本項目涉及一種無人水文監(jiān)測船。本系統(tǒng)主要針對中小河流流域水文信息的監(jiān)測和分析，提出以遠(yuǎn)程水文監(jiān)測模塊為核心，以無線傳感模塊節(jié)點為基礎(chǔ)，構(gòu)建中小河流流域監(jiān)測區(qū)域的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合BDS\GPS無人定位技術(shù)，實現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域的遠(yuǎn)程實現(xiàn)監(jiān)控，通過對遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的分析和處理，實現(xiàn)對遠(yuǎn)程水文信息的分析和預(yù)警，根據(jù)分析和預(yù)警結(jié)果提出相應(yīng)的應(yīng)用方案或指導(dǎo)性對策。

背景技術(shù)：
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1.國內(nèi)研究現(xiàn)狀：

我國的水文監(jiān)測系統(tǒng)通過各種探測器，探測到水利的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、水質(zhì)、水流速、水量、視頻圖像或圖片等數(shù)字化信息，通過GPRS通道，上傳到在線監(jiān)測監(jiān)視中心，同時可通過內(nèi)部網(wǎng)登錄各種內(nèi)部管理系統(tǒng)和調(diào)度自動化系統(tǒng)。傳輸通信通道可以兼容GPRS、CDMA、3G、Internet或性能更優(yōu)越的通訊形式。但是記錄方式以模擬方式為主，就是數(shù)字方式記錄也很難方便的輸入計算機(jī)處理；數(shù)據(jù)處理基本靠人工處理判斷，費時易錯；水文信息采集、傳輸、處理的實時性和準(zhǔn)確性較差，無法適應(yīng)現(xiàn)代水文的需求?？傊?，我國水文監(jiān)測技術(shù)還處于萌芽階段。

2.國外研究現(xiàn)狀：

無人船設(shè)計遠(yuǎn)距離推進(jìn)動力技術(shù)，抗風(fēng)浪技術(shù)等，其核心技術(shù)是遠(yuǎn)程控制技術(shù)，涉及無線通信技術(shù)，運動控制技術(shù)以及環(huán)境監(jiān)測等技術(shù)。已經(jīng)有了原型機(jī)能夠完成遠(yuǎn)程遙控，水域偵查的任務(wù)，根據(jù)具體應(yīng)用的不同可在原型機(jī)上安裝相應(yīng)的組件。綜合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，還沒有一個價格低廉，運動靈活，記錄方式方便的專利產(chǎn)生，我們小組的作品便是針對這一現(xiàn)狀，設(shè)計與制作了本項目。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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1.發(fā)明目的：

通過該系統(tǒng)跟蹤水文水質(zhì)的變化。通過檢查對比上位機(jī)生成的數(shù)據(jù)，在監(jiān)測系統(tǒng)某一節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)生異常時及時警告，安排人員到相應(yīng)水域去處理水污染等可能出現(xiàn)的問題。

2.基本思路：

設(shè)計船體結(jié)構(gòu)，搭載無線模塊，構(gòu)建監(jiān)測區(qū)的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，搭載BDS\GPS定位模塊，對監(jiān)測的 遠(yuǎn)程實時監(jiān)控，通過對遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的分析和處理，實現(xiàn)對遠(yuǎn)程水文信息的分析和預(yù)警，并提出相應(yīng)的應(yīng)用方案或指導(dǎo)性對策。

3.創(chuàng)新點：

(1)基于Hadoop平臺--實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的處理，并進(jìn)行一定階段內(nèi)數(shù)據(jù)的預(yù)測，將結(jié)果調(diào)度分配給用戶。

(2)基于BDS/GPS雙模定位系統(tǒng)--實現(xiàn)自導(dǎo)航監(jiān)測，精準(zhǔn)定位，極大節(jié)省了監(jiān)測過程中消耗的人力物力。

(3)無線回傳模塊及攝像頭--實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時回傳。

(4)太陽能電池板提供動力--解決供能問題，提高續(xù)航能力。

4.技術(shù)關(guān)鍵：

無線通信技術(shù)；Hadoop技術(shù)：PC機(jī)數(shù)據(jù)接收和處理模塊技術(shù)。

5.主要技術(shù)指標(biāo)：

基于Hadoop平臺結(jié)構(gòu)化處理數(shù)據(jù)；基于BDS/GPS雙模無人定位系統(tǒng)；基于多節(jié)點式的測量；采用太陽能電池板供電；攝像頭實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視。

6.作品的科學(xué)性先進(jìn)性：

現(xiàn)在最先進(jìn)的水文監(jiān)測系統(tǒng)通過各種探測器，探測到水利的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、水質(zhì)、水流速、水量、視頻圖像或圖片等數(shù)字化信息，通過GPRS通道，上傳到在線監(jiān)測監(jiān)視中心，同時可通過內(nèi)部網(wǎng)登錄各種內(nèi)部管理系統(tǒng)和調(diào)度自動化系統(tǒng)。傳輸通信通道可以兼容GPRS、CDMA、3G、Internet或性能更優(yōu)越的通訊形式。但是價格普遍較貴，系統(tǒng)的載體靈活性很差，記錄數(shù)據(jù)的方式還需優(yōu)化。綜合當(dāng)前先進(jìn)技術(shù)，我們設(shè)計了一個價格低廉，運動靈活，記錄方式方便的系統(tǒng)，設(shè)計并制作了本項目。由于本項目制作成本低廉，并且適合中小型河流湖泊使用，通過市場分析，預(yù)計魚塘主的購買量會占據(jù)主導(dǎo)地位，由于其低廉的價格，是魚塘主等小資本階層會普遍接受的，可被用于測量魚塘小池不同深度的水溫以及空氣溫度，這樣才便于比較分析不同水層隨氣溫的變化特征，為魚的養(yǎng)殖做好水溫調(diào)控和科學(xué)養(yǎng)殖管理提供科學(xué)依據(jù)。

7.該作品適用范圍及推廣前景的技術(shù)性說明及市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測；

運用BDS/GPS雙模衛(wèi)星定位系統(tǒng)，定位精度高，誤差小。相對于水工測量中，利用全站儀來確定水面上一點，再施工放樣要更加精確，避免了人為讀數(shù)的誤差。水文監(jiān)測實現(xiàn)無人操控，具有很大的應(yīng)用前景。作品將從如下幾個方面分析它的市場優(yōu)勢及經(jīng)濟(jì)效益；

(1)監(jiān)測指標(biāo)記錄更加準(zhǔn)確，應(yīng)用價值高。

(2)利用該種監(jiān)測器測量更加靈活多變，突破因水域特殊對人工采集水樣的限制。

(3)水利部門可在一艘母船上，同時攜帶若干個該種監(jiān)測器，實現(xiàn)對同一河流，不同位置，多種水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)的測量，減少人力物力。

(4)本項目小巧靈便，適用于多種復(fù)雜水域，續(xù)航能力強，使用周期長，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

(5)本項目制作成本低廉，適合中小型河流湖泊使用，通過市場分析，預(yù)計魚塘主的購買量會占據(jù)主導(dǎo)地位，由于其低廉的價格，是魚塘主等小資本階層會普遍接受的，可被用于測量魚塘水池不同深度的水溫以及空氣溫度，這樣才便于比較分析不同水層隨氣溫的變化特征，為魚的養(yǎng)殖做好水溫調(diào)控和科學(xué)養(yǎng)殖管理提供科學(xué)依據(jù)。

附圖說明：

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2是本發(fā)明的俯視圖。

圖3是本發(fā)明的數(shù)據(jù)接收終端的正視圖。

圖4是本發(fā)明的正視圖。

圖5是本發(fā)明的數(shù)據(jù)接收終端顯示屏圖。

具體實施方式：

打開圖3中的數(shù)據(jù)接收終端的電源，即打開了無線攝像頭的顯示屏和水文數(shù)據(jù)的顯示屏的電源開關(guān)：終端引出一個串口線，連接到電腦上，采集數(shù)據(jù)并保留歷史數(shù)據(jù)。再將圖4中的水文監(jiān)測船放于要監(jiān)測水域中，通過自導(dǎo)航系統(tǒng)來操作讓其行駛到制定監(jiān)測的地點，測量水文數(shù)據(jù)。最后傳回到數(shù)據(jù)接收終端，在圖5的顯示屏上顯示數(shù)據(jù)。