[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

说明书

技术领域

本发明涉及工程排水技术领域，尤其涉及基于单片机的桥下自动抽水预警系统和控制方法。

背景技术

一直以来，桥下突遇暴雨，积水需一定时间排空的问题是市民特别关注的热点，也是造成雨天安全隐患的最大问题。有的桥下安装有警示标尺，安装警示标尺的目的就是在下雨时，便于过往车辆及行人可以准确地掌握桥下的积水情况，同时让司机们能够清楚地知道地势较低的立交桥下积水到底有多深，车辆是否能够安全通过。

15年7月16日晚7时左右，一场暴雨让海淀区田村东路铁道桥下路段，桥下大量积水，变成了一个巨大的池塘，18辆途经此处的车辆被淹。

7月21日，北京遭遇特大暴雨袭击，全市平均降雨量达到了164毫米，为61年以来最大。如此突如其来的强降雨，让整个城市陷入一片“汪洋”，众多积水点处出现了多起事故。这场特大暴雨使得铁路桥桥下、立交桥桥下的积水问题再次成了人们关注的焦点。由于桥梁在设计之初没有充分考虑到排水问题，因此，桥梁底下的下凹地形处事故发生率最高。桥下积水点，面临着史无前例的严酷考验。

而在我们日常生活中，如果遇到暴雨天气，桥下排水往往失去作用而使桥下通道大量积水，导致交通的堵塞需要人工抽水，人们也无法及时得知堵塞的路段，使交通的瘫痪更为严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了基于单片机的桥下自动抽水预警系统和控制方法，采用GPRS网络技术方法，解决了人们无法及时得知堵塞路段或积水桥下无法通行状况的技术问题，达到了通过收音机或是GPRS网络直接得知路况的技术效果；采用单片机自动控制技术方法，解决了桥下积水需要人工排水的技术问题，达到了桥下积水自动检测并自动抽水的技术效果；采用红绿灯与显示屏的技术设计，解决了人们通行无法直接得知桥下情况的技术问题，达到了可通过显示屏显示积水深度并通过红绿灯提示的技术效果；采用了水位传感的技术方法，达到了检测积水深度简易直接的技术效果。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：基于单片机的桥下自动抽水预警系统，其包括交通路况中心服务器、桥下监测抽水装置、Internet网络、桥下通行道与GPRS网络，交通路况中心服务器一侧安装有广播台，广播台连接有多个车载收音机；交通路况中心服务器另一侧连接Internet网络，GPRS网络一侧与Internet网络交互，GPRS网络另一侧连接有多个车内移动设备，桥下监测抽水装置连接在GPRS网络上；

桥下监测抽水装置包括控制器、红绿灯、显示屏、抽水口和水位传感器，红绿灯和显示屏安装在桥下通行道路口，抽水口和水位传感器安装在桥下通行道底部，控制器连接控制红绿灯与显示屏；

控制器包括单片机单元、A/D转换器和电源模块；水位传感器通过A/D转换器与单片机单元通信，单片机单元一侧连接有接触器模块，单片机单元通过接触器模块控制有抽水电机，抽水电机安装在抽水口处；单片机单元另一侧连接有GPRS模块，桥下监测抽水装置通过GPRS模块连接GPRS网络；显示屏和红绿灯I/O连接在单片机单元上；电源模块为单片机单元、A/D转换器、GPRS模块、显示屏与红绿灯提供电源。

系统控制方法步骤为：

A、水位传感器感测桥下通行道的积水高度，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；

B、单片机单元接收报警信号，控制红绿灯红灯亮禁止通行，并控制接触器模块闭合，则抽水电机打开，开始排水；

C、单片机单元计算积水深度，并通过显示屏显示积水深度，并通过GPRS模块向GPRS网络发送桥下报警信号；

D、交通路况中心服务器通过Internet网络接收桥下报警信号，发送到Internet网络上，并通过广播台发送无线警告广播；

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得知，车辆进行改道行驶；

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

进一步优化本技术方案，所述的车内移动设备为可连接GPRS网络与可下载APP软件功能的便携手机或Ipad。

进一步优化本技术方案，所述的单片机单元为ATmega128单片机，GPRS模块为EM310 GSM模块，A/D转换器为ADC00809转换器，水位传感器为CR-601C传感器。