雨水篦子监控系统的制作方法

1.本发明涉及一种雨水篦子监控系统，具体涉及一种基于物联网和大数据对雨水篦子进行智能监控的系统。


背景技术：

2.雨水篦子通常用钢筋水泥、金属、强化塑料等材料制成，形状以圆形和方形为主，广泛布置在各个街道上。在大雨天气，雨水流到低洼处的篦子，然后进入雨水管网，最终流入河渠，避免了很多区域“看海”。而街道上的很多商家会将店里产生的污水倒入雨水篦子，导致污水直排河道，给水体带来污染，也使城市花大力气做的“雨污分离”打了折扣。
3.目前，一个城市内的水篦子数量数以千万计，管理手段以人工巡检为主，虽然政府部门每年投入巨大的人力财力，但很多商家向沿街雨水井倾倒污水、污物及餐厨垃圾导致污水直排河道，给水体带来污染，同时水篦子损坏、堵塞浸泡等问题仍频频出现。
4.因此，如何实现对雨水篦子的智能管理成为亟待解决的课题。


技术实现要素：

5.针对上述技术问题，本发明实施例提供一种雨水篦子监控系统，该系统能够对每个雨水篦子的运行状态进行智能监控，节约人力财力。
6.本发明采用的技术方案为：
7.本发明实施例提供一种雨水篦子监控系统，包括：服务器和多个监测区域，每个监测区域内设置有多个雨水篦子，其中，在每个雨水篦子的下方安装有固定壳体，所述固定壳体上设置有多个水量传感器、多光谱传感器和超声波水表，所述水量传感器、多光谱传感器和超声波水表分别与所述服务器通信连接；
8.其中，所述水量传感器用于检测是否有液体从所述雨水篦子中注入，并在检测到有液体注入时，向所述服务器发送包括表征检测到液体注入的检测信息、自身的唯一id和表征检测时间的时间戳的第一监测数据；
9.所述超声波水表用于对注入的液体的流量检测，并向所述服务器发送包括检测的流量信息、自身的唯一id和表征检测时间的时间戳的第二监测数据；
10.所述多光谱传感器用于对注入的液体的光谱信息进行检测，并向所述服务器发送包括检测的光谱信息、自身的唯一id和表征检测时间的时间戳的第三监测数据；
11.所述服务器，用于接收每个雨水篦子对应的监测数据，并基于接收到的每个雨水篦子的监测数据执行相应的监控操作；
12.所述监控操作包括：
13.s100，基于接收到的第一监测数据，判断发送第一监测数据的水量传感器的数量是否超过第一预设阈值，如果超过，执行s110；否则，不处理；
14.s110，根据所述第一监测数据对应的时间戳，获取对应的第二监测数据，并基于获取的第二监测数据中的流量信息判断注入的液体的流量是否超过第二预设阈值，如果超
过，执行s120；否则，不处理；
15.s120，根据所述第二监测数据对应的时间戳，获取对应的第三监测数据，并基于获取的第三监测数据中的光谱信息判断注入的液体是否属于油污，如果属于，执行s130；否则，不处理；
16.s130，生成表征注入油污的预警信息，所述预警信息包括对应的雨水篦子的id和第二监测数据对应的时间戳。
17.本发明实施例提供的雨水篦子监控系统，通过水量传感器、多光谱传感器和超声波水表三者检测的监测数据来对雨水篦子的运行状态进行监控，在监测数据表征遭遇污水倾倒等事件发生时，会自动向后台发出报警，相关人员可以第一时间通过后台监控到，而不需等待巡检人员一一检查，甚至在出现安全事故后才能发现问题，从而能够提高工作效率，减少人力财力。
附图说明
18.图1为本发明实施例提供的雨水篦子监控系统的结构框图；
19.图2为本发明实施例提供的固定壳体的结构示意图。
具体实施方式
20.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
21.图1为本发明实施例提供的雨水篦子监控系统的结构框图；图2为本发明实施例提供的固定壳体的结构示意图。
22.如图1和图2所示，本发明实施例提供一种雨水篦子监控系统，包括：服务器1和多个监测区域2，每个监测区域设置有多个雨水篦子3，其中，在每个雨水篦子3的下方安装有固定壳体4，所述固定壳体4上设置有多个水量传感器(未图示)、多光谱传感器(未图示)和超声波水表(未图示)，所述水量传感器、多光谱传感器和超声波水表分别与所述服务器1通信连接。
23.其中，所述水量传感器用于检测是否有液体从所述雨水篦子中注入，并在检测到有液体注入时，向所述服务器发送包括表征检测到液体注入的检测信息、自身的唯一id和表征检测时间的时间戳的第一监测数据。所述超声波水表用于对注入的液体的流量检测，并向所述服务器发送包括检测的流量信息、自身的唯一id和表征检测时间的时间戳的第二监测数据。所述多光谱传感器用于对注入的液体的光谱信息进行检测，并向所述服务器发送包括检测的光谱信息、自身的唯一id和表征检测时间的时间戳的第三监测数据。水量传感器、多光谱传感器和超声波水表可按照预设的检测周期进行检测并可检测到的信息实时发送给服务器。在一个示例中，水量传感器、多光谱传感器和超声波水表可按照检测周期可相同，这样，它们检测的监测数据的时间戳可相同。在本发明实施例中，所述服务器1可与预设多个中存储有每个雨水篦子的id以及对应的水量传感器、多光谱传感器和超声波水表的id。服务器可根据接收的监测数据中的id用于接收到的监测数据中的id查询到对应的雨水篦子的id。具体地，服务器用于接收每个雨水篦子对应的监测数据，并基于接收到的每个雨水篦子的监测数据执行相应的监控操作。服务器1可按照预设的监控周期执行相应的监控
操作。在本发明一实施例中，对于每个雨水篦子，所述监控操作可包括：
24.s100，基于接收到的第一监测数据，判断发送第一监测数据的水量传感器的数量是否超过第一预设阈值，如果超过，执行s110；否则，不处理。
25.第一预设阈值可基于实际情况进行确定，例如，可设置为布置在每个雨水篦子处的总水量传感器的80％等。当服务器接收到80％以上的水量传感器都发送了第一监测数据时，说明有液体注入到雨水篦子中，则需要进行下一步处理。否则，不处理。
26.s110，根据所述第一监测数据对应的时间戳，获取对应的第二监测数据，并基于获取的第二监测数据中的流量信息判断注入的液体的流量是否超过第二预设阈值，如果超过，执行s120；否则，不处理。
27.在该步骤中，第二预设阈值可根据实际情况进行设置。在根据获取的第二监测数据中的流量信息判断注入的液体的流量超过第二预设阈值时，说明注入雨水篦子的流量很大，则需要进行下一步处理。否则，不处理。
28.s120，根据所述第二监测数据对应的时间戳，获取对应的第三监测数据，并基于获取的第三监测数据中的光谱信息判断注入的液体是否属于油污，如果属于，执行s130；否则，不处理。
29.服务器1中预先存储有表征注入的液体的各个成份的光谱信息的光谱信息表，例如，存储有清水、空气和油污的光谱信息。可根据获取的光谱信息和预设的光谱信息表确定注入的液体是否属于油污，如果是，则表示是人为注入的油污，需要进行下一步的处理。否则，不处理。
30.s130，生成表征注入油污的预警信息，所述预警信息包括对应的雨水篦子的id和第二监测数据对应的时间戳。
31.在本发明实施例中，还可包括：与所述服务器连接的显示界面(未图示)；所述显示界面用于显示所述预警信息。具体地，可在显示界面上显示每个监测区域的电子地图，然后在电子地图上以预设图形显示对应的雨水篦子。其中，可用特殊标记例如红色标记显示生成了预警信息的雨水篦子，相关的时间和位置信息可通过弹窗形成显示。
32.进一步地，在本发明实施例中，所述服务器1还用于将所述预警信息发送给每个监测区域对应的移动终端，以便相关人员执行相应的处理操作。
33.进一步地，所述服务器1还用于：如果从所有的雨水篦子处或者预设数量的雨水篦子处都接收到第一监测数据，则不执行监控操作。
34.在本发明实施例中，如果服务器1同时或者在预设时间段例如5～10分钟内从所有的雨水篦子处或者预设数量例如90％以上的雨水篦子处都接收到第一监测数据，说明该监测区域在下雨，则不执行监控操作。
35.进一步地，在本发明实施例中，还包括：设置在每个固定壳体上的节点收发装置(未图示)以及集中收发装置(未图示)。其中，所述集中收发装置一端与所述服务器通信连接，另一端与预设范围内的多个节点收发装置连接；所述节点收发装置用于接收对应的雨水篦子的监测数据并发送给对应的集中收发装置；所述集中收发装置用于接收所述预设范围例如1～3公里内的节点收发装置发送的监测数据，并发送给所述服务器，即，每个监测区域的预设范围内的监测数据通过节点收发装置先发送给集中收发装置，然后由集中收发装置统一上报给服务器1。
36.在一个示例中，集中收发装置和所述节点收发装置以及所述服务器之间可通过lorawan通信协议通信连接，以节约监控成本。在具体应用中，节点收发装置可包括接收模块和发送模块，接收模块的一端分别与水量传感器、多光谱传感器和超声波水表连接，另一端与发送模块连接。水量传感器、多光谱传感器和超声波水表检测的监测数据发送给接收模块，然后通过发送模块发送给集中收发装置。在一具体示例中，接收模块可为heltec automation(成都惠利特自动化科技有限公司)的stm32l151+lora开发板，发送模块可为天线，集中收发装置可为网关。天线一端与接收模块连接，另一端向上伸出雨水篦子。网关可设置在电线杆上，就地取电，或者通过蓄电池供电。
37.进一步地，在本发明实施例中，还包括：设置在每个固定壳体上的供电模块(未图示)，所述供电模块用于为水量传感器、多光谱传感器、超声波水表和节点收发装置供电。供电模块可采用采用一次性锂亚电池电池+hpc超级电容供电，能够确保供电时间长。供电模块可设置在合适的位置处。
38.在本发明实施例中，水量传感器、多光谱传感器和超声波水表可为现有产品，只要能够实现本发明的功能即可，本发明对此没有特别限定。
39.进一步，在本发明实施例中，固定壳体4可为高强度尼龙材料外壳，防护等级为ip68。如图2所示，所述固定壳体4可形成为上端开放的方形结构，包括底板401和与所述底板的四边连接的四个立板402，所述底板上形成有多个通孔403，通孔403可用于供需要接入固定壳体内的电线穿入，通孔的数量和大小可根据实际需要进行设置。所述立板403与所述雨水篦子连接，形成为网格状，立板上的网格用于供通过雨水篦子流入的液体排出，网格的数量和大小可根据实际需要进行设置。其中，所述多个水量传感器可形成为两组，分别设置在所述底板的两侧，每组水量传感器并排设置有一个所述多光谱传感器；所述超声波水表设置所述立板上，优选，可设置在左右两侧的立板上。在一个示意性实施例中，每组水量传感器至少包括有2个水量传感器。此外，为使得对注入的液体进行准确检测，所述底板401距离所述雨水篦子3的高度不超过0.5m。
40.综上，本发明实施例提供的雨水篦子监控系统，通过水量传感器、多光谱传感器和超声波水表三者检测的监测数据来对雨水篦子的运行状态进行监控，在监测数据表征遭遇污水倾倒等事件发生时，会自动向后台发出报警，相关人员可以第一时间通过后台监控到，而不需等待巡检人员一一检查，甚至在出现安全事故后才能发现问题，从而能够提高工作效率，减少人力财力。
41.以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。