◆江苏省常熟高新园中等专业学校 虞叶鸣 吴歆屹

在夏季和台风季节，如遇突发的强降雨，城市或小区的路面积水难以及时排放，便会涌入地下车库。若短时间不能将水排尽，就可能造成地下车库低洼地段甚至是大面积积水。这种情况发生时，车主往往难以及时将停放在地下车库的车辆驶离，车辆遭积水浸泡后会给车主带来较大的经济损失。

地下车库防汛最常用的方法是将沙袋堆在车库入口处或某个局部位置，形成一堵足够高的“围墙”，防止大量的积水流入。也有一些车库内安装了暴雨监测装置，但这类装置成本高，不利于大规模推广使用。

我们设计了一种基于物联网的可通信地下车库积水报警装置，以解决上述问题。

一、创意构思

将该装置安装在地下车库地势较低的区域，当积水水位到达设定的警戒位置时，能立即通过电话或短信提醒对应区域的物业管理人员。物业管理人员再通知对应区域的车主，将车辆驶离。同时，在该区域出入口设置光字显示屏警示牌，提醒其他驾驶员不再驶入该区域。

图1 装置工作电路图

二、结构组成

该装置由1个智能型非接触式液位感应器、1个继电器、1块光字显示屏、1套ZY1803WXA1物联网报警系统组成。

智能型非接触式液位传感器（以下简称液位传感器）使用先进的信号处理技术及高速信号处理芯片，可对液位进行非接触检测。液位传感器对液体介质和容器的材质无特殊要求，可将液位传感器（探头）安装在被测容器外壁，配合继电器使用。

ZY1803WXA1物联网报警系统由GPRS报警模块、服务器、公众号、短信接口、电话语音接口组成。GPRS报警模块核心部分由一组高度集成的通信模块组成，性能稳定，其内部已嵌入物联网虚拟卡号。用户可直接在智能终端设置参数。光字显示屏用于显示警示信息。

图2 装置模型图

三、电路调试

（一）智能型非接触式液位传感器配合继电器调试。调试过程如图3。

图3 模拟实验

（二）光字显示屏调试。如图4所示，光字屏显示“前方积水，请勿驶入”的警示信息。

图4 光字屏显示警示信息

（三）ZY1803WXA1物联网报警系统调试。

所有的调试结果表明，该装置基本能达到预期设计效果。

四、设定地下车库水位预警高度

大多数底盘低的小车通过积水路面时，以发动机进气口的位置为标尺，判断能否安全驶过。如果水位超过发动机进气口高度，水会被发动机吸入车体，严重危害汽车的安全。

汽车的进气口大多位于发动机盖下方，一般情况下，发动机进气口的高度就是汽车涉水的极限深度。然而，汽车在较深的水中行驶时，车体晃动就会溅起较高的水花，如果水没过车轮的三分之二便会流入车体。水位超过前保险杠或接近前中网位置，则会直接导致发动机进水，车辆也会因此受损。汽车在泥沙水中行驶时，能安全行驶的涉水深度更低。为保证汽车涉水行驶的安全，很多车主会将汽车排气管的高度作为涉水的安全标准。

通过实地测量，一般家用轿车排气管的高度为300 mm，轿车底盘最低离地距离在130 mm～200 mm。综合以上分析，我们将地下车库水位预警高度设为100 mm。

五、使用方法

在地下车库地势较低区域立柱警戒位置安装液位传感器，在该区域入口处安装光字显示屏。其他控制设备可安装在相对较高的位置。

地下车库积水水位到达设定的警戒值时，触发继电器线圈吸合，继电器常开触点闭合，接通光字显示屏电源，提醒车辆驾驶员“前方积水，请勿驶入”。此时，物联网报警系统通过电话、微信或短信通知相应的物业管理人员，物业管理人员再通知车主及时移车。

图5 工作流程图

图6 物联网报警系统发送警示信息（截图）

六、创新点

（一）该装置中的液位传感器安装简便，方便检修、移动。本装置即使被水淹没也能正常工作，且无需对其进行干燥处理。

（二）当车辆停放处的积水刚好达到警戒值时，物联网通信模块可及时通知相关物业管理人员采取行动。

（三）该装置未采用结构复杂的电子设备与芯片，运行可靠。

七、效果及展望

（一）地下车库积水报警装置成本低，易于推广。此装置可与雨水泵站结合使用，让积水应急机制更加多元化。

（二）该装置可作为车主自用涉水报警装置。当积水水位超过汽车的安全涉水值时，该装置可进行远程报警，通知车主。

（三）该装置还可用于下穿式立交桥洞低于路面的积水场景中，发生积水时向驾驶员及行人进行警示，并向市政部门发布辖区内下穿式立交桥洞的水位信息。