一種城市防澇系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種城市防澇系統(tǒng)，包括探測裝置和物聯(lián)網(wǎng)控制中心；其中探測裝置包括：傳感器、信號處理單元和信號傳輸單元，傳感器設(shè)置在下水口，包括水深傳感器和水流速傳感器；傳感器，用于采集水深數(shù)據(jù)和水流速數(shù)據(jù)；信號處理單元，用于獲取傳感器采集的數(shù)據(jù)，并通過信號傳輸單元將反映堵塞狀況的數(shù)據(jù)發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)控制中心；物聯(lián)網(wǎng)控制中心，用于依據(jù)反映堵塞狀況的數(shù)據(jù)做出響應(yīng)，響應(yīng)包括：發(fā)出告警，對排水系統(tǒng)進行控制策略的調(diào)整，或者通知相關(guān)工作人員。本實用新型能夠自動檢測堵塞狀況并及時作出響應(yīng)，大大降低了人工成本，且能夠及時、準確地獲得內(nèi)澇信息。
【專利說明】一種城市防澇系統(tǒng)
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本實用新型涉及自動化檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種城市防澇系統(tǒng)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]排水系統(tǒng)是現(xiàn)代化城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是城市排澇的骨干工程，為了不斷提高人們的物質(zhì)生活水平、保護生態(tài)環(huán)境和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，我國還將建設(shè)大量的排水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)自身設(shè)計的合理性固然重要，然而一旦排水系統(tǒng)設(shè)計并建設(shè)完畢，對其進行改造來增強排澇能力是代價巨大的，因此對排水系統(tǒng)的配套工程進行完善就是增強城市排澇能力的另一條重要任務(wù)。
[0003]通常在諸如降水量較大時，排水系統(tǒng)容易發(fā)生排水不暢，容易發(fā)生交通擁堵，嚴重時甚至會造成重大的人員財產(chǎn)損失，特別是下水發(fā)生堵塞時，需要人工進行判斷并進行人工電話報修才能發(fā)現(xiàn)排水不暢的區(qū)域。這種方式在內(nèi)澇災(zāi)害發(fā)生時，無論是反應(yīng)速度還是處理效率上都顯得力不從心，如果完全采用人員值守，成本和工作量過大，也無法全面的推行。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實用新型提供了一種城市防澇系統(tǒng)，以便于及時、準確地獲得內(nèi)澇信息，降低人工成本。
[0005]具體技術(shù)方案如下:
[0006]一種城市防澇系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:探測裝置和物聯(lián)網(wǎng)控制中心；所述探測裝置包括:傳感器、信號處理單元和信號 傳輸單元，其中所述傳感器設(shè)置在下水口 ；
[0007]所述傳感器包括用于采集水深數(shù)據(jù)的水深傳感器和用于采集水流速數(shù)據(jù)的水流速傳感器；
[0008]所述信號處理單元，用于獲取所述傳感器采集的數(shù)據(jù)，并通過所述信號傳輸單元將反映堵塞狀況的數(shù)據(jù)發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)控制中心；
[0009]所述物聯(lián)網(wǎng)控制中心，用于依據(jù)所述反映堵塞狀況的數(shù)據(jù)做出響應(yīng)，所述響應(yīng)包括:發(fā)出告警，對排水系統(tǒng)進行控制策略的調(diào)整，或者通知相關(guān)工作人員。
[0010]根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實時方式，該系統(tǒng)還包括:校準服務(wù)器和校準信息數(shù)據(jù)庫；
[0011]所述校準服務(wù)器，用于獲取探測裝置發(fā)送給所述物聯(lián)網(wǎng)控制中心的數(shù)據(jù)，依據(jù)數(shù)據(jù)中的傳感器標識從校準信息數(shù)據(jù)庫中查詢相應(yīng)的校準信息，利用查詢到的校準信息對數(shù)據(jù)進行校準后，再將校準后的數(shù)據(jù)發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)控制中心；
[0012]所述校準信息數(shù)據(jù)庫，用于保存?zhèn)鞲衅鳂俗R以及相應(yīng)的校準信息。
[0013]根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實時方式，所述物聯(lián)網(wǎng)控制中心，還用于向所述探測裝置發(fā)送參數(shù)設(shè)置消息；
[0014]所述信號傳輸單元將接收到所述參數(shù)設(shè)置消息提供給所述信號處理單元；[0015]所述信號處理單元，還用于對所述參數(shù)設(shè)置消息進行解析，依據(jù)解析得到的內(nèi)容進行閾值的設(shè)置，用于后續(xù)所述信號處理單元依據(jù)傳感器采集的數(shù)據(jù)所達到的閾值對堵塞狀況進行分級判斷。
[0016]根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實時方式，所述物聯(lián)網(wǎng)控制中心包括告警單元；
[0017]所述告警單元，用于在堵塞狀況達到不暢等級時發(fā)出告警。
[0018]根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實時方式，所述物聯(lián)網(wǎng)控制中心包括設(shè)備啟動單元；
[0019]所述設(shè)備啟用單元，用于在堵塞狀況處于普通等級時，啟用備用排水設(shè)備。
[0020]根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實時方式，所述物聯(lián)網(wǎng)控制中心包括通知單元；
[0021]所述通知單元，用于在堵塞狀況達到嚴重等級時，向相關(guān)工作人員的移動設(shè)備發(fā)送通知。
[0022]根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實時方式，所述物聯(lián)網(wǎng)控制中心包含認證單元；
[0023]當新安裝的探測裝置接入物聯(lián)網(wǎng)控制中心時，將自身的傳感器編號采用約定的認證協(xié)議中的算法生成電子證書，將該電子證書包含在認證請求中發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)控制中心；
[0024]物聯(lián)網(wǎng)控制中心接收到所述認證請求后，由所述認證單元在本地查找發(fā)送該認證請求的探測裝置注冊的傳感器編號，將查找到的傳感器編號采用約定的認證協(xié)議中的算法生成電子證書，將生成的電子證書與所述認證請求中包含的電子證書進行比對，如果一致，則認證通過，接收并處理該新安裝的探測裝置后續(xù)上報的數(shù)據(jù)；如果不一致，則認證失敗，拒絕該新安裝的探測裝置后續(xù)上報的數(shù)據(jù)。
[0025]根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實時方式，所述信號傳輸單元為采用wif1、GPRS或3G中至少一種無線傳輸方式的單?！?。
[0026]根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實時方式，所述信號處理單元采用微處理器，所述信號傳輸單元采用射頻芯片；
[0027]所述傳感器連接到所述信號處理單元的通用I/O接口，所述信號處理單元和信號傳輸單元通過SPI接口相連。
[0028]根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實時方式，所述水深傳感器為水深壓力傳感器；
[0029]所述水流速傳感器為轉(zhuǎn)子式流速儀、時差法超聲波流速儀、多普勒流速剖面儀或者電波流速儀。
[0030]由以上技術(shù)方案可以看出，本實用新型能夠依據(jù)下水口的水深和水流速數(shù)據(jù)自動檢測堵塞狀況并及時作出響應(yīng)，能夠?qū)Τ鞘懈魈幍膬?nèi)澇狀況進行統(tǒng)一的監(jiān)控，無需完全依靠人工值守，大大降低了人工成本，并且能夠及時、準確地獲得內(nèi)澇信息，有效地提高了下水堵塞的響應(yīng)速度和處理效率。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0031]圖1為本實用新型實施例提供的城市防澇系統(tǒng)的示意圖；
[0032]圖2為本實用新型實施例提供的探測裝置的一種結(jié)構(gòu)圖；
[0033]圖3為本實用新型實施例提供的另一種優(yōu)選的城市防澇系統(tǒng)的示意圖。
【【具體實施方式】】
[0034]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述。
[0035]在對城市內(nèi)澇進行防御和控制時，首先要做的就是對排水系統(tǒng)的堵塞狀況進行探測，在本實用新型實施例中可以在下水口部署探測裝置，用于探測排水系統(tǒng)的堵塞狀況并上報，探測裝置可以部署在城市的一個或多個重點區(qū)域的重點位置。然后探測裝置將探測到的反映堵塞狀況的數(shù)據(jù)上報給物聯(lián)網(wǎng)控制中心，由物聯(lián)網(wǎng)控制中心依據(jù)堵塞狀況即時做出響應(yīng)，包括:發(fā)出告警，或者，即時對排水系統(tǒng)進行控制策略的調(diào)整，例如啟用備用排水設(shè)備，或者，即時通知相關(guān)工作人員赴現(xiàn)場進行勘察和處理，例如向相關(guān)工作人員發(fā)送短信或電話通知。物聯(lián)網(wǎng)控制中心還可以對探測裝置中的參數(shù)進行設(shè)置。該城市防澇系統(tǒng)可以如圖1中所示。
[0036]具體地上述的探測裝置可以包括:傳感器、信號處理單元和信號傳輸單元，如圖2中所示。
[0037]其中傳感器主要包括水深傳感器和水流速傳感器，水深傳感器用于采集下水口附近的積水深度數(shù)據(jù)，水深傳感器通常依據(jù)的是水壓力差來測量，因此采用的大多是水深壓力傳感器。水流速傳感器用于采集下水口附近的水流速數(shù)據(jù)，水流速傳感器可以采用轉(zhuǎn)子式流速儀、時差法超聲波流速儀、多普勒流速剖面儀、電波流速儀等。
[0038]信號處理單元獲取上述水深傳感器和水流傳感器采集的數(shù)據(jù)，在此信號處理單元可以直接將采集到的一段時間內(nèi)的數(shù)據(jù)通過信號傳輸單元發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)控制中心。也就是說，信號處理單元可以僅負責數(shù)據(jù)的收集和緩存，然后將一段時間內(nèi)的數(shù)據(jù)通過信號傳輸單元上報，由物聯(lián)網(wǎng)控制中心進行是否發(fā)生堵塞的判斷。
[0039]對于這種情況，探測裝置上報的實際上就是傳感器的物理數(shù)據(jù)，而傳感器不可避免的會因為各種因素存在偏差，對傳感器采集的數(shù)據(jù)進行校準是十分重要的，然而，如果將校準功能放在探測系統(tǒng)中實現(xiàn)則意味著在探測裝置上需要更大的空間和更高的處理能力，由于探測裝置的數(shù)量可能很巨大，這無疑會帶來成本的大量增加。因此，本實用新型實施例中提供了一種優(yōu)選的校準方案，即采用統(tǒng)一的校準服務(wù)器接收各探測裝置發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)控制中心的數(shù)據(jù)。
[0040]如圖3所示，此時探測裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)中會包含傳感器標識，該傳感器標識可以是傳感器添加在數(shù)據(jù)中的，也可以是信號處理單元添加在數(shù)據(jù)中的。校準服務(wù)器獲取探測裝置發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)控制中心的數(shù)據(jù)，依據(jù)數(shù)據(jù)中的傳感器標識到校準信息數(shù)據(jù)庫中查詢相應(yīng)的校準信息，利用該校準信息對數(shù)據(jù)進行校準后，再將校準后的數(shù)據(jù)發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)控制中心。
[0041]校準信息數(shù)據(jù)庫中保存了傳感器標識以及相應(yīng)的校準信息，數(shù)據(jù)庫的容量可以十分巨大，因此保存的校準信息可以非常精確，該校準信息可以包括傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性。
[0042]這種方式通過統(tǒng)一的校準服務(wù)器對分布在各地的探測裝置統(tǒng)一進行校準，可以充分利用云計算資源來達到高性能和大存儲量。
[0043]然后物聯(lián)網(wǎng)控制中心依據(jù)校正后的數(shù)據(jù)對堵塞狀況進行分級判斷，確定堵塞等級。在進行分級判斷時，預(yù)先將各水深和水流速的不同閾值對應(yīng)到不同的堵塞等級，然后基于傳感器采集的數(shù)據(jù)所達到的閾值來判斷堵塞等級。舉一個例子，如表I中所示。
[0044]
【權(quán)利要求】
1.一種城市防澇系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:探測裝置和物聯(lián)網(wǎng)控制中心；所述探測裝置包括:傳感器、信號處理單元和信號傳輸單元，其中所述傳感器設(shè)置在下水口 ； 所述傳感器包括用于采集水深數(shù)據(jù)的水深傳感器和用于采集水流速數(shù)據(jù)的水流速傳感器； 所述信號處理單元，用于獲取所述傳感器采集的數(shù)據(jù)，并通過所述信號傳輸單元將反映堵塞狀況的數(shù)據(jù)發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)控制中心； 所述物聯(lián)網(wǎng)控制中心，用于依據(jù)所述反映堵塞狀況的數(shù)據(jù)做出響應(yīng)，所述響應(yīng)包括:發(fā)出告警，對排水系統(tǒng)進行控制策略的調(diào)整，或者通知相關(guān)工作人員。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括:校準服務(wù)器和校準信息數(shù)據(jù)庫； 所述校準服務(wù)器，用于獲取探測裝置發(fā)送給所述物聯(lián)網(wǎng)控制中心的數(shù)據(jù)，依據(jù)數(shù)據(jù)中的傳感器標識從校準信息數(shù)據(jù)庫中查詢相應(yīng)的校準信息，利用查詢到的校準信息對數(shù)據(jù)進行校準后，再將校準后的數(shù)據(jù)發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)控制中心； 所述校準信息數(shù)據(jù)庫，用于保存?zhèn)鞲衅鳂俗R以及相應(yīng)的校準信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述物聯(lián)網(wǎng)控制中心，還用于向所述探測裝置發(fā)送參數(shù)設(shè)置消息； 所述信號傳輸單元將接收到所述參數(shù)設(shè)置消息提供給所述信號處理單元； 所述信號處理單元，還用于對所述參數(shù)設(shè)置消息進行解析，依據(jù)解析得到的內(nèi)容進行閾值的設(shè)置，用于后續(xù)所述信號處理單元依據(jù)傳感器采集的數(shù)據(jù)所達到的閾值對堵塞狀況進行分級判斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述物聯(lián)網(wǎng)控制中心包括告警單元； 所述告警單元，用于在堵塞狀況達到不暢等級時發(fā)出告警。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述物聯(lián)網(wǎng)控制中心包括設(shè)備啟動單元; 所述設(shè)備啟用單元，用于在堵塞狀況處于普通等級時，啟用備用排水設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述物聯(lián)網(wǎng)控制中心包括通知單元； 所述通知單元，用于在堵塞狀況達到嚴重等級時，向相關(guān)工作人員的移動設(shè)備發(fā)送通知。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一權(quán)項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號傳輸單元為采用wifi> GPRS或3G中至少一種無線傳輸方式的單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一權(quán)項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理單元采用微處理器，所述信號傳輸單元采用射頻芯片； 所述傳感器連接到所述信號處理單元的通用I/O接口，所述信號處理單元和信號傳輸單元通過SPI接口相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一權(quán)項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水深傳感器為水深壓力傳感器； 所述水流速傳感器為轉(zhuǎn)子式流速儀、時差法超聲波流速儀、多普勒流速剖面儀或者電波流速儀。
【文檔編號】G05B19/418GK203397190SQ201320477206
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】李永 申請人:京興智聯(lián)（北京）水利物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有限公司