◆江蘇省常熟高新園中等專業(yè)學(xué)校 虞葉鳴 吳歆屹

在夏季和臺風(fēng)季節(jié)，如遇突發(fā)的強(qiáng)降雨，城市或小區(qū)的路面積水難以及時排放，便會涌入地下車庫。若短時間不能將水排盡，就可能造成地下車庫低洼地段甚至是大面積積水。這種情況發(fā)生時，車主往往難以及時將停放在地下車庫的車輛駛離，車輛遭積水浸泡后會給車主帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。

地下車庫防汛最常用的方法是將沙袋堆在車庫入口處或某個局部位置，形成一堵足夠高的“圍墻”，防止大量的積水流入。也有一些車庫內(nèi)安裝了暴雨監(jiān)測裝置，但這類裝置成本高，不利于大規(guī)模推廣使用。

我們設(shè)計(jì)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的可通信地下車庫積水報(bào)警裝置，以解決上述問題。

一、創(chuàng)意構(gòu)思

將該裝置安裝在地下車庫地勢較低的區(qū)域，當(dāng)積水水位到達(dá)設(shè)定的警戒位置時，能立即通過電話或短信提醒對應(yīng)區(qū)域的物業(yè)管理人員。物業(yè)管理人員再通知對應(yīng)區(qū)域的車主，將車輛駛離。同時，在該區(qū)域出入口設(shè)置光字顯示屏警示牌，提醒其他駕駛員不再駛?cè)朐搮^(qū)域。

圖1 裝置工作電路圖

二、結(jié)構(gòu)組成

該裝置由1個智能型非接觸式液位感應(yīng)器、1個繼電器、1塊光字顯示屏、1套ZY1803WXA1物聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)組成。

智能型非接觸式液位傳感器（以下簡稱液位傳感器）使用先進(jìn)的信號處理技術(shù)及高速信號處理芯片，可對液位進(jìn)行非接觸檢測。液位傳感器對液體介質(zhì)和容器的材質(zhì)無特殊要求，可將液位傳感器（探頭）安裝在被測容器外壁，配合繼電器使用。

ZY1803WXA1物聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)由GPRS報(bào)警模塊、服務(wù)器、公眾號、短信接口、電話語音接口組成。GPRS報(bào)警模塊核心部分由一組高度集成的通信模塊組成，性能穩(wěn)定，其內(nèi)部已嵌入物聯(lián)網(wǎng)虛擬卡號。用戶可直接在智能終端設(shè)置參數(shù)。光字顯示屏用于顯示警示信息。

圖2 裝置模型圖

三、電路調(diào)試

（一）智能型非接觸式液位傳感器配合繼電器調(diào)試。調(diào)試過程如圖3。

圖3 模擬實(shí)驗(yàn)

（二）光字顯示屏調(diào)試。如圖4所示，光字屏顯示“前方積水，請勿駛?cè)搿钡木拘畔ⅰ?/p>

圖4 光字屏顯示警示信息

（三）ZY1803WXA1物聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)調(diào)試。

所有的調(diào)試結(jié)果表明，該裝置基本能達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果。

四、設(shè)定地下車庫水位預(yù)警高度

大多數(shù)底盤低的小車通過積水路面時，以發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口的位置為標(biāo)尺，判斷能否安全駛過。如果水位超過發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口高度，水會被發(fā)動機(jī)吸入車體，嚴(yán)重危害汽車的安全。

汽車的進(jìn)氣口大多位于發(fā)動機(jī)蓋下方，一般情況下，發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口的高度就是汽車涉水的極限深度。然而，汽車在較深的水中行駛時，車體晃動就會濺起較高的水花，如果水沒過車輪的三分之二便會流入車體。水位超過前保險杠或接近前中網(wǎng)位置，則會直接導(dǎo)致發(fā)動機(jī)進(jìn)水，車輛也會因此受損。汽車在泥沙水中行駛時，能安全行駛的涉水深度更低。為保證汽車涉水行駛的安全，很多車主會將汽車排氣管的高度作為涉水的安全標(biāo)準(zhǔn)。

通過實(shí)地測量，一般家用轎車排氣管的高度為300 mm，轎車底盤最低離地距離在130 mm～200 mm。綜合以上分析，我們將地下車庫水位預(yù)警高度設(shè)為100 mm。

五、使用方法

在地下車庫地勢較低區(qū)域立柱警戒位置安裝液位傳感器，在該區(qū)域入口處安裝光字顯示屏。其他控制設(shè)備可安裝在相對較高的位置。

地下車庫積水水位到達(dá)設(shè)定的警戒值時，觸發(fā)繼電器線圈吸合，繼電器常開觸點(diǎn)閉合，接通光字顯示屏電源，提醒車輛駕駛員“前方積水，請勿駛?cè)搿薄４藭r，物聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)通過電話、微信或短信通知相應(yīng)的物業(yè)管理人員，物業(yè)管理人員再通知車主及時移車。

圖5 工作流程圖

圖6 物聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)送警示信息（截圖）

六、創(chuàng)新點(diǎn)

（一）該裝置中的液位傳感器安裝簡便，方便檢修、移動。本裝置即使被水淹沒也能正常工作，且無需對其進(jìn)行干燥處理。

（二）當(dāng)車輛停放處的積水剛好達(dá)到警戒值時，物聯(lián)網(wǎng)通信模塊可及時通知相關(guān)物業(yè)管理人員采取行動。

（三）該裝置未采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電子設(shè)備與芯片，運(yùn)行可靠。

七、效果及展望

（一）地下車庫積水報(bào)警裝置成本低，易于推廣。此裝置可與雨水泵站結(jié)合使用，讓積水應(yīng)急機(jī)制更加多元化。

（二）該裝置可作為車主自用涉水報(bào)警裝置。當(dāng)積水水位超過汽車的安全涉水值時，該裝置可進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警，通知車主。

（三）該裝置還可用于下穿式立交橋洞低于路面的積水場景中，發(fā)生積水時向駕駛員及行人進(jìn)行警示，并向市政部門發(fā)布轄區(qū)內(nèi)下穿式立交橋洞的水位信息。