一种免维护涵洞水位自动监测和报警装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种免维护涵洞水位自动监测和报警装置，包括超声波测距仪、二级触发器、启动触发器及主机；主机包括接口转换模块、微处理模块、无线通信模块、电源控制模块、供电模块、温度传感器；超声波测距仪安装在涵洞顶部，二级触发器安装在洞壁上，启动触发器安装在洞壁与地面交界处的洞壁上；主机安装在涵洞顶部的外侧；超声波测距仪、二级触发器、启动触发器与微处理模块连接；微处理模块通过接口转换模块与无线通信模块连接；供电模块通过电源控制模块与微处理模块连接。本实用新型专利技术能自动感知和监测涵洞、沟渠或河道的水位变化情况，通过无线网络将测量数据上传给分析平台用于分析涵洞水位及变化趋势，并在水位超出正常范围时自动报警。围时自动报警。围时自动报警。

【技术实现步骤摘要】
一种免维护涵洞水位自动监测和报警装置


[0001]本技术属于铁路涵洞水位监测
，尤其涉及一种免维护涵洞水位自动监测和报警装置。

技术介绍

[0002]铁路涵洞一般分为交通涵和排洪涵，雨季来临，涵洞中会产生积水，特别是交通涵，积水深度会影响经过涵洞的行人和车辆的安全。
[0003]现有的涵洞水位监测方式为人工巡检。进入雨季，工务部门安排人员定期巡查，雨量增大时，会加大巡查密度，必要时会指派专人盯守。
[0004]人工巡检方式存在如下不足之处：工作负荷大、巡检间隔时间长；对于涵洞水位瞬时上涨反应不及时，可能造成严重后果；只对涵洞进行巡检，不掌握上游沟渠、河道水位的变化情况，无法对疏通和抢险工作进行提前预警。因而人工巡检方式不能满足现代铁路建设和运营维护的信息化、智能化的要求。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种免维护涵洞水位自动监测和报警装置，基于超声波测距仪、温度传感器、触发器、无线网络传输和低功耗控制技术，实现自动感知和监测涵洞、沟渠或河道的水位变化情况，通过无线网络(专网或公网)将测量数据上传给分析平台用于分析涵洞水位及变化趋势，并在水位超出正常范围时自动报警。
[0006]本技术提供了一种免维护涵洞水位自动监测和报警装置，包括超声波测距仪、二级触发器、启动触发器及主机；所述主机包括接口转换模块、微处理模块、无线通信模块、电源控制模块、供电模块、温度传感器；
[0007]所述超声波测距仪安装在涵洞顶部，所述二级触发器安装在洞壁上，所述启动触发器安装在洞壁与地面交界处的洞壁上；
[0008]所述主机安装在涵洞顶部的外侧；
[0009]所述超声波测距仪、二级触发器、启动触发器与所述微处理模块连接；所述超声波测距仪用于涵洞、沟渠、河道的水位测量，并将测量数据发送至所述微处理模块；所述启动触发器、二级触发器分别用于触发正常测量和紧急测量；
[0010]所述微处理模块通过所述接口转换模块与所述无线通信模块连接，用于将测量数据及水位报警信息通过所述无线通信模块发送至远端分析平台；所述温度传感器与所述微处理模块连接，用于测量环境温度；
[0011]所述供电模块通过所述电源控制模块与所述微处理模块连接，用于为所述超声波测距仪、接口转换模块、微处理模块、无线通信模块、温度传感器提供电源。
[0012]进一步地，所述超声波测距仪、二级触发器、启动触发器通过数据线及控制线与所述微处理模块连接。
[0013]进一步地，所述微处理模块通过数据总线、控制总线及地址总线与所述接口转换
模块连接，所述接口转换模块通过RS485总线与所述无线通信模块连接；所述温度传感器通过数据总线及控制总线与所述微处理模块连接。
[0014]进一步地，所述供电模块通过电源线与所述电源控制模块连接，所述电源控制模块通过控制总线与所述微处理模块连接。
[0015]进一步地，所述供电模块采用一次性电池。
[0016]进一步地，所述接口转换模块、微处理模块、无线通信模块、电源控制模块、供电模块、温度传感器安装于外壳内。
[0017]借由上述方案，通过免维护涵洞水位自动监测和报警装置，具有如下技术效果：
[0018]1)能够实现自动在线监测，解决人工巡检的工作负荷大，巡检间隔时间长和危险情况反应不及时等问题。
[0019]2)通过在上游沟渠、河道安装本装置还能对涵洞的疏通和抢险工作进行提前预警。
[0020]3)可对水位超范围情况进行自动报警，符合运维工作信息化、智能化的要求。
[0021]4)采用了低功耗电源控制技术，使本装置可免维护运行5年以上，满足低碳节能的要求，同时也避免增加运维人员的工作负荷。
[0022]上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0023]图1为本专利技术免维护涵洞水位自动监测和报警装置的结构框图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
[0025]参图1所示，本实施例提供了一种免维护涵洞水位自动监测和报警装置，包括超声波测距仪1、二级触发器2、启动触发器3及主机4；主机4包括接口转换模块41、微处理模块42、无线通信模块43、电源控制模块44、供电模块45、温度传感器46；超声波测距仪1安装在涵洞顶部；启动触发器3安装在洞壁与地面交界处的洞壁上，二级触发器2安装在洞壁上，与地面的距离根据现场要求确定；主机4安装在涵洞顶部的外侧；线缆沿洞壁固定；超声波测距仪1、二级触发器2、启动触发器3与微处理模块42连接，超声波测距仪1用于涵洞、沟渠、河道的水位测量，并将测量数据发送至微处理模块42，启动触发器3、二级触发器2分别用于触发正常测量和紧急测量；微处理模块42通过接口转换模块41与无线通信模块43连接，用于将测量数据及水位报警信息通过无线通信模块43发送至远端分析平台；温度传感器46与微处理模块42连接，用于测量环境温度；供电模块45通过电源控制模块44与微处理模块42连接，用于为各模块(超声波测距仪1、接口转换模块41、微处理模块42、无线通信模块43、温度传感器46)提供电源。
[0026]该装置中超声波测距仪型号为DYCGQ_SMG，可实现涵洞、沟渠、河道的水位测量，在其它示例中也可采用激光测距仪、雷达测距仪等装置替代超声波测距仪进行测量。启动和
二级触发器型号为EM15
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2A，通过引入启动和二级触发机制，分别触发正常测量和紧急测量两种模式，既节能又满足实际需求。
[0027]在涵洞无水的情况下(如旱季)本装置处于休眠状态；当启动触发器监测到涵洞进水，启动本装置，按照可配置的正常数据测量间隔时间对水位和环境温度进行监测；当涵洞水位到达二级触发器后，将按照可配置的紧急数据测量间隔时间对水位进行监测，并按照可配置的数据发送间隔时间将测量数据通过无线通信模块(型号：ML7810
‑
M)发送给分析平台；微处理模块采用STC STC8H1K08S2单片机，通过边缘计算，引入门限判别机制，在测量的同时，将水位数据与可配置的正常范围进行比对和判别，如果测量数据超出范围，则产生报警并立即发送给分析平台，而无需等待发送间隔时间。供电模块采用一次性电池供电(也可采用电缆或太阳能电池供电方式)，电源控制模块型号为AMS
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SEMITECH AMS1117+CHIPSTAR CS5080E，在工作期间，自动对各模块的工作状态(工作、休眠、关机、唤醒等)进行管控，达到低功耗运行，满足免维护工作5年以上的要求。本装置也可安装在上游沟渠、河道边，监测沟渠及河道水位的变化，为涵洞的运维工作提供预警。
[0028]在本实施例中，超声波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种免维护涵洞水位自动监测和报警装置，其特征在于，包括超声波测距仪(1)、二级触发器(2)、启动触发器(3)及主机(4)；所述主机(4)包括接口转换模块(41)、微处理模块(42)、无线通信模块(43)、电源控制模块(44)、供电模块(45)、温度传感器(46)；所述超声波测距仪(1)安装在涵洞顶部，所述二级触发器(2)安装在洞壁上，所述启动触发器(3)安装在洞壁与地面交界处的洞壁上；所述主机(4)安装在涵洞顶部的外侧；所述超声波测距仪(1)、二级触发器(2)、启动触发器(3)与所述微处理模块(42)连接；所述超声波测距仪(1)用于涵洞、沟渠、河道的水位测量，并将测量数据发送至所述微处理模块(42)；所述启动触发器(3)、二级触发器(2)分别用于触发正常测量和紧急测量；所述微处理模块(42)通过所述接口转换模块(41)与所述无线通信模块(43)连接，用于将测量数据及水位报警信息通过所述无线通信模块(43)发送至远端分析平台；所述温度传感器(46)与所述微处理模块(42)连接，用于测量环境温度；所述供电模块(45)通过所述电源控制模块(44)与所述微处理模块(42)连接，用于为所述超声波测距仪(1)、接口转换模块(41)、微处理模块(42)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈前程，张立达，
申请(专利权)人：北京天佑坦达通信技术有限公司，
类型：新型
国别省市：