[发明专利]基于单片机的桥下自动抽水预警系统和控制方法

权利要求书

1.基于单片机的桥下自动抽水预警系统，其特征在于：包括交通路况中心服务器(1)、桥下监测抽水装置(2)、Internet网络(3)、桥下通行道(4)与GPRS网络(5)，交通路况中心服务器(1)一侧安装有广播台(6)，广播台(6)连接有多个车载收音机(7)；交通路况中心服务器(1)另一侧连接Internet网络(3)，GPRS网络(5)一侧与Internet网络(3)交互，GPRS网络(5)另一侧连接有多个车内移动设备(8)，桥下监测抽水装置(2)连接在GPRS网络(5)上；

桥下监测抽水装置(2)包括控制器(21)、红绿灯(22)、显示屏(23)、抽水口(24)和水位传感器(25)，红绿灯(22)和显示屏(23)安装在桥下通行道(4)路口，抽水口(24)和水位传感器(25)安装在桥下通行道(4)底部，控制器(21)连接控制红绿灯(22)与显示屏(23)；

控制器(21)包括单片机单元(211)、A/D转换器(212)和电源模块(213)；水位传感器(25)通过A/D转换器(212)与单片机单元(211)通信，单片机单元(211)一侧连接有接触器模块(214)，单片机单元(211)通过接触器模块(214)控制有抽水电机(215)，抽水电机(215)安装在抽水口(24)处；单片机单元(211)另一侧连接有GPRS模块(216)，桥下监测抽水装置(2)通过GPRS模块(216)连接GPRS网络(25)；显示屏(23)和红绿灯(22)I/O连接在单片机单元(211)上；电源模块(213)为单片机单元(211)、A/D转换器(212)、GPRS模块(216)、显示屏(23)与红绿灯(22)提供电源。

2.根据权利要求1所述的基于单片机的桥下自动抽水预警系统，其特征在于：车内移动设备(8)为可连接GPRS网络与可下载APP软件功能的便携手机或Ipad。

3.根据权利要求1所述的基于单片机的桥下自动抽水预警系统，其特征在于：单片机单元(211)为ATmega128单片机，GPRS模块(216)为EM310 GSM模块，A/D转换器(212)为ADC00809转换器，水位传感器(25)为CR-601C传感器。

4.根据权利要求1或2所述的基于单片机的桥下自动抽水预警系统，其特征在于：水位传感器(25)的输出端连接在A/D转换器(212)的IN0脚，A/D转换器(212)的数据输出端连接在单片机单元(211)的PA口上。

5.根据权利要求1所述的基于单片机的桥下自动抽水预警系统，其特征在于：电源模块(213)包括变压器T1、整流桥D1、78L12芯片、LM2576芯片与LM117芯片，电源模块(213)输出端包括+12V、+5V、+3.3V三个电压等级，电源模块(213)为单片机单元(211)和A/D转换器(212)提供+5V电压，电源模块(213)为接触器模块(214)提供+12V和+3.3V电压。

6.根据权利要求1或2所述的基于单片机的桥下自动抽水预警系统，其特征在于：GPRS模块(216)EM310的TXD管脚连接单片机单元(211)ATmega128的RXD0管脚，GPRS模块(216)EM310的RXD管脚连接单片机单元(211)ATmega128的TXD0管脚。

7.根据权利要求1所述的基于单片机的桥下自动抽水预警系统，其特征在于：接触器模块（214）包括电阻R1、电阻R2、NPN三极管Q1与接触器K1，单片机单元（211）的PA1管脚通过电阻R2连接在NPN三极管Q1的基极，电阻R1一端连接3.3V电压，电阻R1另一端连接PA1口，NPN三极管Q1的集电极连接控制接触器K1的线圈，NPN三极管Q1的发射极接地。

8.基于单片机的桥下自动抽水预警系统控制方法，其特征在于：分以下步骤：

A、水位传感器(25)感测桥下通行道(4)的积水高度，若水位不高于警戒线，不作反应；若高于警戒线，将报警信号发送至单片机单元(211)；

B、单片机单元(211)接收报警信号，控制红绿灯(22)红灯亮禁止通行，并控制接触器模块(214)闭合，则抽水电机(215)打开，开始排水；

C、单片机单元(211)计算积水深度，并通过显示屏(23)显示积水深度，并通过GPRS模块(216)向GPRS网络发送桥下报警信号；

D、交通路况中心服务器(1)通过Internet网络(3)接收桥下报警信号，发送到Internet网络(3)上，并通过广播台(6)发送无线警告广播；

E、行驶车辆通过接收广播得知桥下无法通行或通过车内移动设备(8)得知，车辆进行改道行驶；

F、排水完毕，桥下通行道(4)可以通行，单片机单元(211)发送可通行信息至GPRS网络(5)，并控制红绿灯变绿色。