生態(tài)浮標監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種生態(tài)浮標監(jiān)測系統(tǒng)，生態(tài)浮標監(jiān)測系統(tǒng)主要包括浮標體，錨系，安裝在所述浮標體上的供電設備、數(shù)據(jù)采集傳輸設備、防護設備、傳感器、岸站接收設備；傳感器實時監(jiān)測現(xiàn)場水體及水面氣象數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集傳輸設備采集傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)，并進行處理后通過GPRS/CDMA/衛(wèi)星等無線傳輸方式傳輸至岸站接收設備，岸站接收設備接收到數(shù)據(jù)后進行數(shù)據(jù)存貯、顯示、統(tǒng)計等，從而實現(xiàn)實時自動在線監(jiān)測水環(huán)境變化情況。本實用新型有益的效果是：提供的一種用于水體環(huán)境監(jiān)測的浮標系統(tǒng)，可以實時在線監(jiān)測水體生態(tài)環(huán)境，實時了解水環(huán)境變化情況，相對于人工采樣監(jiān)測的方式，具有數(shù)據(jù)量大、實時性強、勞動強度低、操作方便等特點。
【專利說明】生態(tài)浮標監(jiān)測系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型為一種水環(huán)境自動在線監(jiān)測設備，主要是一種實時采集常規(guī)水質(zhì)參數(shù)、營養(yǎng)鹽、氣象、碳氫化合物等參數(shù)的生態(tài)浮標監(jiān)測系統(tǒng)，將傳感器安裝在浮體上，實時自動在線監(jiān)測水體生態(tài)環(huán)境參數(shù)和氣象參數(shù)，并通過無線傳輸模塊將數(shù)據(jù)傳輸至岸站接收設備，用于監(jiān)測水體生態(tài)環(huán)境變化情況，預測水體變化趨勢，為環(huán)保部門、水利部門、海洋環(huán)境監(jiān)測部門提供水體治理、防止水污染提供數(shù)據(jù)。
【背景技術】
[0002]水環(huán)境的監(jiān)測最初是通過人工采樣，參水樣帶回實驗室進行分析后，得出水環(huán)境參數(shù)。之后出現(xiàn)了一些現(xiàn)場測量的儀器，可將儀器帶到現(xiàn)場進行測量，并可即時出結果。隨著科技的發(fā)展，出現(xiàn)了較多的在線監(jiān)測儀器，從而出現(xiàn)了以固定站為主要形式的自動在線監(jiān)測方式，即在岸邊建造站房，將水樣引入站房內(nèi)進行自動分析，得出數(shù)據(jù)，或是將傳感器直接投入水體中進行監(jiān)測。人工采樣需要耗費較大的人力、物力、財力，而且數(shù)據(jù)量少，樣品保存不當還可能導致測量不準確。固定站監(jiān)測方式只能監(jiān)測岸邊處水體，且費用高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的正是為了克服上述不足，而提供的一種自動在線監(jiān)測的生態(tài)浮標監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測系統(tǒng)可根據(jù)需要布放在監(jiān)測水域的任何地方，在浮標上根據(jù)需要安裝各種類型的傳感器，即可實現(xiàn)實時自動在線監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時發(fā)送至岸站接收體設備，實時了解水環(huán)境變化情況。
[0004]實現(xiàn)本實用新型目的的技術方案是:這種生態(tài)浮標監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括浮標體，錨系，安裝在所述浮標體上的供電設備、數(shù)據(jù)采集傳輸設備、防護設備、傳感器、岸站接收設備;
[0005]浮標體，通過錨系固定漂浮在監(jiān)測水域；所述浮標體包括浮體、設置在浮體上方的標架和設置在浮體下方的穩(wěn)定錘，所述浮體的中心部位設置有一密閉電子艙。
[0006]供電設備，用于向所述監(jiān)測系統(tǒng)提供工作電壓；
[0007]數(shù)據(jù)采集傳輸設備，所述數(shù)據(jù)采集傳輸設備包括數(shù)據(jù)采集模塊和無線傳輸模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊布置在電子艙內(nèi)，用于分時控制各傳感器工作，采集傳感器系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并經(jīng)數(shù)據(jù)處理、打包、加密后通過無線傳輸模塊傳輸至岸站接收設備；所述無線傳輸模塊布置在標架頂部。
[0008]防護設備，用于保護所述監(jiān)測系統(tǒng)；
[0009]傳感器，用于實時監(jiān)測現(xiàn)場水體及水面氣象數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)實時傳輸至數(shù)據(jù)采集傳輸設備；
[0010]岸站接收設備，用于接收數(shù)據(jù)采集傳輸設備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并對其進行存貯、顯示、統(tǒng)計。
[0011]所述錨系包括相互連接的錨和錨鏈，所述錨鏈由不銹鋼鏈和尼龍繩組成。[0012]所述供電設備包括用于將光能轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池板、蓄電池組、用于給蓄電池組充電的充電控制模塊、用于將12V直流電轉(zhuǎn)換為5V、12V、24V直流電，并能夠?qū)崿F(xiàn)通斷電控制的電源控制模塊；其中太陽能電池板安裝于標架上，充電控制模塊、電源控制模塊和蓄電池組布置于電子艙內(nèi)。
[0013]所述防護設備包括安裝在所述標架上的避雷裝置、攝像頭、雷達反射器、警示燈和GPS模塊；其中避雷裝置包括避雷針、接地線，將雷電導入水體中，防止設備被雷擊壞；攝像頭可觀察周圍情況，了解浮標狀態(tài)；雷達反射器用于反射雷達波，增加反射信號；警示燈在晚上時自動閃亮，提示船只繞道行駛；GPS模塊用于浮標定位。
[0014]所述傳感器包括位于浮體上的水質(zhì)傳感器、水位傳感器、營養(yǎng)鹽傳感器和位于標架頂部的氣象傳感器。
[0015]所述岸站接收設備包括用于接收數(shù)據(jù)的接收機，安裝有數(shù)據(jù)處理軟件、并用于存貯、顯示數(shù)據(jù)的服務器。
[0016]本實用新型還可以進一步完善，加裝聲學水聽器后，可用于水體噪聲監(jiān)測、水生物監(jiān)測等。
[0017]本實用新型有益的效果是:由于本實用新型包括浮標體，錨系，安裝在所述浮標體上的供電設備、數(shù)據(jù)采集傳輸設備、防護設備、傳感器、岸站接收設備；其中浮標體可以通過錨系固定漂浮在監(jiān)測水域的任何位置，傳感器實時監(jiān)測現(xiàn)場水體及水面氣象數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集傳輸設備采集傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行處理后通過GPRS/CDMA/衛(wèi)星等無線傳輸方式傳輸至岸站接收設備，岸站接收設備接收到數(shù)據(jù)后進行數(shù)據(jù)存貯、顯示、統(tǒng)計等，構成一套實時在線監(jiān)測的水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，從而解決了人工采樣成本高、數(shù)據(jù)量少(相對于人工采樣監(jiān)測的方式，具有數(shù)據(jù)量大、實時性強、勞動強度低、操作方便等特點)，以及固定站監(jiān)測方式監(jiān)測位置受限、成本高的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0018]圖1是本實用新型的外形示意圖；
[0019]圖2是本實用新型浮標體結構示意圖；
[0020]圖3是本實用新型浮標體剖面結構示意圖；
[0021]圖4是本實用新型浮標體的側(cè)視示意圖；
[0022]圖5是本實用新型電纜連接框圖；
[0023]附圖1-5的標記說明:浮標體I ;錨系2 ;岸站接收設備7 ;浮體1_1 ;標架1_2 ;穩(wěn)定錘1-3 ;電子艙1-4 ;錨2-1 ;錨鏈2-2 ;太陽能電池板3-1 ;充電控制模塊3_2 ;電源控制模塊3-3 ;蓄電池組3-4 ;數(shù)據(jù)采集模塊4-1 ;無線傳輸模塊4-2 ;避雷針5_1 ;攝像頭5_2 ;雷達反射器5-3 ;警標燈5-4 ；GPS模塊5-5 ;水質(zhì)傳感器6_1 ;水位傳感器6_2 ;營養(yǎng)鹽傳感器6-3 ;氣象傳感器6-4 ;接收機7-1 ;服務器7-2。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步介紹:
[0025]系統(tǒng)組成:
[0026]如圖1-圖5所示，本實用新型所述的生態(tài)浮標監(jiān)測系統(tǒng)，主要包浮標體1、錨系2、供電設備、數(shù)據(jù)采集傳輸設備、防護設備、傳感器和岸站接收設備7。所述浮標體I通過錨系2固定漂浮在監(jiān)測水域；供電設備、數(shù)據(jù)采集傳輸設備、防護設備、傳感器和岸站接收設備7分別安裝在所述浮標體I上；傳感器實時監(jiān)測現(xiàn)場水體及水面氣象數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集傳輸設備采集傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)，并進行處理后通過GPRS/CDMA/衛(wèi)星等無線傳輸方式傳輸至岸站接收設備7，岸站接收設備7接收到數(shù)據(jù)后進行數(shù)據(jù)存貯、顯示、統(tǒng)計等，從而構成一套實時在線監(jiān)測的水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。
[0027]所述浮標體I包括浮體1-1、設置在浮體1-1上方的標架1-2和設置在浮體1_1下方的穩(wěn)定錘1-3，所述浮體1-1的中心部位設置有一密閉電子艙1-4。所述浮體1-1為重量輕、耐腐蝕、耐碰撞三層環(huán)狀結構，以玻璃鋼、浮力材料為主材；標架1-2為框架結構，用于安裝供電設備、數(shù)據(jù)采集傳輸設備、防護設備和傳感器，穩(wěn)定錘1-3用于調(diào)整浮標體I的重心。
[0028]所述錨系2包括相互連接的錨2-1和錨鏈2-2，所述錨鏈2_2由不銹鋼鏈和尼龍繩組成。
[0029]所述供電設備包括太陽能電池板3-1、充電控制模塊3-2、電源控制模塊3-3和免維護蓄電池組3-4 ;所述太陽能電池板3-1將光能轉(zhuǎn)化為電能，通過充電控制模塊3-2給蓄電池組3-4充電，電源控制模塊3-3用于將12V直流電轉(zhuǎn)換為5V、12V、24V直流電，并可進行通斷電控制。所述太陽能電池板3-1安裝于標架1-2上，充電控制模塊3-2、電源控制模塊3-3和蓄電池組3-4布置于電子艙1-4內(nèi)。
[0030]所述數(shù)據(jù)采集傳輸設備包括數(shù)據(jù)采集模塊4-1和無線傳輸模塊4-2 ;所述數(shù)據(jù)采集模塊4-1布置在電子艙1-4內(nèi)，用于分時控制各傳感器工作，采集傳感器系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并經(jīng)數(shù)據(jù)處理、打包、加密后通過無線傳輸模塊4-2傳輸至岸站接收設備7 ;所述無線傳輸模塊4-2布置在標架1-2頂部。
[0031]所述防護設備包括安裝在所述標架1-2上的避雷裝置5-1、攝像頭5-2、雷達反射器5-3、警示燈5-4和GPS模塊5-5。其中避雷裝置5_1包括避雷針、接地線，將雷電導入水體中，防止設備被雷擊壞；攝像頭5-2可觀察周圍情況，了解浮標體I狀態(tài)；雷達反射器5-3用于反射雷達波，增加反射信號；警示燈5-4在晚上時自動閃亮，提示船只繞道行駛；GPS模塊5-5用于浮標體I定位。
[0032]所述傳感器包括位于浮體1-1上的水質(zhì)傳感器6-1、水位傳感器6-2、營養(yǎng)鹽傳感器6-3和位于標架1-2頂部的氣象傳感器6-4。也可根據(jù)需要安裝碳氫化合物傳感器、COD傳感器、測流儀等。
[0033]所述岸站接收設備7包括用于接收數(shù)據(jù)的接收機7-1，用于存貯、顯示數(shù)據(jù)的服務器7-2。所述接收機包括衛(wèi)星接收機、短波通訊機等，服務器7-2內(nèi)安裝有專用數(shù)據(jù)處理軟件，用于處理接收的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可實時自動在線監(jiān)測水體生態(tài)環(huán)境參數(shù)和氣象參數(shù)，專用數(shù)據(jù)處理軟件可以圖表形式顯示測量參數(shù)，顯示多個浮標參數(shù)，以及進行不同浮標參數(shù)的對t匕，構成一套完整的生態(tài)浮標監(jiān)測系統(tǒng)。
[0034]系統(tǒng)工作原理:
[0035]浮標體I和錨系2作為系統(tǒng)的基礎平臺，傳感器實時監(jiān)測現(xiàn)場水體及水面氣象數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集傳輸設備采集傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)，并進行處理后通過GPRS/CDMA/衛(wèi)星等無線傳輸方式傳輸至岸站接收設備7，岸站接收設備7接收到數(shù)據(jù)后進行數(shù)據(jù)存貯、顯示、統(tǒng)計等，從而實現(xiàn)實時自動在線監(jiān)測水環(huán)境變化情況。
[0036]除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種生態(tài)浮標監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括浮標體(1)，錨系(2)，安裝在所述浮標體(I)上的供電設備、數(shù)據(jù)采集傳輸設備、防護設備、傳感器和岸站接收設備(7); 浮標體(I )，通過錨系(2)固定漂浮在監(jiān)測水域；所述浮標體(I)包括浮體(1-1 )、設置在浮體(1-1)上方的標架(1-2)和設置在浮體(1-1)下方的穩(wěn)定錘(1-3)，所述浮體(1-1)的中心部位設置有一密閉電子艙(1-4)； 供電設備，用于向所述監(jiān)測系統(tǒng)提供工作電壓； 數(shù)據(jù)采集傳輸設備，所述數(shù)據(jù)采集傳輸設備包括數(shù)據(jù)采集模塊(4-1)和無線傳輸模塊(4-2)；所述數(shù)據(jù)采集模塊(4-1)布置在電子艙(1-4)內(nèi)，用于分時控制各傳感器工作，采集傳感器系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并經(jīng)數(shù)據(jù)處理、打包、加密后通過無線傳輸模塊(4-2)傳輸至岸站接收設備(7);所述無線傳輸模塊(4-2)布置在標架(1-2)頂部； 防護設備，用于保護所述監(jiān)測系統(tǒng)； 傳感器，用于實時監(jiān)測現(xiàn)場水體及水面氣象數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)實時傳輸至數(shù)據(jù)采集傳輸設備； 岸站接收設備(7)，用于接收數(shù)據(jù)采集傳輸設備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并對其進行存貯、顯示、統(tǒng)計。
2.根據(jù)權利要求1所述的生態(tài)浮標監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述錨系(2)包括相互連接的錨(2-1)和錨鏈(2-2)，所述錨鏈(2-2)由不銹鋼鏈和尼龍繩組成。
3.根據(jù)權利要求1所述的生態(tài)浮標監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述供電設備包括用于將光能轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池板(3-1)、蓄電池組(3-4)、用于給蓄電池組(3-4)充電的充電控制模塊(3-2)、用于將12V直流電轉(zhuǎn)換為5V、12V、24V直流電，并能夠?qū)崿F(xiàn)通斷電控制的電源控制模塊(3-3 );所述太陽能電池板(3-1)安裝于標架(1-2 )上，充電控制模塊(3-2 )、電源控制模塊(3-3)和蓄電池組(3-4)布置于電子艙(1-4)內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求1所述的生態(tài)浮標監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述防護設備包括安裝在所述標架(1-2)上的避雷裝置(5-1)、攝像頭(5-2)、雷達反射器(5-3)、警示燈(5-4)和GPS模塊(5-5)。
5.根據(jù)權利要求1所述的生態(tài)浮標監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器包括位于浮體(1-1)上的水質(zhì)傳感器(6-1)、水位傳感器(6-2)、營養(yǎng)鹽傳感器(6-3)和位于標架(1-2)頂部的氣象傳感器(6-4)。
6.根據(jù)權利要求1所述的生態(tài)浮標監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述岸站接收設備(7)包括用于接收數(shù)據(jù)的接收機(7-1)，安裝有數(shù)據(jù)處理軟件、并用于存貯、顯示數(shù)據(jù)的服務器(7-2)。
【文檔編號】G01C13/00GK203561360SQ201320626347
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權日:2013年10月11日
【發(fā)明者】何志強, 朱建剛, 仰孝輝, 王欣, 陳建青, 康勇, 周凱 申請人:中國船舶重工集團公司第七一五研究所