[发明专利]一种城市暴雨和积涝分级预警装置及其预警方法

权利要求书

1.一种城市暴雨和积涝分级预警装置，其特征在于，包括数据采集模块(4)、单片机控制板(2)、太阳能供电模块(3)以及预警信息服务模块(1)，

所述数据采集模块(4)包括雨量传感器和水位传感器，所述单片机控制板(2)分别通过可扩展接口与雨量传感器和水位传感器有线连接，

所述太阳能供电模块(3)包括太阳能电池板、太阳能控制器、太阳能蓄电池，所述太阳能电池板、太阳能控制器、太阳能蓄电池依次连接，所述太阳能蓄电池与单片机控制板(2)有线连接，

所述预警信息服务模块(1)包括云服务器、手机终端，所述单片机控制板(2)通过GPRS/GSM通信网络与云服务器无线连接，所述云服务器与手机终端通信连接。

2.如权利要求1所述的一种城市暴雨和积涝分级预警装置，其特征在于，所述预警信息服务模块(1)包括太阳能警示灯，所述太阳能警示灯与太阳能蓄电池有线连接，所述单片机控制板(2)通过I/O接口与太阳能警示灯有线连接。

3.如权利要求2所述的一种城市暴雨和积涝分级预警装置，其特征在于，所述单片机控制板(2)、太阳能控制器、太阳能蓄电池设置在不锈钢防护箱(5)内。

4.如权利要求3所述的一种城市暴雨和积涝分级预警装置，其特征在于，所述雨量传感器、水位传感器、太阳能电池板、不锈钢防护箱(5)、太阳能警示灯通过抱箍设置在固定支架(6)上。

5.如权利要求4所述的一种城市暴雨和积涝分级预警装置，其特征在于，所述太阳能电池板设置在所述固定支架(6)上端。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的一种城市暴雨和积涝分级预警装置的预警方法，其特征在于，具体按照如下步骤操作：

步骤1：单片机控制板(2)根据设定好的采样时间，对所述数据采集模块(4)发送采样指令，所述数据采集模块(4)采集雨量、水位数据并将数字信号传输给单片机控制板(2)；

步骤2：所述单片机控制板(2)接收到数字信号之后，对接收到的雨量、水位数据进行处理，并将处理后的数字信号发送至预警信息服务模块(1)的太阳能警示灯进行报警，同时单片机控制板(2)直接将接收到的数字信号传输到预警信息服务模块(1)的云服务器，云服务器对数字信号进行处理并分级报警。

7.如权利要求6所述的一种城市暴雨和积涝分级预警装置的预警方法，其特征在于，所述步骤2中单片机控制板(2)对接收到的雨量、水位数据进行处理的具体过程如下：

单片机控制板(2)接收到雨量和水位数据后，将雨量值和水位值作为单片机控制板(2)电路的输入，单片机控制板(2)中央处理器对雨量值和水位值进行数据处理，即当雨量值或水位值超过警示阈值时，将雨量值或水位值转换成高电平数字信号，并通过I/O接口传给太阳能警示灯发出警报；

当雨量值或水位值不大于警示阈值时，中央处理器将雨量值和水位值转换成低电平数字信号，并通过I/O接口传给太阳能警示灯不发出警报。

8.如权利要求6所述的一种城市暴雨和积涝分级预警装置的预警方法，其特征在于，所述步骤2中云服务器对数字信号处理并分级报警的具体过程如下：

云服务器将接收到的雨量和水位数字信号作为输入变量，对其进行分级处理，输出为暴雨、积涝的分级预警信号：

雨量数据分级处理的过程如下：

Input RA

Output暴雨预警等级，暴雨预警信号

If RA₁₂≥50mm then

预警等级为一般(IV级)，预警信号用蓝色表示

Else If RA₆≥50mm then

预警等级为较重(III级)，预警信号用黄色表示

Else If RA₃≥50mm then

预警等级为严重(II级)，预警信号用橙色表示

Else If RA₁₂≥100mm then

预警等级为特别严重(I级)，预警信号用红色表示

其中RA为雨量值，RA₁₂为持续12小时的雨量值，RA₆为持续6小时的雨量值，RA₃为持续3小时的雨量值；

水位数据分级处理的过程如下：

Input WL

Output积涝预警等级，积涝预警信号

If WL₅≥10cm then

预警等级为一般(IV级)，预警信号用蓝色表示

Else If WL₅≥20cm then

预警等级为较重(III级)，预警信号用黄色表示

Else If WL₅≥30cm then

预警等级为严重(II级)，预警信号用橙色表示

Else If WL₅≥50cm then

预警等级为特别严重(I级)，预警信号用红色表示

其中WL为水位值，WL₅为持续5分钟的水位值。