一種城市道路積水警示裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種城市道路積水警示裝置，包括安裝在低洼路段用于感應積水深度的液位變送器，以及安裝在低洼路段的交叉口之前的LED顯示屏，液位變送器通過無線傳輸裝置連接單片機，單片機連接LED顯示屏；液位變送器采用投入式液位變送器。本實用新型根據(jù)城市道路積水的特點，選擇了可靠性高、防腐蝕、防堵塞的投入式液位變送器，監(jiān)測城市道路積水深度并將通過LED顯示屏將警示信息傳送給駕駛員，解決了積水信息獲取精度低、積水信息發(fā)布時間長和警示裝置造價高等問題，同時應用了壓力傳感技術以及無線傳輸技術，保證了積水信息監(jiān)測的準確性，同時也保證了信息發(fā)布的及時性。
【專利說明】
一種城市道路積水警示裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及積水警示裝置領域，具體涉及一種城市道路積水警示裝置。
【【背景技術】】
[0002]近年來，我國暴雨導致的城市道路積水問題嚴重。據(jù)國家住房和城鄉(xiāng)建設部對全國351個城市進行的專項調研，2008年以來有62 %的城市發(fā)生過不同程度的內澇，積水深度超過50厘米的占74.6%，積水時間超過半小時的城市占78.9%。城市道路積水對交通危害很大，易引起車輛熄火，導致交通擁堵和出行困難，如果處置不當或救助不及時還可能造成人員傷亡。近20年來，由于我國氣候變化、人口增加、生態(tài)保護力度不夠以及城市化進程加快等原因，很多城市的降水集中性越來越強，如果不采取任何措施的話，我國城市道路積水問題將愈演愈烈。為了能夠盡快減輕或避免道路積水對人民生命財產(chǎn)造成的損失，及時為出行者提供道路積水信息，當出現(xiàn)積水斷路的時候，如果能盡早使駕駛員停駛繞行，可以避免許多入水事故和交通擁堵。
[0003]目前我國城市道路上實際應用的道路積水預警系統(tǒng)非常少，從積水信息獲取的方式看，有的積水測量設備不適用于城市道路積水的特點；有的系統(tǒng)運行效率不高，通訊昂貴;有的系統(tǒng)提供積水信息的形式并不是非常有效;有的積水報警系統(tǒng)成本較高、設備復雜，容易被盜，不利于安裝維護。從積水信息發(fā)布方式來看，人工發(fā)布信息需耗費大量人力、物力，不能應對突發(fā)降雨并且發(fā)布的信息有延遲，針對性不強;而儀器發(fā)布信息則存在設置位置不合適和缺少量化信息等問題，不能有效誘導交通。
[0004]城市道路積水受車輛運行的影響，水位不停劇烈變化;受雨水沖刷的影響，道路積水中含有大量泥沙、樹枝、紙肩等雜物。雖然現(xiàn)今能夠實時測量水深的液位傳感器已經(jīng)比較發(fā)達，然而卻不一定適用于測量城市道路積水。
【
【發(fā)明內容】
】
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種城市道路積水警示裝置，能夠有效測量城市道路積水。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0007]包括安裝在低洼路段用于感應積水深度的液位變送器，以及安裝在低洼路段的交叉口之前的LED顯示屏，液位變送器通過無線傳輸裝置連接單片機，單片機連接LED顯示屏；液位變送器采用投入式液位變送器。
[0008]進一步地，液位變送器通過AD轉化器連接無線發(fā)射器，單片機通過AD轉化器連接與無線發(fā)射器相配合的無線接收器。
[0009]進一步地，AD轉化器的型號為ADS7829IDRBT。
[0010]進一步地，單片機的型號為MSP430F436。
[0011]進一步地，LED顯示屏上安裝有用于為其供電的太陽能電池板。
[0012]進一步地，LED顯示屏位于低洼路段的交叉口之前75m處。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益的技術效果:
[0014]本實用新型根據(jù)城市道路積水的特點，選擇了可靠性高、防腐蝕、防堵塞的投入式液位變送器，既能夠精確測量動態(tài)水位、又能防止泥沙影響，監(jiān)測城市道路積水深度并將通過顯示屏將警示信息傳送給駕駛員，解決了現(xiàn)有技術中存在的積水信息獲取精度低、積水信息發(fā)布時間長和警示裝置造價高等問題，同時應用了壓力傳感技術以及無線傳輸技術，成本低，而且保證了積水信息監(jiān)測的準確性，同時也保證了信息發(fā)布的及時性。
[0015]進一步地，本實用新型中通過設置太陽能電池板，可以節(jié)約能源，保護環(huán)境。
[0016]進一步地，本實用新型中通過將LED顯示屏設置在低洼路段的交叉口之前75m處，能夠有效保證駕駛員提前看到相關警示信息，使駕駛員擁有足夠的反應時間進行繞行。
【【附圖說明】】
[0017]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0018]圖2是本實用新型中LED顯示屏的安裝位置示意圖；
[0019]圖3是本實用新型的工作流程圖。
[0020]其中，1-液位變送器;2-太陽能電池板;3-LED顯示屏。
【【具體實施方式】】
[0021 ]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。
[0022]參見圖1，本實用新型是基于液位變送器1、無線傳輸裝置和LED顯示屏3的裝置系統(tǒng)，液位變送器I作為積水感應裝置，一般安裝在地勢最低的地方，本實用新型中安裝在容易產(chǎn)生較深積水的低洼路段，用于感應積水深度，可以用一些固定裝置進行固定安裝;LED顯示屏3安裝在低洼路段的交叉口之前的一定距離，液位變送器I依次通過AD轉化器和無線傳輸裝置連接單片機;單片機連接LED顯示屏3。
[0023]液位變送器I采用投入式液位變送器，既能夠精確測量動態(tài)水位、又能防止泥沙影響，最大檢測積水深度為Im，精度為5 %。
[0024]AD轉換器就是將模擬信號和數(shù)字信號相互轉換的儀器，將時間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬量轉換為時間離散、幅值也離散的數(shù)字信號，在道路交叉口 LED顯示屏3處和單片機一同安裝在控制電路中，在積水區(qū)域和液位變送器I相連接;本實用新型中所采用的AD轉換器的型號是ADS7829IDRBT，其轉換速率> = 1MSPSAD。
[0025]無線傳輸裝置包括與AD轉化器相連的無線發(fā)射器，以及與單片機相連的無線接收器，該無線發(fā)射器與無線接收器相互配合。本實用新型中無線發(fā)射和接收均采用ZigBee技術，該技術具有低功耗、成本低、延時短、網(wǎng)絡容量大，可靠、安全等六大特點，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定。主要作用是將積水區(qū)域液位變送器I的信號發(fā)送到道路交叉口的LED顯示屏3處的無線接收器，再經(jīng)AD轉換器轉換之后，發(fā)送到單片機進行處理。
[0026]單片機的型號為MSP430F436，用于處理無線傳輸裝置經(jīng)過AD轉換器所傳來的信號。單片機根據(jù)積水的深度，給出相應的積水深度和警示信息，并顯示在LED顯示屏3上，給予駕駛員警示。
[0027]LED顯示屏3與其它大屏幕終端顯示器相比，LED顯示屏3亮度高，是能夠在戶外全天候使用的大型顯示終端;LED顯示屏3壽命長，一般會長達十年以上；易與計算機接口，支持軟件豐富。
[0028]參見圖2，LED顯示屏3的安放位置一般位于易積水的低洼路段的交叉口之前L米，城市道路中車輛的行駛速度一般不超過90km/h，按照3秒行程計算可得到該距離L為75m。LED顯示屏3上安裝有用于為其供電的太陽能電池板2，用于將太陽能收集并為LED顯示屏3供電，節(jié)約了能源與成本，也保護了環(huán)境。
[0029]本實用新型提供了一種新型的城市道路積水警示裝置，解決了現(xiàn)有技術中存在的積水信息獲取精度低、積水信息發(fā)布時間長和警示裝置造價高等問題，同時應用了壓力傳感技術以及無線傳輸技術，保證了積水信息監(jiān)測的準確性，同時也保證了信息發(fā)布的及時性。
[0030]本實用新型主要的工作過程及原理:
[0031]如圖3所示，工作時，液位變送器I通過監(jiān)測該路段的積水深度，并將該位置的水深通過AD轉化器轉換后，將信號通過無線發(fā)射器發(fā)射出去，后經(jīng)過位于易積水路段交叉口的無線接收器以及AD轉換器的轉換將信號傳至單片機，單片機處理數(shù)據(jù)，將積水深度和相應的警示信息通過LED顯示屏3進行顯示，便于警示駕駛員。
[0032]本實用新型中根據(jù)調查不同車輛的涉水深度，確定了三種不同積水深度范圍的具體信息內容，可以確定LED顯示屏3顯示的信息內容:若積水深度位于O?15cm之間時，LED顯示屏3上顯示此時的積水深度，并提示駕駛員“注意前方路段水位，小心通行”，若積水深度位于15?30cm之間時，LED顯示屏3上顯示此時的積水深度，并提示駕駛員“前方路段水位較深，謹慎判斷”，若積水深度位于30cm以上時，LED顯示屏3上顯示此時的積水深度，并提示駕駛員“前方路段水位過深，禁止通行”；太陽能電池板2則一直為LED顯示屏3供電，可以節(jié)約能源，保護環(huán)境。
[0033]本實用新型在積水信息發(fā)布方式方面，著重從有效性和及時性出發(fā)。雖然一些預警系統(tǒng)中提到在路段現(xiàn)場的顯示屏上實時顯示道路積水信息，但是對于顯示屏的設置位置和提示內容卻并沒有做出太多研究。然而這兩者其實是非常重要的:提示內容是否恰當將決定出行者的心理判斷和行動結果之間的一致性，從而影響出行者對預警系統(tǒng)的信任度；設置位置是否恰當將決定出行者是否能夠及時發(fā)現(xiàn)信息并繞行其他道路，本實用新型在對駕駛員的行為選擇心理進行分析的基礎上，將可變信息板顯示內容確定為“具體水位信息+建議警示信息”，在對車輛涉水深度進行統(tǒng)計分析的基礎上，確定了三種不同積水深度范圍的警示信息，在對駕駛員繞行需求和反應時間進行分析計算的基礎上，根據(jù)規(guī)范確定了 LED顯示屏3的設置位置應在易積水路段的交叉口之前75m處。在系統(tǒng)內部通信方式方面，著重從系統(tǒng)安裝簡便性出發(fā)，由于測量到的積水深度信息需要發(fā)送給LED顯示屏3，而積水深度測量的液位變送器I與LED顯示屏3之間存在一定距離，如果采用線纜傳輸信號，那么就需要開挖路面布設管線或者高空架設線纜，不但增加附加成本，施工階段也難免影響道路通行。本實用新型對信號傳輸內容和距離進行了分析，采用無線傳輸裝置收發(fā)信號。本實用新型獲取積水信息精確可靠，信息傳輸及時。
【主權項】
1.一種城市道路積水警示裝置，其特征在于:包括安裝在低洼路段用于感應積水深度的液位變送器(I)，以及安裝在低洼路段的交叉口之前的LED顯示屏(3)，液位變送器(I)通過無線傳輸裝置連接單片機，單片機連接LED顯示屏(3);液位變送器(I)采用投入式液位變送器。2.根據(jù)權利要求1所述的一種城市道路積水警示裝置，其特征在于:液位變送器(I)通過AD轉化器連接無線發(fā)射器，單片機通過AD轉化器連接與無線發(fā)射器相配合的無線接收器。3.根據(jù)權利要求2所述的一種城市道路積水警示裝置，其特征在于:AD轉化器的型號為ADS7829IDRBT。4.根據(jù)權利要求1所述的一種城市道路積水警示裝置，其特征在于:單片機的型號為MSP430F436。5.根據(jù)權利要求1所述的一種城市道路積水警示裝置，其特征在于:LED顯示屏(3)上安裝有用于為其供電的太陽能電池板(2)。6.根據(jù)權利要求1所述的一種城市道路積水警示裝置，其特征在于:LED顯示屏(3)位于低洼路段的交叉口之前75m處。
【文檔編號】G01F23/00GK205449215SQ201620231252
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月23日
【發(fā)明人】呂昭, 祁晨旭, 趙艷
【申請人】長安大學