基于物聯網的城市道路智能排水系統技術方案

本發明專利技術公開了一種基于物聯網的城市道路智能排水系統，包括多個智能排水子系統和遠端控制器單元；智能排水子系統通過無線通信單元與遠端控制器單元通信；所述的智能排水子系統包括道路路面、下水井和排水井蓋，排水井蓋設置在下水井的上端部，下水井設置于道路路面下面；所述的智能排水子系統還包括電機、壓力傳感器單元、控制器單元、無線通信單元、GPS定位模塊；本發明專利技術可以大大增加排水井蓋的流水量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種城市道路智能排水系統，屬于水文水利

技術介紹
由于城市擴建和城鎮化的快速發展，導致我國大中城市的排水系統存在一定的缺陷。尤其是暴雨季節許多城市由于排水不暢，而出現了“水淹城市”的現象，經常造成人員傷亡和經濟損失，其中一個非常重要的原因就是下水井蓋的流水量是固定的，雨量過大時，往往由于下水井蓋限制了雨水的下流量，當降雨量遠大于水流入排水系統的水量時，雨水就會聚集在路面，而造成水淹路面的情景。顯然可以通過布置較多的排水孔的方式來增大下水井蓋的流水量，以改善道路的排水能力，但是從力學和實用安全性而言，這種方式勢必對井蓋的截面積造成過大的破壞，從而降低了井蓋的承載能力。在晴天或者小降雨天氣正常的排水能力基本滿足要求，并且在井蓋上保留很多的孔洞，不利于行車的舒適性，并且不能保證行人的安全。為了保證城市道路排水的順暢，在排水系統中采用一種可以自動控制下水井蓋流水量的裝置是非常必要的。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供基于物聯網的城市道路智能排水系統，該城市道路智能排水系統主要為了解決以上缺陷。為了實現以上目的，本專利技術所采用的技術方案是：基于物聯網的城市道路智能排水系統，其特征在于，包括多個智能排水子系統和遠端控制器單元；智能排水子系統通過無線通信單元與遠端控制器單元通信；所述的智能排水子系統包括道路路面、下水井和排水井蓋，排水井蓋設置在下水井的上端部，下水井設置于道路路面下面；所述的智能排水子系統還包括電機、壓力傳感器單元、控制器單元、無線通信單元、GPS定位模塊；所述的壓力傳感器設置于排水井蓋的上表面，壓力傳感器的信號輸出端連接控制器單元的IO端口；所述的GPS定位模塊與控制器單元電連接；所述的控制器單元通過無線通信單元與遠端控制器單元通信；所述的下水井的側壁上開有凹槽，所述的電機設置于凹槽內；所述的排水井蓋上設置多個排水通孔和用于設置彈性裝置的通孔；所述的彈性裝置的外徑與所述的用于設置彈性裝置的通孔的內徑相同，并且彈性裝置與用于設置彈性裝置的通孔之間固定連接；所述的彈性裝置呈圓柱狀，彈性裝置采用如下重量份的材料制備而成：10-35份聚丙烯酰胺，30-50份滑石粉，10-20份氯化石蠟，3-8份聚氯乙烯，3-5份二氧化硅，35-80份蜂窩狀活性炭；10-20份聚乳酸纖維；2-5份氧化鎂；3-5份氧化鈣；1-3份硫化劑。所述的彈性裝置通過軟繩連接電機的轉動軸，控制器單元控制電機的啟動停止和轉動方向。進一步，所述的控制器單元采用單片機實現，遠端控制器單元采用PC機。與現有技術相比，本專利技術的優點在于：第一，彈性裝置的彈性非常好并且強度較大，彈性裝置在電機的帶動下由于拉力的作用下會出現很多氣孔這樣路面的水就可以沿著氣孔流入到下水井中；第二，彈性裝置的制備材料的選擇和配比能夠保證彈性、強度的要求，平時車輛、行人通過時不會受到破壞；第三，當壓力傳感器檢測到井蓋上的積水超過預定值時，電機正向轉動通過軟繩給彈性裝置施加一個拉力，彈性裝置在拉力的作用下就像毛衣似得氣孔的孔徑變大，這時路面的積水很容易排到下水井內；當井蓋上的積水低于預定值時，電機反向轉動，這時彈性裝置的拉力撤銷。第四，常見的彈性材料雖然有一定的強度和彈性，但是在拉力的作用下水仍然無法通過的，本專利技術的彈性裝置選擇的制備材料以及材料之間的合理配比使得彈性裝置在拉力的作用下會產生很多氣孔。第五：本專利技術中的彈性裝置采用的原料配比和組分具有很大的創造性，經過多次試驗探索才得到該組分和配比，特別是蜂窩狀活性炭：聚乳酸纖維：氧化鎂三者之間的質量配比如果不滿足35-80：10-20：2-5，則無法達到本專利技術的效果。附圖說明圖1是本專利技術的智能排水子系統的結構示意圖。其中，1是道路路面；2是下水井；3是排水井蓋；4是排水通孔；5是彈性裝置；6是電機。圖2是本專利技術系統的方框示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術做進一步詳細描述。如圖1和圖2所示：基于物聯網的城市道路智能排水系統，包括多個智能排水子系統和遠端控制器單元；智能排水子系統通過無線通信單元與遠端控制器單元通信；所述的智能排水子系統包括道路路面、下水井和排水井蓋，排水井蓋設置在下水井的上端部，下水井設置于道路路面下面；所述的智能排水子系統還包括電機、壓力傳感器單元、控制器單元、無線通信單元、GPS定位模塊；所述的壓力傳感器設置于排水井蓋的上表面，壓力傳感器的信號輸出端連接控制器單元的IO端口；所述的GPS定位模塊與控制器單元電連接；所述的控制器單元通過無線通信單元與遠端控制器單元通信；所述的下水井的側壁上開有凹槽，所述的電機設置于凹槽內；所述的排水井蓋上設置多個排水通孔和用于設置彈性裝置的通孔；所述的彈性裝置的外徑與所述的用于設置彈性裝置的通孔的內徑相同，并且彈性裝置與用于設置彈性裝置的通孔之間固定連接；所述的彈性裝置呈圓柱狀，彈性裝置采用如下重量份的材料制備而成：10-35份聚丙烯酰胺，30-50份滑石粉，10-20份氯化石蠟，3-8份聚氯乙烯，3-5份二氧化硅，35-80份蜂窩狀活性炭；10-20份聚乳酸纖維；2-5份氧化鎂；3-5份氧化鈣；1-3份硫化劑。所述的彈性裝置通過軟繩連接電機的轉動軸，控制器單元控制電機的啟動停止和轉動方向。其中，所述的控制器單元采用單片機實現，遠端控制器單元采用PC機。本專利技術系統具體的控制方法：控制器單元根據壓力傳感器檢測到的水壓信號數值大小控制電機的轉動，當水壓信號數值大于預先設定的閾值時，控制器單元控制電機轉動從而給彈性裝置一個向下的拉力，這時路面的水也會通過彈性裝置排入到下水井；當水壓信號數值由大于預先設定的閾值降到小于或者等于預先設定的閾值時，控制器單元控制電機往相反的方向轉動。這句話“控制器單元根據壓力傳感器檢測到的水壓信號數值大小控制電機的轉動，當水壓信號數值大于預先設定的閾值時，控制器單元控制電機轉動從而給彈性裝置一個向下的拉力，這時路面的水也會通過彈性裝置排入到下水井；當水壓信號數值由大于預先設定的閾值降到小于或者等于預先設定的閾值時，控制器單元控制電機往相反的方向轉動。”再進一步解釋說明一下：由于電機轉動軸與彈性裝置之間的軟繩的長度由實際安裝決定，有可能剛剛安裝時，電機轉動軸與彈性裝置之間的軟繩剛剛處于拉緊狀態，這樣電機可能轉動2-3圈就可以給彈性裝置施加一個很大的拉力，而如果剛剛安裝時，電機轉動軸與彈性裝置之間的軟本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于物聯網的城市道路智能排水系統，其特征在于，包括多個智能排水子系統和遠端控制器單元；智能排水子系統通過無線通信單元與遠端控制器單元通信；所述的智能排水子系統包括道路路面、下水井和排水井蓋，排水井蓋設置在下水井的上端部，下水井設置于道路路面下面；所述的智能排水子系統還包括電機、壓力傳感器單元、控制器單元、無線通信單元、GPS定位模塊；所述的壓力傳感器設置于排水井蓋的上表面，壓力傳感器的信號輸出端連接控制器單元的IO端口；所述的GPS定位模塊與控制器單元電連接；所述的控制器單元通過無線通信單元與遠端控制器單元通信；所述的下水井的側壁上開有凹槽，所述的電機設置于凹槽內；所述的排水井蓋上設置多個排水通孔和用于設置彈性裝置的通孔；所述的彈性裝置的外徑與所述的用于設置彈性裝置的通孔的內徑相同，并且彈性裝置與用于設置彈性裝置的通孔之間固定連接；所述的彈性裝置呈圓柱狀，彈性裝置采用如下重量份的材料制備而成：10?35份聚丙烯酰胺，30?50份滑石粉，10?20份氯化石蠟，3?8份聚氯乙烯，3?5份二氧化硅，35?80份蜂窩狀活性炭；10?20份聚乳酸纖維；2?5份氧化鎂；3?5份氧化鈣；1?3份硫化劑。所述的彈性裝置通過軟繩連接電機的轉動軸，控制器單元控制電機的啟動停止和轉動方向。...

【技術特征摘要】
1.基于物聯網的城市道路智能排水系統，其特征在于，包括多個智能排水
子系統和遠端控制器單元；智能排水子系統通過無線通信單元與遠端控制器單元
通信；
所述的智能排水子系統包括道路路面、下水井和排水井蓋，排水井蓋設置在
下水井的上端部，下水井設置于道路路面下面；
所述的智能排水子系統還包括電機、壓力傳感器單元、控制器單元、無線通
信單元、GPS定位模塊；
所述的壓力傳感器設置于排水井蓋的上表面，壓力傳感器的信號輸出端連接
控制器單元的IO端口；
所述的GPS定位模塊與控制器單元電連接；
所述的控制器單元通過無線通信單元與遠端控制器單元通信；
所述的下水井的側壁上開有凹槽，所述的電機設置于凹槽內；
所述的排水井蓋上設置多個排水...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫嘯，
申請(專利權)人：孫嘯，
類型：發明
國別省市：安徽;34