[发明专利]基于物联网的城市内涝预警方法及系统

权利要求书

1.基于物联网的城市内涝预警系统，其特征是，包括：

安装在路灯灯杆上的降雨监测装置，所述降雨监测装置用于对降雨量进行监测，并将降雨量监测结果上传给云服务器；

当降雨量监测结果超过设定阈值，则云服务器向排水管道水位监测装置发出启动工作指令，排水管道水位监测装置开始监测排水管道内水位信息；排水管道水位监测装置将监测的排水管道内水位信息也上传给云服务器；

云服务器对降雨量监测结果和排水管道内水位信息的进行比较，当二者均超出设定阈值，则启动城市内涝预警；否则，不启动；

所述降雨监测装置，包括：雨量筒和第一微控制器，所述第一微控制器分别与电磁阀、第一GPS定位模块、压力传感器、第一主用电源、第一备用电源和第一通信模块连接；所述第一通信模块与云服务器连接；

所述雨量筒为空心圆筒，所述雨量筒顶部设有雨水收集装置，所述雨水收集装置包括若干个成圆周分布的雨水导管，圆周中心的雨水导管最高，圆周边缘的雨水导管最低，由中心到圆周边缘的雨水导管成阶梯状分布；所有的雨水导管底部均与雨量筒顶部连接；

所述雨水导管的直径为6毫米，壁厚为1毫米；

所述云服务器，接收雨量监测装置采集的降雨量和GPS定位信息；接收排水管道水位监测装置采集的排水管道水位信息和GPS定位信息；将采集的降雨量和水位根据GPS定位信息标记到GIS地图中，通过GIS地图实时反应降雨量与排水道水位的情况，并通过移动终端实时发布城市内涝预警信息；

所述云服务器还与风速传感器连接，所述云服务器接收风速传感器采集的风速，当风速大于设定阈值时，云服务器采集设定范围内若干个降雨监测装置采集的降雨量，取若干个降雨量中的最大值作为所述设定范围内的降雨量；

当风速和降雨量均超过设定阈值时，降低控制排水管道内水位监测装置启动的降雨量阈值，提前开启排水管道内水位监测装置；

云服务器采集若干个排水管道水位监测装置所采集的排水管道水位，计算设定数量排水管道水位监测装置的第一平均值和标准差，计算每个排水管道水位与第一平均值差值的绝对值，当绝对值超过两倍的标准差时，判定当前排水管道水位异常；

对水位异常的排水管道，取水位异常排水管道的若干个邻近排水管道内的水位，对当前水位异常排水管道和设定数量邻近排水管道内的水位信息取第二平均值，将第二平均值作为当前水位异常排水管道内的水位。

2.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述雨量筒底部设有压力传感器，所述雨量筒底部设有泄水孔，所述泄水孔处设有电磁阀，所述电磁阀根据第一微控制器控制指令实现泄水孔的封闭或敞开。

3.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述降雨监测装置的工作原理是：

第一微控制器控制电磁阀将雨量筒底部泄水孔进行封闭；

圆锥状雨水导管将雨水进行收集，收集的雨水流入雨量筒中；

第一微控制器根据接收到的压力传感器的压力值，计算雨量筒内雨水体积，进而根据雨水体积计算降雨量；

第一微控制器接收第一GPS定位模块采集的GPS定位信息；

第一微控制器将计算得到的降雨量和GPS定位信息通过第一通信模块发送给云服务器；

当第一微控制器接收到的压力传感器的压力值超过设定阈值或者当第一微控制器达到设定时间点，则第一微控制器控制电磁阀打开，实现雨量筒内部的雨水从雨量筒的泄水孔流走。

4.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述排水管道水位监测装置，包括：第二微控制器，所述第二微控制器分别与第二GPS定位模块、电子水尺、第二主用电源、第二备用电源和第二通信模块连接；所述第二通信模块与云服务器连接；所述电子水尺安装在排水管道内壁，所述电子水尺的起始端为排水管道内壁最底端，所述电子水尺的终止端为排水管道内壁的最顶端。

5.如权利要求4所述的系统，其特征是，所述电子水尺为弧形电子水尺，所述弧形电子水尺的圆心与排水管道的圆心一致，所述弧形电子水尺铺设在排水管道内壁；

所述电子水尺安装在水尺壳体内部，所述水尺壳体为弧形空心壳体，所述水尺壳体的圆心与排水管道的圆心一致，所述水尺壳体铺设在排水管道内壁；所述水尺壳体外侧每间隔设定距离设有水位传感器，水位传感器与水面接触后获取水位信息。