR3ATMega328。所述水浸探头2通过DI信号处理电路7与中央处理器CPU6连接，所述电源3通过电源电路8与中央处理器CPU6连接，所述摄像机4通过SCCB总线电路9与中央处理器CPU6连接，摄像机4通过SCCB总线电路9与中央处理器CPU6进行通讯进行摄像数据传输，所述4G透传模块5通过UART电路10与中央处理器CPU6连接。所述DI信号处理电路为5V上拉电阻接水浸探头，通过信号放大与处理采集水浸探头2中探测的水位状态。所述SCCB总线电路9是简化的I2C协议，SIO-l是串行时钟输入线，SIO-O是串行双向数据线，分别相当于I2C协议的SCL和SDA。中央处理器CPU6通过SCCB总线9与摄像机4连接，采集整帧、子采样、取窗口等方式的各种分辨率8位摄像机数据。所述UART串口电路10是通用异步收发传输器，通常称作UART，是一种异步收发传输器,是设备间进行异步通信的关键模块；UART串口电路10负责处理数据总线和串行口之间的串/并、并/串转换，并规定了帧格式；通信双方只要采用相同的帧格式和波特率，就能在未共享时钟信号的情况下，仅用信号线Rx和信号线Tx就可以完成通信过程，也称为异步串行通信。UART串口电路与4G透传模块5相连。所述摄像机4通过SCCB总线电路9与中央处理器CPU6进行通讯进行摄像数据传输。所述水浸探头2为电极式探头，控制器主板1的DI信号处理电路7有10K上拉电阻，水浸时电极导通。所述4G透传模块5，通过UART串口电路10与中央处理器CPU6通讯，实现中央处理器CPU6与G透传模块5双向透传功能，高速率、低时延，支持2个网络链接同时在线，支持TCP、UDP；支持注册包/心跳包机制，支持网络透传、HTTPD、UDC工作模式。监测污水外溢的工作流程为：所述中央处理器CPU6有固定的DI信号采集周期，为降低功耗，一般设为10秒。中央处理器CPU6内设一个上次采集周期水浸状态寄存器，采集时间到时中央处理器CPU6采集水浸探头状态，若上次水浸状态寄存器为正常，本次采集为水浸状态，则通过UART串口电路10激活4G透传模块5向服务器传输水浸数据。通过SCCB总线电路9采集现场视频数据，通过UART串口电路10与4G透传模块5，向服务器传输水现场视频数据，视频数据传输完毕，进入下一个数据采集周期。若上次水浸状态寄存器为为水浸，本次采集为水浸状态，通过UART串口电路10与4G透传模块5向服务器传输水现场视频数据，若上次水浸状态寄存器为为水浸，本次采集为正常状态，则通过UART串口电路10与4G透传模块5向服务器传输水浸数据，关闭4G透传模块5。若上次水浸状态寄存器为正常，本次采集为正常状态，则直接进入下采集周期。本技术通用性强，可安装使用于城市各坐落位置，成本低，管理方便，具有很好的适用性和兼容性，采用插针式4G模块，通过UART串口电路与中央处理器CPU通讯，实现中央处理器CPU与4G透传模块双向透传功能，高速率、低时延，支持2个网络链接同时在线，支持TCP、UDP；支持注册包/心跳包机制，支持网络透传、HTTPD、UDC工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Arduino的城市污水外溢监测装置，其特征在于：包括控制器主板、与控制器主板连接的水浸探头、与控制器主板连接且提供电能的电源、与控制器主板连接的摄像机、与控制器主板连接的4G透传模块，水浸探头将检测外溢的水位传递给控制器主板，控制器主板进行判定并将摄像机采集的数据进行上传。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于Arduino的城市污水外溢监测装置，其特征在于：包括控制器主板、与控制器主板连接的水浸探头、与控制器主板连接且提供电能的电源、与控制器主板连接的摄像机、与控制器主板连接的4G透传模块，水浸探头将检测外溢的水位传递给控制器主板，控制器主板进行判定并将摄像机采集的数据进行上传。


2.根据权利要求1所述的基于Arduino的城市污水外溢监测装置，其特征在于：所述控制器主板包括中央处理器CPU、与中央处理器CPU连接的DI信号处理电路、与中央处理器CPU连接的电源电路、与中央处理器CPU连接的SCCB总线电路、与中央处理器CPU连接的UART串口电路。


3.根据权利要求2所述的基于Arduino的城市...

【专利技术属性】
技术研发人员：王守闯，陈若飞，孙维斌，张志抗，郭循钊，安铭，刘富鑫，
申请(专利权)人：河南派亚尼尔自动化设备有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41