一种市政道路施工的新型维护设备的制作方法

本发明涉及市政道路施工设备领域，具体涉及一种市政道路施工的新型维护设备。

背景技术：

为了避免道路干燥开裂影响道路使用寿命，需要用到洒水车来对道路进行洒水作业。然而现有的洒水车不能根据路面的干湿情况进行洒水控制，水一直地向外流，造成水资源的浪费。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种市政道路施工的新型维护设备。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

本发明提供了一种市政道路施工的新型维护设备，包括车体，所述车体上设置有监控终端、水箱、位于水箱外表面的gps定位模块和用于控制所述水箱的出水口开关的洒水控制器，所述洒水控制器、gps定位模块与所述监控终端连接；

所述市政道路上设有汇聚节点和多个用于采集道路湿度数据的传感器节点，传感器节点采集的道路湿度数据由汇聚节点收集并发送至所述监控终端；

所述监控终端根据gps定位模块的位置信息以及对应的道路湿度数据，生成相应的控制指令并发送至所述洒水控制器，进而所述洒水控制器根据所述控制指令控制所述水箱的出水口开关。

优选地，所述水箱的出水口设置于水箱的底部，所述水箱的一侧固定安装有吸尘箱，所述吸尘箱的下侧固定安装有涡流风机，所述涡流风机的旁边固定安装有引灰板。

优选地，所述监控终端包括依次连接的接收单元、数据分析单元、发送单元；

所述接收单元定时接收gps定位模块发送的位置信息，以及接收汇聚节点发送的道路湿度数据，

所述道路湿度数据包括对应传感器节点的定位信息，所述数据分析单元对道路湿度数据进行分析，在道路湿度数据小于预设的湿度阈值时，记录对应传感器节点的定位信息，当gps定位模块发送的位置信息与其中一个记录的定位信息相对应时，所述数据分析单元生成开启开关的控制指令，

所述发送单元将所述开启开关的控制指令发送至所述洒水控制器。

进一步地，当gps定位模块发送的位置信息与所有记录的定位信息皆不对应时，所述数据分析单元生成关闭开关的控制指令，所述发送单元将所述关闭开关的控制指令发送至所述洒水控制器。

本发明还提供了一种市政道路施工维护系统，该系统包括如上所述的车体、监控终端、水箱、gps定位模块、洒水控制器、传感器节点和汇聚节点。

本发明的有益效果为：本发明一种市政道路施工的新型维护设备在洒水时能够根据市政路面的干燥程度进行洒水控制，实现了水资源的节省；洒水车在洒水之前通过前面安装的涡流风机对路面的灰尘进行吸收，避免在清洗路面的时候溅到行人身上。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明一个示例性实施例的一种市政道路施工的新型维护设备的结构示意框图；

图2是本发明一个示例性实施例的实现洒水控制的示意框图；

图3是本发明一个示例性实施例的监控终端的结构示意框图。

附图标记：

车体1、监控终端2、水箱3、gps定位模块4、洒水控制器5、传感器节点6、汇聚节点7、接收单元10、数据分析单元20、发送单元30。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

图1示出了本发明一个示例性实施例的一种市政道路施工的新型维护设备的结构示意框图。图2示出了本发明一个示例性实施例的实现洒水控制的数据流示意框图。

如图1、图2所示，本发明第一方面实施例提供了一种市政道路施工的新型维护设备，该维护设备包括车体1、监控终端2、水箱3、位于水箱3外表面的gps定位模块4和用于控制所述水箱3的出水口开关的洒水控制器5，所述洒水控制器5、gps定位模块4与所述监控终端2连接。

监控终端2、水箱3、gps定位模块4和洒水控制器5皆设置于所述车体1上。

所述市政道路上设有汇聚节点7和多个用于采集道路湿度数据的传感器节点6，传感器节点6采集的道路湿度数据由汇聚节点7收集并发送至所述监控终端2；

所述监控终端2根据gps定位模块4的位置信息以及对应的道路湿度数据，生成相应的控制指令并发送至所述洒水控制器5，进而所述洒水控制器5根据所述控制指令控制所述水箱3的出水口开关。

利用无线传感器网络技术进行道路湿度数据收集，本发明上述实施例的市政道路施工的新型维护设备在洒水时能够根据市政路面的干燥程度进行洒水控制，实现了水资源的节省。

在一个实施例中，所述水箱3的出水口设置于水箱3的底部，所述水箱3的一侧固定安装有吸尘箱，所述吸尘箱的下侧固定安装有涡流风机，所述涡流风机的旁边固定安装有引灰板。工作时，可以打开涡流风机，对路面进行灰尘处理。洒水车在洒水之前通过前面安装的涡流风机对路面的灰尘进行吸收，避免在清洗路面的时候溅到行人身上。

在一个实施例中，如图3所示，所述监控终端2包括依次连接的接收单元10、数据分析单元20、发送单元30；

所述接收单元10定时接收gps定位模块4发送的位置信息，以及接收汇聚节点7发送的道路湿度数据，

所述道路湿度数据包括对应传感器节点6的定位信息，所述数据分析单元20对道路湿度数据进行分析，在道路湿度数据小于预设的湿度阈值时，记录对应传感器节点6的定位信息，当gps定位模块4发送的位置信息与其中一个记录的定位信息相对应时，所述数据分析单元20生成开启开关的控制指令，

所述发送单元30将所述开启开关的控制指令发送至所述洒水控制器5。

进一步地，当gps定位模块4发送的位置信息与所有记录的定位信息皆不对应时，所述数据分析单元20生成关闭开关的控制指令，所述发送单元30将所述关闭开关的控制指令发送至所述洒水控制器5。

其中，所述预设的湿度阈值用于作为判定传感器节点6监测到的所在位置的道路是否干燥的标准，维护设备的管理人员可根据道路的洒水需求设置合适的湿度阈值。

其中，gps定位模块4周期性地向监控终端2发送定位信息。其中，可根据用户指令控制gps定位模块4发送数据的周期。

在一种实施方式中，当gps定位模块4发送的位置信息与记录的定位信息相同时，判定gps定位模块4发送的位置信息与记录的定位信息对应。在另一种实施方式中，当gps定位模块4发送的位置信息与记录的定位信息在预设的距离阈值范围内时，判定gps定位模块4发送的位置信息与记录的定位信息对应。

在一个实施例中，网络初始化时，传感器节点接收汇聚节点的广播信息，通过广播信息进行网络泛洪，传感器节点添加所有邻居节点到自身的邻居表，其中邻居节点为位于传感器节点通信范围内的其他传感器节点；在路面湿度数据传输阶段，传感器节点与汇聚节点的距离为单跳距离时，直接将采集的路面湿度数据发送至汇聚节点，传感器节点与汇聚节点的距离不为单跳距离时，传感器节点通过多跳的形式将采集的路面湿度数据发送至汇聚节点。

在一种实施方式中，与汇聚节点的距离不为单跳距离的传感器节点确定下一跳节点时，具体执行：

(1)传感器节点接收到汇聚节点定期发送的下一跳节点确认消息后，计算等待时间：

式中，ti为传感器节点i计算的等待时间，i＝1,…,n，n为网络内传感器节点的数量，tmin和tmax是两个提前设定的时间参数，分别为最小等待时间、最大等待时间，ei、eio分别为传感器节点i的剩余能量、初始能量，d(i,sink)为传感器节点i到汇聚节点的距离，ri为传感器节点i的通信距离；λ1、λ2为设定的权重系数，满足0<λ1<λ2≤1且λ1+λ2＝1；

(2)任意传感器节点i等待ti后，向通信范围内的其他传感器节点发送竞选消息；

(3)与汇聚节点的距离不为单跳距离的传感器节点将接收到的第一个竞选消息所对应的邻居节点作为下一跳节点。

其中，各传感器节点再一次接收到汇聚节点发送的下一跳节点确认消息时，与汇聚节点的距离不为单跳距离的传感器节点将重新确定下一跳节点。通过下一跳节点的定期选择，有利于均衡各传感器节点的能量消耗，延长无线传感器网络的生命周期。

本实施例提出了一种新的路由协议，与汇聚节点的距离不为单跳距离的传感器节点根据该路由协议选择下一跳节点，以将采集的路面湿度数据发送至该下一跳节点，其中通过等待时间的设计，能够将邻居节点的等待时间控制在一个合理的范围内，并且能够使得剩余能量较多且距离汇聚节点较近的邻居节点具有较短的等待时间，从而具有更大的概率充当传感器节点的下一跳节点，以提高路面湿度数据多跳转发的可靠性，从而为市政道路施工的新型维护设备进行洒水控制提供数据保障，提高洒水控制的精确性。

本实施例通过由邻居节点自行计算等待时间，使得传感器节点之间省略了位置、能量信息、通信半径的信息交互，提高了确定下一跳节点的效率，节省了传感器节点的能量。

在一个实施例中，下一跳节点根据当前剩余能量确定是否向其对应的上一跳传感器节点发送反馈消息，接收到该反馈消息的上一跳传感器节点，临时在邻居表中选择当前剩余能量的最大的邻居节点作为下一跳节点。

在一种实施方式中，下一跳节点根据当前剩余能量确定是否向其对应的上一跳传感器节点发送反馈消息，包括：当下一跳节点的当前剩余能量满足预警条件时，下一跳节点向其对应的上一跳传感器节点发送反馈消息，其中所述预警条件为：

式中，eij为传感器节点i的下一跳节点j的当前剩余能量，ejk0为下一跳节点j的第k个邻居节点的当前剩余能量，nj为下一跳节点j的邻居节点数量，emin为预设的能量下限值。

本实施例创新性地设定了基于预警条件的自发暂停中继任务的机制，该机制使得下一跳节点在其当前剩余能量满足预警条件时向其对应的上一跳传感器节点即时发送反馈消息，进而上一跳传感器节点基于该反馈消息临时重新选择当前剩余能量的最大的邻居节点作为下一跳节点。本实施例能够避免承担中继任务的下一跳节点因能量的缩减快速失效，有利于进一步提高路面湿度数据传输至汇聚节点的可靠性，从而为市政道路施工的新型维护设备进行洒水控制提供数据保障，提高洒水控制的精确性和稳定性。

在一种实施方式中，下一跳节点根据当前剩余能量确定是否向其对应的上一跳传感器节点发送反馈消息，包括：下一跳节点定期根据当前剩余能量计算其通信距离阈值，当计算的通信距离阈值小于其与上一跳传感器节点的距离时，下一跳节点向上一跳传感器节点发送反馈消息，其中，设定通信距离阈值的计算公式为：

式中，gi(t)为传感器节点i的下一跳节点j在第t个周期计算的通信距离阈值，为传感器节点i可调节的最大通信距离，为传感器节点i可调节的最小通信距离，ei为传感器节点i的当前剩余能量，ei0为传感器节点i的初始能量，b为预设的调节因子，b的取值范围为[0.9,0.95]。

本实施例中下一跳节点定期根据当前剩余能量计算其通信距离阈值，当计算的通信距离阈值小于其与上一跳传感器节点的距离时，下一跳节点向上一跳传感器节点发送反馈信息，以使上一跳传感器节点重新选择下一跳节点，其中根据下一跳节点的当前剩余能量设定了通信距离阈值的设定公式。本实施例通过让能量较低的下一跳节点避免继续承担中继转发的任务，有利于降低下一跳节点消耗能量的速率，避免下一跳节点快速失效，有效延长了下一跳节点的工作周期，从而为市政道路施工的新型维护设备进行洒水控制提供数据保障，提高洒水控制的稳定性。

本发明第二方面实施例还提供了一种市政道路施工维护系统，该系统包括如上所述的车体1、监控终端2、水箱3、gps定位模块4、洒水控制器5、传感器节点6和汇聚节点7。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。