一种桥涵积水警示和通行安全保障系统的制作方法

本实用新型属于物联网技术领域，尤其涉及一种桥涵积水警示和通行安全保障系统。

背景技术：

市政工程是指市政设施建设工程，城市生活配套的各种公共基础设施建设都属于市政工程范畴，例如常见的城市道路、桥梁、地铁、雨水、污水、上水、电信、以及城市绿化等建设，桥涵使公路的重要组成部分，暴雨天气，由于桥涵排水不畅，容易导致积水。

目前，没有成熟的机制对桥涵积水信息进行实时监测，并对过往车辆以及行人进行警示的功能，具有较大安全隐患，且无法及时对公众显示积水以及路况的现象，从而容易导致交通堵塞以及误入等安全事故发生。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种桥涵积水警示和通行安全保障系统，旨在解决现有技术中没有成熟的机制对桥涵积水信息进行实时监测，并对过往车辆以及行人进行警示的功能，具有较大安全隐患，且无法及时对公众显示积水以及路况的现象，从而容易导致交通堵塞以及误入等安全事故发生的技术问题。

本实用新型所提供的技术方案是：一种桥涵积水警示和通行安全保障系统，包括数据采集板和主控制器，所述主控制器通过485总线与所述数据采集板连接；

所述数据采集板包括第一微控制器、第一电源电路、水位采集器以及第一总线接口电路，所述第一电源电路、水位采集器以及第一总线接口电路分别与所述第一微控制器连接；

所述主控制器包括第二微控制器、第二电源电路、第二总线接口电路、第三总线接口电路以及网口芯片，所述第二电源电路、第二总线接口电路、第三总线接口电路以及网口芯片分别与所述第二微控制器连接，所述第二总线接口电路通过485总线与所述第一总线接口电路连接，所述第三总线接口电路引出的线路连接至显示屏。

作为一种改进的方案，所述第一微控制器包括第一主控芯片U1和与所述第一主控芯片U1连接的若干个串口；

所述第一主控芯片U1设有引脚RES、引脚PC13、引脚PC14、引脚PC15、引脚PHO_OSC_IN、引脚PH1_OSC_OUT、引脚NRST、引脚PC0、引脚PC1、引脚PC2、引脚PC3、引脚VSSA、引脚VDDA、引脚PA0、引脚PA1、引脚PA2、引脚PA3、引脚VSS、引脚VDD、引脚PA4、引脚PA5、引脚PA6、引脚PA7、引脚PC4、引脚PC5、引脚PB0、引脚PB1、引脚PB2、引脚PB10、引脚PB11、引脚PA13、引脚PA12、引脚PA11、引脚PA10、引脚PA9、引脚PA8、引脚PC9、引脚PC8、引脚PC7、引脚PC6、引脚PB15、引脚PB14、引脚PB13、引脚PB12、引脚PB9、引脚PB8、引脚BOOT0、引脚PB7、引脚PB6、引脚PB5、引脚PB4、引脚PB3、引脚PD2、引脚PC12、引脚PC11、引脚PC10、引脚PA15以及引脚PA14；

所述串口包括一调试串口P1，所述调试串口P1的针脚2、针脚3、针脚4、针脚5以及针脚6分别与所述第一主控芯片U1的引脚PC6、引脚PB15、引脚PB14、引脚PB13、引脚PB12对应连接。

作为一种改进的方案，所述数据采集板还包括一物联网网络芯片，所述物联网网络芯片包括网络主控芯片U2和天线；

其中，所述网络主控芯片U2设有引脚GND1、GND2、引脚GND3、GND4、引脚DIO0、引脚DIO1、引脚DIO2、引脚DIO3、引脚DIO4、引脚GND6、引脚GND10、引脚ANT、引脚GND9、引脚GND8、引脚RST、引脚NSS、引脚MOSI、引脚MISO、引脚CLK、引脚VCC以及引脚GND7，其中，所述引脚DIO0、引脚DIO1、引脚DIO2、引脚DIO3、引脚DIO4分别与所述第一主控芯片U1的引脚PC7、引脚PC8、引脚PC9、引脚PC10、引脚PC11以及引脚PC12对应连接；

所述天线引出的线路与所述引脚ANT连接。

作为一种改进的方案，所述第一电源电路包括电源芯片U3和稳压芯片U4，其中：

所述电源芯片U3设有引脚VIN、引脚OUT、引脚FEED BACK、引脚ON/OFF以及四个引脚GND，所述稳压芯片U4设有针脚IN、针脚GND以及两个针脚OUT；

所述电源芯片U3的四个引脚GND以及引脚ON/OFF接地，所述引脚VIN连接24V输入端，所述引脚OUT引出的线路串接电感L1后为5V输出端；

所述稳压芯片U4的针脚IN与所述5V输出端连接，两个所述针脚OUT分别连接至VCC端，针脚GND接地。

作为一种改进的方案，所述第一总线接口电路包括485接口通信芯片U5，所述485接口通信芯片U5设有引脚VCC、引脚B、引脚A、引脚GND、引脚RO、引脚RE、引脚DE以及引脚DI，其中：

所述485接口通信芯片U5的引脚VCC连接至5V输出端，所述引脚A和引脚B分别连接至485接口J1的针脚2和针脚3，所述引脚RO和引脚DI分别对应连接至所述第一主控芯片U1的引脚PA3和引脚PA2，所述引脚RE和引脚DE引出的线路连接至所述第一主控芯片U1的引脚PA1。

作为一种改进的方案，所述第二微控制器包括第二主控芯片U6，所述第二主控芯片U6设有引脚VDO、引脚VBAT、引脚VREF、引脚VDDA、引脚PC5、引脚PC6、引脚PC8、引脚PC9以及引脚PC10。

作为一种改进的方案，所述第二电源电路包括电源芯片U7和电压转换芯片U8,其中：

所述电源芯片U7设有引脚VIN、引脚OUT、引脚FEED BACK、引脚ON/OFF以及四个引脚GND，所述电压转换芯片U8设有针脚IN、针脚ADI以及针脚OUT；

所述电源芯片U7的四个引脚GND以及引脚ON/OFF接地，所述引脚VIN连接12V输入端，所述引脚OUT引出的线路串接电感L2后为5V输出端；

所述电压转换芯片U8的针脚IN与所述5V输出端连接，所述针脚OUT引出的线路连接至3V3输出端。

作为一种改进的方案，所述第二总线接口电路包括485接口通信芯片U9，所述485接口通信芯片U9设有引脚VCC、引脚B、引脚A、引脚GND、引脚RO、引脚RE、引脚DE以及引脚DI，其中：

所述485接口通信芯片U9的引脚VCC连接至5V输出端，所述引脚A和引脚B分别连接至485接口J2的针脚2和针脚3，所述引脚RO和引脚DI分别对应连接至所述第二主控芯片U6的引脚PC9和引脚PC8，所述引脚RE和引脚DE引出的线路连接至所述第一主控芯片U1的引脚PC10。

作为一种改进的方案，所述第三总线接口电路包括接口芯片U10，所述接口芯片U10设有引脚VCC、引脚T1in、引脚T1out、引脚T2in、引脚T2out、引脚R1_IN引脚R2_IN，其中：

所述接口芯片U10的引脚VCC连接至5V输出端，所述引脚T1in、引脚T2in分别连接至所述第二主控芯片U6的引脚PC6和引脚PC5，所述引脚T1out以及引脚R1_IN连接至232接口J3，所述232接口J3连接至所述显示屏。

在本实用新型实施例中，桥涵积水警示和通行安全保障系统包括数据采集板和主控制器，所述主控制器通过485总线与所述数据采集板连接；所述数据采集板包括第一微控制器、第一电源电路、水位采集器以及第一总线接口电路，所述第一电源电路、水位采集器以及第一总线接口电路分别与所述第一微控制器连接；所述主控制器包括第二微控制器、第二电源电路、第二总线接口电路、第三总线接口电路以及网口芯片，所述第二电源电路、第二总线接口电路、第三总线接口电路以及网口芯片分别与所述第二微控制器连接，所述第二总线接口电路通过485总线与所述第一总线接口电路连接，所述第三总线接口电路引出的线路连接至显示屏，从而实现对桥涵积水的警示，为行人提供安全提醒，避免涉水事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本实用新型提供的桥涵积水警示和通行安全保障系统的结构框图；

图2是本实用新型提供的第一微控制器的电路示意图；

图3是本实用新型提供的物联网网络芯片的电路示意图；

图4是本实用新型提供的第一电源电路的电路示意图；

图5是本实用新型提供的第一总线接口电路的电路示意图；

图6是本实用新型提供的第二微控制器的电路示意图；

图7是本实用新型提供的第二电源电路的电路示意图；

图8是本实用新型提供的第二总线接口电路的电路示意图；

图9是本实用新型提供的第三总线接口电路的电路示意图；

其中，1-数据采集板，2-主控制器，3-第一微控制器，4-第一电源电路，5-水位采集器，6-第一总线接口电路，7-第二微控制器，8-第二电源电路，9-第二总线接口电路，10-第三总线接口电路，11-网口芯片，12-显示屏。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的、技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

图1示出了本实用新型提供的桥涵积水警示和通行安全保障系统的结构框图，为了便于说明，图中仅给出了与本实用新型实施例相关的部分。

桥涵积水警示和通行安全保障系统包括数据采集板1和主控制器2，所述主控制器2通过485总线与所述数据采集板1连接；

所述数据采集板1包括第一微控制器3、第一电源电路4、水位采集器5以及第一总线接口电路6，所述第一电源电路4、水位采集器5以及第一总线接口电路6分别与所述第一微控制器3连接；

所述主控制器2包括第二微控制器7、第二电源电路8、第二总线接口电路9、第三总线接口电路10以及网口芯片11，所述第二电源电路8、第二总线接口电路9、第三总线接口电路10以及网口芯片11分别与所述第二微控制器7连接，所述第二总线接口电路9通过485总线与所述第一总线接口电路6连接，所述第三总线接口电路10引出的线路连接至显示屏12；

在该实施例中，该网口芯片11可以采用PHY系列的芯片，在此不再赘述。

当然，在该桥涵积水警示和通行安全保障系统中还包括其他设备件，在此不再赘述，但不用以限制本实用新型。

在该实施例中，如图2所示，第一微控制器3包括第一主控芯片U1和与所述第一主控芯片U1连接的若干个串口；

所述第一主控芯片U1设有引脚RES、引脚PC13、引脚PC14、引脚PC15、引脚PHO_OSC_IN、引脚PH1_OSC_OUT、引脚NRST、引脚PC0、引脚PC1、引脚PC2、引脚PC3、引脚VSSA、引脚VDDA、引脚PA0、引脚PA1、引脚PA2、引脚PA3、引脚VSS、引脚VDD、引脚PA4、引脚PA5、引脚PA6、引脚PA7、引脚PC4、引脚PC5、引脚PB0、引脚PB1、引脚PB2、引脚PB10、引脚PB11、引脚PA13、引脚PA12、引脚PA11、引脚PA10、引脚PA9、引脚PA8、引脚PC9、引脚PC8、引脚PC7、引脚PC6、引脚PB15、引脚PB14、引脚PB13、引脚PB12、引脚PB9、引脚PB8、引脚BOOT0、引脚PB7、引脚PB6、引脚PB5、引脚PB4、引脚PB3、引脚PD2、引脚PC12、引脚PC11、引脚PC10、引脚PA15以及引脚PA14；

所述串口包括一调试串口P1，所述调试串口P1的针脚2、针脚3、针脚4、针脚5以及针脚6分别与所述第一主控芯片U1的引脚PC6、引脚PB15、引脚PB14、引脚PB13、引脚PB12对应连接；

在该实施例中，该第一主控芯片U1的型号为stm32l053r8t6工业级微控制器，带存储器、串行接口以及输入输出单元。

在本实用新型实施例中，如图3所示，数据采集板1还包括一物联网网络芯片，所述物联网网络芯片包括网络主控芯片U2和天线；

其中，所述网络主控芯片U2设有引脚GND1、GND2、引脚GND3、GND4、引脚DIO0、引脚DIO1、引脚DIO2、引脚DIO3、引脚DIO4、引脚GND6、引脚GND10、引脚ANT、引脚GND9、引脚GND8、引脚RST、引脚NSS、引脚MOSI、引脚MISO、引脚CLK、引脚VCC以及引脚GND7，其中，所述引脚DIO0、引脚DIO1、引脚DIO2、引脚DIO3、引脚DIO4分别与所述第一主控芯片U1的引脚PC7、引脚PC8、引脚PC9、引脚PC10、引脚PC11以及引脚PC12对应连接；

所述天线引出的线路与所述引脚ANT连接；

该网络主芯片U2的型号为AUG-XL8，当然也可以采用其他型号实现。

在本实用新型实施例中，如图4所示，第一电源电路4包括电源芯片U3和稳压芯片U4，其中：

所述电源芯片U3设有引脚VIN、引脚OUT、引脚FEED BACK、引脚ON/OFF以及四个引脚GND，所述稳压芯片U4设有针脚IN、针脚GND以及两个针脚OUT；

所述电源芯片U3的四个引脚GND以及引脚ON/OFF接地，所述引脚VIN连接24V输入端，所述引脚OUT引出的线路串接电感L1后为5V输出端；

所述稳压芯片U4的针脚IN与所述5V输出端连接，两个所述针脚OUT分别连接至VCC端，针脚GND接地；

其中，电源芯片U3的型号可以是XL-1509-ADJ，该稳压芯片U4的型号可以是AMS1117-3.3。

如图5所示，第一总线接口电路6包括485接口通信芯片U5，所述485接口通信芯片U5设有引脚VCC、引脚B、引脚A、引脚GND、引脚RO、引脚RE、引脚DE以及引脚DI，其中：

所述485接口通信芯片U5的引脚VCC连接至5V输出端，所述引脚A和引脚B分别连接至485接口J1的针脚2和针脚3，所述引脚RO和引脚DI分别对应连接至所述第一主控芯片U1的引脚PA3和引脚PA2，所述引脚RE和引脚DE引出的线路连接至所述第一主控芯片U1的引脚PA1。

其中，该485接口通信芯片U5的型号为MAX485。

在本实用新型实施例中，如图6所示，第二微控制器7包括第二主控芯片U6，所述第二主控芯片U6设有引脚VDO、引脚VBAT、引脚VREF、引脚VDDA、引脚PC5、引脚PC6、引脚PC8、引脚PC9以及引脚PC10，当然，该第二微控制器7还可以包括其他引脚，在此不再赘述。

其中，该第二主控芯片U6的型号为stm32f107vet6单片机。

在本实用新型实施例中，如图7所示，第二电源电路8包括电源芯片U7和电压转换芯片U8,其中：

所述电源芯片U7设有引脚VIN、引脚OUT、引脚FEED BACK、引脚ON/OFF以及四个引脚GND，所述电压转换芯片U8设有针脚IN、针脚ADI以及针脚OUT；

所述电源芯片U7的四个引脚GND以及引脚ON/OFF接地，所述引脚VIN连接12V输入端，所述引脚OUT引出的线路串接电感L2后为5V输出端；

所述电压转换芯片U8的针脚IN与所述5V输出端连接，所述针脚OUT引出的线路连接至3V3输出端。

其中，该电源芯片U7的型号为XL-1509-ADJ，而电压转换芯片U8也可以采用1117系列的芯片。

在该实施例中，如图8所示，第二总线接口电路9包括485接口通信芯片U9，所述485接口通信芯片U9设有引脚VCC、引脚B、引脚A、引脚GND、引脚RO、引脚RE、引脚DE以及引脚DI，其中：

所述485接口通信芯片U9的引脚VCC连接至5V输出端，所述引脚A和引脚B分别连接至485接口J2的针脚2和针脚3，所述引脚RO和引脚DI分别对应连接至所述第二主控芯片U6的引脚PC9和引脚PC8，所述引脚RE和引脚DE引出的线路连接至所述第一主控芯片U1的引脚PC10。

其中，该485接口通信芯片U9的型号也为型号为MAX485。

如图9所示，第三总线接口电路10包括接口芯片U10，所述接口芯片U10设有引脚VCC、引脚T1in、引脚T1out、引脚T2in、引脚T2out、引脚R1_IN引脚R2_IN，其中：

所述接口芯片U10的引脚VCC连接至5V输出端，所述引脚T1in、引脚T2in分别连接至所述第二主控芯片U6的引脚PC6和引脚PC5，所述引脚T1out以及引脚R1_IN连接至232接口J3，所述232接口J3连接至所述显示屏12。

在该实施例中，该接口芯片U10的型号为MAX232。

在该实施例中，桥涵积水警示和通行安全保障系统包括数据采集板1和主控制器2，所述主控制器2通过485总线与所述数据采集板1连接；所述数据采集板1包括第一微控制器3、第一电源电路4、水位采集器5以及第一总线接口电路6，所述第一电源电路4、水位采集器5以及第一总线接口电路6分别与所述第一微控制器3连接；所述主控制器2包括第二微控制器7、第二电源电路8、第二总线接口电路9、第三总线接口电路10以及网口芯片11，所述第二电源电路8、第二总线接口电路9、第三总线接口电路10以及网口芯片11分别与所述第二微控制器7连接，所述第二总线接口电路9通过485总线与所述第一总线接口电路6连接，所述第三总线接口电路10引出的线路连接至显示屏12，从而实现对桥涵积水的警示，为行人提供安全提醒，避免涉水事故的发生。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。