[發明專利]一種窨井預警探測器及方法

在審

• 申請號: 201610220765.5
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105783801A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 王貴恩;楊建強;林澤釗;林育珊;鄭杰聰;許育文
• 申請（專利權）人: 廣東交通職業技術學院
• 主分類號: G01B17/00
• 分類號: G01B17/00;G05B19/042
• 代理公司: 廣州市一新專利商標事務所有限公司 44220
• 代理人: 王德祥

技術領域

本發明涉及行人安全保障技術領域，具體而言涉及用于窨井測深的裝置。

背景技術

隨著社會、經濟的快速發展，市政公共基礎建設力度的不斷加大，城市排水管網涉及的區域越來越廣，分布于城市道路上的窨井蓋也越來越多，但是由于長期受到車輛重壓、地基沉降等原因，窨井蓋經常會被破壞或被盜，給行人帶來巨大的安全隱患，特別是雨水較多的季節，由于排水管網的排潰能力有限，經常出現溢流等現象，造成城市內澇，每年相關新聞都會報道行人因不慎落入窨井而受傷甚至喪生。為此，本申請采用非接觸探測方式，研制一種窨井預警和探測裝置，以幫助行人探測行走方向上的窨井深度（晴天）或雨水深度（雨天），當探測深度超過設定值時，系統控制開啟報警信號，達到幫助行人暗夜或雨天避險的目的。

發明內容

本發明是為了避免行人在雨天行走的過程中，可能遇到由于道路上窨井蓋缺失所發生的意外。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案。

一方面，提供一種窨井預警探測器，其特征在于，包括電源模塊，控制模塊，超聲波換能器發射模塊，超聲波換能器探頭，超聲波換能器接收模塊，電源模塊與控制模塊的電源端連接，控制模塊的輸出端與超聲波換能器發射模塊的輸入端連接，超聲波換能器發射模塊的輸出端與超聲波換能器探頭的輸入端連接，超聲波換能器探頭輸出端與超聲波換能器接收模塊輸入端連接，超聲波換能器接收模塊輸出端與控制模塊輸入端連接。

優選的，所述窨井預警探測器還包括用于補償由于環境因素影響所帶來的測試誤差的環境補償模塊，環境補償模塊與控制模塊連接。

優選的，所述控制模塊是單片機，單片機型號是STC12C5A60S2。

優選的，所述控制模塊包括PWM信號發生器，用于產生PWM信號傳送到超聲波換能器發射模塊。

優選的，所述超聲波換能器接收模塊包括限幅電路、濾波電路和對數放大電路。

優選的，所述超聲波換能器探頭工作在頻率650kHz。

優選的，所述控制模塊還包括通信模塊，用于與外部設備進行通信。

優選的，所述窨井預警探測器包括鍵盤，用于選擇系統菜單；還包括顯示器，用于顯示測試結果；所述鍵盤、顯示器分別與所述控制模塊連接。

另一方面，提供一種窨井預警探測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：初始化看門狗，初始化片內ADC配置，初始化顯示器；步驟S2：配置I/O口的輸出狀態；步驟S3：輸出信號到看門狗定時器；步驟S4：對返回波數據進行處理分析；步驟S5：顯示水深結果；步驟S6：判斷是否接收到返回波，如果是，返回步驟S3；如果否，執行步驟S7；步驟S7：若水深深度超過預設的上限，發出報警信號。。

優選的，所述步驟S4包括以下步驟：步驟S41：開啟PWM發送脈沖；步驟S42：置PWM為CTC模式；步驟S43：發送650kHz的脈沖，數量為PulseNumber；步驟S44：發送個數是否達到PulseNumber，如是，則停止發送脈沖，并開啟片內ADC，采集數據并分析；如否，則死循環等待下次PWM的到來，直至PulseNumber脈沖發送完為止；步驟S45：計算水深深度：返回波采樣點個數×ADC采樣周期×（聲速/2）；

使用本發明的窨井預警探測器及方法，幫助行人探測行走方向上的窨井深度（晴天）或雨水深度（雨天），當探測深度超過設定值時，系統控制開啟預警信號，達到幫助行人暗夜或雨天避險的目的。

附圖說明

圖1是本發明的窨井預警探測器的結構框圖；

圖2是本發明的窨井預警探測器的主程序工作流程圖；

圖3是本發明的窨井預警探測器的返回波信號數據處理工作流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步說明，但是本發明的保護范圍并不局限于實施方式表述的范圍。