本實用新型涉及一種城市涵洞低洼區間用水位監測儀，基于微控制器、ZIGBEE無線傳輸、水位監測領域，可實現對城市涵洞雨水期間的積水水位監測、ZIGBEE無線傳輸管理的模塊，涉及到城市涵洞、道路交通的水位監測行業領域，可實現水位監測、預警。

背景技術：

目前城市內澇在中國比較普遍，從發生的區域來看，以前主要發生在一些沿海地勢比較低的地區，現在內陸城市也經常發生。過去城市建設用地面積小，可選擇的區域比較大，一般都選擇地勢比較高的地區建設，而現在，城市用地十分緊張，可選擇的余地少。

其次，城市的某些特定地點的發生率較高，例如立交橋、涵洞、城市道路低洼區段。隨著現代城市的建設排水內澇方面也出現許多新問題。例如很多地方的立交橋下，降雨后會積水。過街的地下通道、鐵路橋、公路橋也存在類似的情況。

傳統的監測方法主要是靠人工定時檢測，依靠目測或其他信息平臺的信息進行預警。傳統人工監測系統實現存在以下的不足：人工監測的方式不能實現實時全天候測量，無法實現自動化。

傳統的監測系統中對實時全天候測量、自動化監測等方面，且在系統安裝實施、后期維護等方面存在一定的局限性，難以滿足當前的要求。

技術實現要素：

為了克服上述缺陷，本實用新型的目的在于提供一種城市涵洞用水位監測儀

本實用新型要解決的技術問題就在于以下三點：

（1）實現實時、全天候自動化測量；

（2）可完成對水位的測量，為降低系統成本，并可液位的實時LED屏幕顯示，便于提醒過往車輛，確保安全。

（3）由于涵洞、立交橋底部工況復雜，難以布線、供電等，本實用新型可實現太陽能電池供電、ZIGBEE無線數據傳輸功能，以提高系統的實用性。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種城市涵洞低洼區間積水水位監測儀，它包含有超聲波液位模塊、微型控制器，超聲波液位模塊可測量液位高度，通過數據接口將液位值傳輸給微型控制器進行數據處理；

超聲波液位模塊與微型控制器連接，

它還包括一太陽能供電的組裝置：太陽能板、鋰電池及充放電管理電路；

微型控制器與鋰電池及充放電管理電路連接，太陽能板與鋰電池及充放電管理電路連接；

ZIGBEE無線發射模塊與微型控制器連接。

水位監測儀安裝于下涵洞或立交橋底部，水位監測儀的底部連接有：超聲波液位測量模塊，用于測量實時液位值。微控制器與液位測量模塊通過UART通信口進行數據傳輸。

水位監測儀連接有LED點陣式屏幕，可顯示數字信息，微控制器將液位數據實時顯示在LED點陣屏幕上，用于提醒過往車輛駕駛員。微控制器與LED點陣屏幕通過UART通信口進行數據傳輸。

進一步的，微型控制器為MSP430F1611微型控制器。

水位監測儀內部設計的微控制器，作為主控制器，自動管理和驅動系統測量模塊，同時完成數據管理、傳輸。在對應的設置自動采集模式下，系統可實現自動采集。

設計時考慮到系統所處的現場工況較為復雜，布線后的防護、供電的可靠性等均難以保證，因此，本系統設計由太陽能板充電、鋰電池供電方式，徹底解決現場供電的難題。同時系統內置ZIGBEE無線數據傳輸模塊，解決了數據傳輸的問題，實現了系統的ZIGBEE無線化。

本實用新型的有益效果：

綜上所述，本實用新型的監測系統通過微型控制器的自動控制，可實現排水管網的水位測量功能，并通過ZIGBEE無線進行傳輸，且系統是太陽能供電的裝置，因此可實現實時全天候測量的功能，彌補了傳統監測系統中不足。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構框圖；

圖2為本實用新型的安裝示意圖。

圖2中 ：7被測積水液面； 8-涵洞主體部分； 9-涵洞道路行車區間；10-超聲波液位模塊； 11-太陽能電池板；13-水位監測儀；12-2.4GHz天線；14-LED顯示屏。

具體實施方式

下面結合附圖1、2對本實用新型進行詳細描述：

一種城市涵洞用水位監測儀，它包含有超聲波液位測量模塊1、微型控制器4；

超聲波液位測量模塊1與微型控制器4連接，

它還包括一太陽能供電的組裝置：太陽能板2、鋰電池及充放電管理電路3；

微型控制器4與鋰電池及充放電管理電路3連接，太陽能板2與鋰電池及充放電管理電路3連接；

ZIGBEE無線發射模塊6與微型控制器4連接。

水位監測儀12安裝于涵洞主體8上，一般安裝與涵洞中部主體側，水位監測儀13的底部連接有：超聲波液位測量模塊10，LED點陣式屏幕14，可實時顯示積水液位值。

由于城市涵洞主要分布在立交橋底部，因此安裝水位監測儀時，應不影響道路上車輛、行人的正常通行，必要時設置標牌等提醒裝置。

安裝完成后，打開系統控制模塊電源開關，此時ZIGBEE無線模塊自動獲取ZIGBEE無線網絡地址，并進行數據通信，控制模塊可自動對ZIGBEE無線網絡數據進行管理、采集、存儲。完成地下管網液位的監測。通過在ZIGBEE無線管理端可設置控制模塊的實時時鐘、采集間隔、采集方式等參數，啟動后，控制模塊自動監測儀可實現自動測量、ZIGBEE無線傳輸功能。

ZIGBEE無線模塊使用的天線應盡量遠離大面積的金屬平面及地面，安裝設備時，要使天線距離金屬管或者金屬平面至少15cm，安裝位置至少離地面3米以上。并盡量減少天線之間的障礙物。

現場安裝時，應將太陽能板朝向正南方向（夏季稍偏西，冬季稍偏東），一般傾斜角為45度角（現場依據實際情況，可稍微調整），因為45度角不僅可以有效的吸收光能還可以最大限度的減少風阻和增加支架的支撐力，以保證鋰電池一天內的有效充電時間。

安裝超聲波液位傳感器時，應按照要求的報警水位、預警水位進行安裝，推薦安裝在3米處。