專利名稱：一種定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實(shí)用新型涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)、無(wú)線電通信和目標(biāo)定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及了 一種浮 標(biāo)式定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備。
背景技術(shù)：
[0002]目前環(huán)境污染應(yīng)急監(jiān)測(cè)主要采取人工采樣、現(xiàn)場(chǎng)便攜式監(jiān)測(cè)儀器監(jiān)測(cè)和車載式移 動(dòng)監(jiān)測(cè)為主、實(shí)驗(yàn)室分析為輔的方式?，F(xiàn)場(chǎng)便攜式監(jiān)測(cè)儀器監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)室分析這種傳統(tǒng)的 污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)方式自動(dòng)化程度不高、數(shù)據(jù)報(bào)出慢、對(duì)環(huán)境要求比較苛刻，需要消耗大量 的人力、物力和財(cái)力。車載式移動(dòng)監(jiān)測(cè)易受地理位置、交通狀況等因素限制，且后勤保障工 作也比較艱巨和繁鎖。因此，人們開(kāi)始研發(fā)出一些環(huán)境污染監(jiān)測(cè)用的浮標(biāo)，如中國(guó)專利申 請(qǐng)?zhí)枮?01110182842X公開(kāi)了一種用于飲用水水源地藻類監(jiān)測(cè)預(yù)警的浮標(biāo)，包括采樣管， 采集水樣；升降馬達(dá)，控制采樣管的升降；蠕動(dòng)泵，控制采樣管采集水樣；藻類監(jiān)測(cè)儀，監(jiān)測(cè) 水樣中的總藻類和微囊藻群細(xì)胞數(shù)，并計(jì)算出細(xì)胞密度；數(shù)據(jù)采集器，采集監(jiān)測(cè)到和/或計(jì) 算機(jī)的數(shù)據(jù)；無(wú)線通訊模塊，將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心；太陽(yáng)能電池板，采集太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電 能；蓄電池組，存儲(chǔ)電能備用；光伏控制器，穩(wěn)定電壓并使蓄電池組充電；電源板，向各用電 模塊提供電力供應(yīng)。又如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?008100330129公開(kāi)了一種用于藍(lán)藻監(jiān)測(cè)及藍(lán) 藻水華預(yù)警的浮標(biāo)，由浮標(biāo)載體、儀器艙、監(jiān)測(cè)傳感器、通訊天線和太陽(yáng)能電池板構(gòu)成，浮標(biāo) 載體承托整個(gè)浮標(biāo)漂浮于水面，儀器艙安裝固定在浮標(biāo)載體之上，監(jiān)測(cè)傳感器集合體懸掛 在浮標(biāo)載體的正下方，儀器艙的頂部安裝通訊天線，儀器艙的外表面安裝太陽(yáng)能電池板，儀 器艙內(nèi)部安裝有電源、控制模塊、信號(hào)接受/發(fā)送模塊、數(shù)據(jù)記錄器、馬達(dá)和傳感器位置調(diào) 節(jié)器。[0003]但是現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)的監(jiān)測(cè)因子特殊，或是體積大、重量大，不便于運(yùn)輸和投 放；而且由于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，維修困難、制作成本也相對(duì)比較高，不易推廣使用。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、性能 可靠，能夠和無(wú)線電基站配合完成數(shù)據(jù)傳輸，具有自定位和水環(huán)境污染實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等功能的 通信定位一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)。[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種定位通信一體 化環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，包括浮體、GPS模塊、無(wú)線通信模塊和工作電源；該浮標(biāo)還包括懸掛安裝 在浮體下方的監(jiān)測(cè)分析模塊、以及安裝在浮體上面的微型工控機(jī)；所述的監(jiān)測(cè)分析模塊、 GPS模塊、無(wú)線通信模塊分別與微型工控機(jī)相連接；所述的微型工控機(jī)采集監(jiān)測(cè)分析模塊、 GPS模塊上的數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控平臺(tái)；所述工作電源分別與監(jiān) 測(cè)分析模塊、GPS模塊、微型工控機(jī)相連接，進(jìn)行供電。[0006]本實(shí)用新型還可以所述的監(jiān)測(cè)分析模塊采用HACH DS5或MS5多參數(shù)水質(zhì)檢測(cè) 儀。[0007]所述的微型工控機(jī)的內(nèi)部采用嵌入式主板，板載4個(gè)COM 口(即串行通訊端口)和 4個(gè)USB2. O接口，并安裝window XP操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集傳輸軟件。嵌入式主板是一種嵌 入在設(shè)備里面做控制、數(shù)據(jù)處理使用的CPU板，如9375主板。[0008]所述的浮體上設(shè)有一航標(biāo)燈，并與工作電源相連接。采用的航標(biāo)燈功率低、受光 控、能夠按照一定的頻率閃爍，這樣易于夜間和光線不好的時(shí)間回收，而且可以起到提醒作 用，避免船只碰撞到，造成損壞。[0009]所述的工作電源包括太陽(yáng)能電池帆板、電源控制器和電池組；電池組通過(guò)電源控 制器與太陽(yáng)能電池帆板連接。電池組為蓄電池組。[0010]所述的電源控制器將太陽(yáng)能電池帆板產(chǎn)生的電能輸送給監(jiān)測(cè)分析模塊、GPS模塊、 微型工控機(jī)，并將多余的電能輸送給電池組儲(chǔ)存；在太陽(yáng)能電池帆板不產(chǎn)生電能時(shí)，電源控 制器將電池組的電能輸送給監(jiān)測(cè)分析模塊、GPS模塊、微型工控機(jī)。采用太陽(yáng)能電池帆板和 電池組進(jìn)行聯(lián)合供電，可以有效地解決長(zhǎng)時(shí)間工作供電的問(wèn)題，而且環(huán)保節(jié)能。[0011]所述的GPS模塊和無(wú)線通信模塊分別設(shè)有通訊天線。GPS模塊通過(guò)天線接收衛(wèi)星 發(fā)送給它的地理位置信息；而無(wú)線通訊模塊則通過(guò)天線向監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送浮標(biāo)的信息。[0012]所述的無(wú)線通信模塊為GPRS通信模塊或3G通信模塊。[0013]所述微型工控機(jī)、GPS模塊、無(wú)線通信模塊和工作電源整體安裝在浮體上面，并進(jìn) 行防水保護(hù)處理。[0014]本實(shí)用新型的工作原理[0015]工作電源由太陽(yáng)能電池帆板、電源控制器和電池組構(gòu)成，當(dāng)白天陽(yáng)光充足，太陽(yáng)能 電池帆板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化電能，給用電設(shè)備供電，電源控制器還可以將多余的電能輸送給電 池組存儲(chǔ)；當(dāng)黑夜或是白天沒(méi)有陽(yáng)光的時(shí)候，電池組則給用電設(shè)備供電。各用電設(shè)備得到供 電后，就可以開(kāi)始工作，首先，監(jiān)測(cè)分析模塊負(fù)責(zé)定時(shí)收集水環(huán)境周圍的各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)，同 時(shí)GPS模塊通過(guò)通訊天線實(shí)時(shí)接收衛(wèi)星定位系統(tǒng)發(fā)過(guò)來(lái)的地理位置信息；然后微型工控機(jī) 采集監(jiān)測(cè)分析模塊和GPS模塊上數(shù)據(jù)信息，分析處理，將同一時(shí)間的數(shù)據(jù)信息通過(guò)無(wú)線通 信模塊及其上的通訊天線發(fā)送給監(jiān)控平臺(tái)；這樣就實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控平臺(tái)的工作人員對(duì)水環(huán)境污 染物的遠(yuǎn)程監(jiān)控。[0016]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)[0017]1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、維修方便、制作成本低、便于推廣使用，而且適用于突發(fā)性 環(huán)境污染事故。[0018]2.使用HACH DS5或MS5多參數(shù)水質(zhì)檢測(cè)儀作為監(jiān)測(cè)分析模塊，可以有效的監(jiān)測(cè)水 環(huán)境各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，通過(guò)無(wú)線通信模塊，把數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。[0019]3.增加GPS模塊，這樣可以隨時(shí)知道浮標(biāo)的位置，而且把所獲得參數(shù)與地理位置 對(duì)應(yīng)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)跟蹤污染水團(tuán)動(dòng)向，大大提高了監(jiān)測(cè)工作效率。[0020]4.采用太陽(yáng)能電池帆板、電池組聯(lián)合供電，即節(jié)能環(huán)保又能滿足浮標(biāo)長(zhǎng)時(shí)間工作 的要求。[0021]5.增加了受光控、會(huì)閃爍的航標(biāo)燈，既可以利于識(shí)別回收，又可以給過(guò)往船只提醒 作用，防止碰撞，損壞浮標(biāo)。


[0022]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理框架圖。
具體實(shí)施方式
[0023]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明，但不限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。[0024]實(shí)施例1 :[0025]如附圖所示，一個(gè)定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，包括浮體、GPS模塊、無(wú)線通信模 塊、工作電源、GZ-70LED型航標(biāo)燈、監(jiān)測(cè)分析模塊和微型工控機(jī)。監(jiān)測(cè)分析模塊采用HACH DS5多參數(shù)水質(zhì)檢測(cè)儀；微型工控機(jī)的內(nèi)部采用9375嵌入式主板，板載4個(gè)COM 口和4個(gè) USB2. O接口，并安裝window XP操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集傳輸軟件；無(wú)線通信模塊采用GPRS通 信模塊；工作電源由太陽(yáng)能電池帆板、電源控制器和電池組組成。GPS模塊、無(wú)線通信模塊 還分別連接有一通訊天線。[0026]各個(gè)部件的連接關(guān)系監(jiān)測(cè)分析模塊懸掛安裝在浮體的下方，并通過(guò)串行通訊線 與微型工控機(jī)的主板上的I個(gè)COM 口連接，而微型工控機(jī)的主板上的2個(gè)USB2. O接口則分 別通過(guò)連接線與GPS模塊、無(wú)線通信模塊相連接；工作電源的電源控制器分別與監(jiān)測(cè)分析 模塊、GPS模塊、微型工控機(jī)、航標(biāo)燈相連接，給各個(gè)用電模塊進(jìn)行供電。[0027]上述的微型工控機(jī)、GPS模塊、無(wú)線通信模塊和工作電源整體安裝在浮體上面，并 進(jìn)行防水保護(hù)處理。所述的微型工控機(jī)采集監(jiān)測(cè)分析模塊、GPS模塊上的數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線 通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控平臺(tái)；所述的電源控制器將太陽(yáng)能電池帆板產(chǎn)生的電能輸送給 監(jiān)測(cè)分析模塊、GPS模塊、微型工控機(jī)，并將多余的電能輸送給電池組儲(chǔ)存；在太陽(yáng)能電池 帆板不產(chǎn)生電能時(shí)，電源控制器將電池組的電能輸送給監(jiān)測(cè)分析模塊、GPS模塊、微型工控 機(jī)。[0028]該浮標(biāo)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、性能可靠，能夠和無(wú)線電基站配合完成數(shù)據(jù)傳輸，具 有自定位和水環(huán)境污染實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等功能。[0029]實(shí)施例2 [0030]如附圖所示，一個(gè)定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，包括浮體、GPS模塊、無(wú)線通信模 塊、工作電源、GZ-70LED型航標(biāo)燈、監(jiān)測(cè)分析模塊和微型工控機(jī)。監(jiān)測(cè)分析模塊采用HACH MS5多參數(shù)水質(zhì)檢測(cè)儀；微型工控機(jī)的內(nèi)部采用9375嵌入式主板，板載4個(gè)COM 口和4個(gè) USB2. O接口，并安裝window XP操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集傳輸軟件；無(wú)線通信模塊采用3G通信 模塊；工作電源由太陽(yáng)能電池帆板、電源控制器和電池組組成。GPS模塊、無(wú)線通信模塊還 分別連接有一通訊天線。[0031]各個(gè)部件的連接關(guān)系監(jiān)測(cè)分析模塊懸掛安裝在浮體的下方，并通過(guò)串行通訊線 與微型工控機(jī)的主板上的I個(gè)COM 口連接，而微型工控機(jī)的主板上的2個(gè)USB2. O接口則分 別通過(guò)連接線與GPS模塊、無(wú)線通信模塊相連接；工作電源的電源控制器分別與監(jiān)測(cè)分析 模塊、GPS模塊、微型工控機(jī)、航標(biāo)燈相連接，給各個(gè)用電模塊進(jìn)行供電。[0032]上述的微型工控機(jī)、GPS模塊、無(wú)線通信模塊和工作電源整體安裝在浮體上面，并 進(jìn)行防水保護(hù)處理。所述的微型工控機(jī)采集監(jiān)測(cè)分析模塊、GPS模塊上的數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線 通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控平臺(tái)；所述的電源控制器將太陽(yáng)能電池帆板產(chǎn)生的電能輸送給 監(jiān)測(cè)分析模塊、GPS模塊、微型工控機(jī)，并將多余的電能輸送給電池組儲(chǔ)存；在太陽(yáng)能電池帆板不產(chǎn)生電能時(shí)，電源控制器將電池組的電能輸送給監(jiān)測(cè)分析模塊、GPS模塊、微型工控機(jī)。該浮標(biāo)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、性能可靠，能夠和無(wú)線電基站配合完成數(shù)據(jù)傳輸，具有自定位和水環(huán)境污染實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等功能。
權(quán)利要求1.一種定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，包括浮體、GPS模塊、無(wú)線通信模塊和工作電源；其特征在于該浮標(biāo)還包括懸掛安裝在浮體下方的監(jiān)測(cè)分析模塊、以及安裝在浮體上面的微型工控機(jī)；所述的監(jiān)測(cè)分析模塊、GPS模塊、無(wú)線通信模塊分別與微型工控機(jī)相連接；所述的微型工控機(jī)采集監(jiān)測(cè)分析模塊、GPS模塊上的數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控平臺(tái)；所述工作電源分別與監(jiān)測(cè)分析模塊、GPS模塊、微型工控機(jī)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，其特征在于所述的監(jiān)測(cè)分析模塊采用HACH DS5或MS5多參數(shù)水質(zhì)檢測(cè)儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，其特征在于所述的微型工控機(jī)的內(nèi)部采用嵌入式主板，板載4個(gè)COM 口和4個(gè)USB2. O接口，并安裝window XP 操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集傳輸軟件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，其特征在于所述的浮體上設(shè)有一航標(biāo)燈，并與工作電源相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，2或4任一所述的定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，其特征在于所述的工作電源包括太陽(yáng)能電池帆板、電源控制器和電池組；電池組通過(guò)電源控制器與太陽(yáng)能電池帆板連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，其特征在于所述的電源控制器將太陽(yáng)能電池帆板產(chǎn)生的電能輸送給監(jiān)測(cè)分析模塊、GPS模塊、微型工控機(jī)，并將多余的電能輸送給電池組儲(chǔ)存；在太陽(yáng)能電池帆板不產(chǎn)生電能時(shí)，電源控制器將電池組的電能輸送給監(jiān)測(cè)分析模塊、GPS模塊、微型工控機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，2，4或6任一所述的定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，其特征在于 所述的GPS模塊和無(wú)線通信模塊分別設(shè)有通訊天線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，其特征在于所述的無(wú)線通信模塊為GPRS通信模塊或3G通信模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，其特征在于所述微型工控機(jī)、GPS模塊、無(wú)線通信模塊和工作電源整體安裝在浮體上面。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，包括浮體、GPS模塊、無(wú)線通信模塊和工作電源；該浮標(biāo)還包括懸掛安裝在浮體下方的監(jiān)測(cè)分析模塊、以及安裝在浮體上面的微型工控機(jī)；所述的監(jiān)測(cè)分析模塊、GPS模塊、無(wú)線通信模塊分別與微型工控機(jī)相連接；所述的微型工控機(jī)采集監(jiān)測(cè)分析模塊、GPS模塊上的數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控平臺(tái)；所述工作電源與監(jiān)測(cè)分析模塊、GPS模塊、微型工控機(jī)相連接，進(jìn)行供電。該浮標(biāo)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、性能可靠，能夠和無(wú)線電基站配合完成數(shù)據(jù)傳輸，具有自定位和水環(huán)境污染實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等功能。
文檔編號(hào)H04W4/02GK202828010SQ201220365180
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者鄧超冰, 黃勇, 黃小佳, 曾健華, 許園園, 何東明 申請(qǐng)人:廣西壯族自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站