[发明专利]一种基于嵌入式CPS的积水全自动测量提醒阻拦系统

摘要

本发明涉及一种基于嵌入式CPS的积水全自动测量提醒阻拦系统，属于嵌入式安全控制领域。本发明包括通信/电电缆Ⅰ、通信/电电缆Ⅱ、通信/电电缆Ⅲ、自动水深测量部分、控制提醒部分、道路自动阻拦部分；所述自动水深测量部分通过通信/电电缆Ⅰ与控制提醒部分互相通信和获得工作电源VCC，控制提醒部分通过通信/电电缆Ⅱ和通信/电电缆Ⅲ向道路自动阻拦部分提供控制信号、电源VCC和道路自动阻拦部分需要的三相电。本发明在涵洞低洼道路积水较浅时，全部实时智能测量各处水深，提醒驾驶员谨慎驾驶；在积水超过安全深度后，会自动阻拦道路，并且提醒驾驶员另外寻找安全通道行驶；在积水退后可以完全自动复位，达到了智能交通控制的效果。

主权项

1.一种基于嵌入式CPS的积水全自动测量提醒阻拦系统，其特征在于：包括通信/电电缆Ⅰ（10）、通信/电电缆Ⅱ（13-1）、通信/电电缆Ⅲ（13-2）、自动水深测量部分（43）、控制提醒部分（44）、道路自动阻拦部分（45）；所述自动水深测量部分（43）通过通信/电电缆Ⅰ（10）与控制提醒部分（44）互相通信和获得工作电源VCC，控制提醒部分（44）通过通信/电电缆Ⅱ（13-1）和通信/电电缆Ⅲ（13-2）向道路自动阻拦部分（45）提供控制信号、电源VCC和道路自动阻拦部分（45）需要的三相电；所述自动水深测量部分（43）包括多个具有相同结构的自动水深测量装置（42）；所述自动水深测量装置（42）包括塑料密封外壳（6），位于塑料密封外壳（6）内部的发光二极管Ⅰ（1-1）、发光二极管Ⅱ（1-2）、塑料泡沫（2）、积水水位监测点Ⅰ（3-1）、积水水位监测点Ⅱ（3-2）、伺服电机（4）、水深LED显示屏（5）、固定桩Ⅰ（7-1）、固定桩Ⅱ（7-2）、电流自动夹Ⅰ（8-1）、电流自动夹Ⅱ（8-2）、水深压力传感器（9）、水流导槽（11）和内部电路（12）；内部电路（12）包括积水感应电路（35）、A/D模数转换器Ⅰ（36）、单片机模块Ⅰ（37）、水深传感器电路（38）、A/D模数转换器Ⅱ（40）、LED显示提醒电路（41）；其中发光二极管Ⅰ（1-1）、发光二极管Ⅱ（1-2）位于塑料密封外壳（6）内部两边，固定桩Ⅰ（7-1）、固定桩Ⅱ（7-2）一端埋入地面（23），固定桩Ⅰ（7-1）、固定桩Ⅱ（7-2）另一端分别通过电流自动夹Ⅰ（8-1）、电流自动夹Ⅱ（8-2）夹住，水流导槽（11）的积水水位监测点Ⅰ（3-1）和积水水位监测点Ⅱ（3-2）连接积水感应电路（35），积水感应电路（35）连接A/D模数转换器Ⅰ（36）的一端，A/D模数转换器Ⅰ（36）的另一端连接到单片机模块Ⅰ（37），单片机模块Ⅰ（37）连接水深传感器电路（38），水深传感器电路（38）控制电流自动夹Ⅰ（8-1）、电流自动夹Ⅱ（8-2）和伺服电机（4），伺服电机（4）通过正转和反转来释放和回收水深压力传感器（9）、通信/电电缆Ⅰ（10）和通信电缆（14）；水深压力传感器（9）内部的水深压力测量电路（39）通过通信电缆（14）连接A/D模数转换器Ⅱ（40），A/D模数转换器Ⅱ（40）连接到单片机模块Ⅰ（37），单片机模块Ⅰ（37）连接LED显示提醒电路（41），LED显示提醒电路（41）连接到水深LED显示屏（5）；自动水深测量部分（43）包括多个相同的自动水深测量装置（42）并列组成，多个自动水深测量装置（42）内各自的的单片机模块Ⅰ（37）的“P2.4”脚分别通过通信/电电缆Ⅰ（10）连接到大屏LED提醒显示控制装置Ⅰ（22-1）的单片机模块Ⅱ（46-1）和大屏LED提醒显示控制装置Ⅱ（22-2）内的单片机模块Ⅲ（46-2）的“P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6”脚；所述控制提醒部分（44）包括两个相同结构的大屏LED提醒显示控制装置Ⅰ（22-1）、大屏LED提醒显示控制装置Ⅱ（22-2）；所述大屏LED提醒显示控制装置Ⅰ（22-1）包括单片机模块Ⅱ（46-1）、电源模块Ⅰ（47-1）和大屏LED屏幕提醒显示电路Ⅰ（48-1）；所述大屏LED提醒显示控制装置Ⅱ（22-2）包括单片机模块Ⅲ（46-2）、电源模块Ⅱ（47-2）和大屏LED屏幕提醒显示电路Ⅱ（48-2）；其中电源模块Ⅰ（47-1）为自动水深测量部分（43）、单片机模块Ⅱ（46-1）和大屏LED屏幕提醒显示电路Ⅰ（48-1）提供电源VCC；电源模块Ⅰ（47-1）通过通信/电电缆Ⅱ（13-1）连接道路自动阻拦部分（45）的自动升降光线提醒拦路装置Ⅰ（21-1）提供电源VCC和三相电；单片机模块Ⅱ（46-1）连接大屏LED屏幕提醒显示电路Ⅰ（48-1）；单片机模块Ⅱ（46-1）通过通信/电电缆Ⅱ（13-1）为自动升降光线提醒拦路装置Ⅰ（21-1）的三相电机正反转电路（34）提供控制信号；大屏LED提醒显示控制装置Ⅱ（22-2）对应着连接自动水深测量部分（43）、道路自动阻拦部分（45）的自动升降光线提醒拦路装置Ⅱ（21-2）；所述道路自动阻拦部分（45）包括两组相同结构的自动升降光线提醒拦路装置Ⅰ（21-1）、自动升降光线提醒拦路装置Ⅱ（21-2）；每组含有多个并列排列的自动升降光线提醒拦路装置（21）；所述自动升降光线提醒拦路装置（21）包括阻拦柱交通黄色反光膜（24）、阻拦柱提醒防雾灯（25）、通电电缆（26）、阻拦柱（27）、阻拦柱通电电缆空心通道（28）、阻拦柱底座（29）、阻拦柱升收支撑杆（30）、阻拦柱升收杆（31）、阻拦柱箱体（32）、三相电机（33）和三相电机正反转电路（34）；其中阻拦柱交通黄色反光膜（24）位于阻拦柱（27）外侧，阻拦柱提醒防雾灯（25）位于阻拦柱（27）内部，三相电机正反转电路（34）工作时，通过三相电机（33）正转推动阻拦柱升收杆（31）上升，拉着阻拦柱升收支撑杆（30）也上升，从而推动阻拦柱（27）伸出阻拦柱箱体（32），阻拦柱通电电缆空心通道（28）用于通电电缆（26）穿过，阻拦柱（27）通过阻拦柱底座（29）起限位作用；1组自动升降光线提醒拦路装置Ⅰ（21-1）的多个自动升降光线提醒拦路装置（21）的三相电机正反转电路（34）通过通信/电电缆Ⅱ（13-1）连接单片机模块Ⅱ（46-1）和电源模块Ⅰ（47-1）；1组自动升降光线提醒拦路装置Ⅱ（21-2）的多个自动升降光线提醒拦路装置（21）的三相电机正反转电路（34）通过通信/电电缆Ⅲ（13-2）连接单片机模块Ⅲ（46-2）和电源模块Ⅱ（47-2）。