CN104802936A - 一种近海环境监测浮标和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种近海环境监测浮标和系统，该系统包括：监测中心和近海环境监测浮标，监测中心通过无线网络与近海环境监测浮标通信；近海环境监测浮标通过无线网络向监测中心传输海洋水质参数和接收监测中心发送的指令；监测中心还包括反馈模块，用于当接收到近海环境监测浮标发送的海洋水质参数后，向近海环境监测浮标发送反馈，以确认收到海洋水质参数；监测中心还用于向浮标发送设置预设水深的指令，并将指令通过无线网络发送给浮标；监测中心还可以用于根据浮标发送来的海洋水质参数估算浮标附近海域的海洋水质参数。本发明利用多个布放在不同海域的浮标，采集各个水深的水质参数为研究海洋水质变化规律提供了立体的数据支持和理论依据。

Description

一种近海环境监测浮标和系统

技术领域

本发明涉及一种近海环境监测浮标和系统。

背景技术

海洋的面积占地球表面积的71％，海洋里含有丰富的医药资源和矿产资源，同时海洋对于整个地球的生态平衡扮演着一个极其重要的角色。

21世纪是“海洋世纪”，在全球陆地资源日趋紧张和环境不断恶化的今天，世界各国纷纷将目光转向海洋。近海环境立体监测和信息服务，可以提高对灾害性近海环境的监测能力，提高对海上工程的作业保障能力。通过对近海环境要素的监测，可以掌握海域中污染物的种类数量和浓度，污染物在近海环境中的迁移转化规律，提高防治污染的技术和措施，为实现近海环境保护监督管理科学化、定量化奠定基础。总之，近海环境监测对于沿海经济区的社会经济发展、海洋科学研究、减轻近海环境灾害损失以及提高沿海的海上防御能力都有重大意义。

近海环境监测包括水上部分的气象要素监测和水下部分的水文、水质要素监测，通过对近海环境要素的检测，可掌握海域中污染物的种类、浓度以及污染物在近海环境中的迁移转化规律，从而提出防治污染的技术与措施，近海环境监测对于沿海经济的发展、海洋科学研究以及减少近海环境灾害、提高沿海的海上防御能力有着十分重要的意义。但目前，我国海洋水质监测仍面临着只能测量特定水深的水质参数的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何测量不同水深的水质参数。

为此目的，本发明提出了一种能够测量不同水深的水质参数的近海环境监测浮标和系统。

本发明提供一种近海环境监测浮标，其特征在于，包括：浮标体、水下密封舱和配重块，

所述浮标体通过升降缆连接所述配重块；

所述浮标体通过系留缆固定于海底；

所述水下密封舱与所述升降缆活动连接；

所述升降缆还包括密封舱升降装置；

所述水下密封舱在所述密封舱升降装置的作用下沿所述升降缆上下移动。

可选地，所述升降装置包括绞盘和铰链，

其中，

所述绞盘设置在所述水下密封舱的下方，所述铰链的一端缠绕在所述绞盘上，另一端固定在所述配重块上，所述铰链的长度大于所述水下密封舱的竖直移动的预设距离，微控制器利用测量的水深，对当前测量的水深和设定水深的比较，控制绞盘转动，使水下密封舱达到设定的水深。

可选地，所述水下密封舱与所述升降缆通过单向锁定开关连接。

可选地，所述水下密封舱内包括水下数据采集存储单元、步进电机、传感器组、探头和微控制器；

其中，

所述水下数据采集存储单元，用于存储所述微控制器发送的海洋水质参数；

所述步进电机，用于打开或关闭所述单向锁定开关，以使所述水下密封舱在所述密封舱升降装置的作用下沿所述升降缆上下移动；

所述探头，与所述传感器组相连，用于检测海洋水质数据，并发送给所述传感器组；

所述传感器组，用于采集所述海洋水质数据并发送给所述微控制器；

所述微控制器，与所述传感器组、所述步进电机和所述水下数据采集单元相连，用于向所述传感器组发出测量当前水深的指令，和向所述步进电机发出打开或闭合所述单向锁定开关的指令，和对所述海洋水质数据进行预处理，和对所述海洋水质数据进行预处理得到海洋水质参数，并对所述海洋水质参数进行数据融合后发送给所述水下数据采集存储单元。

可选地，所述浮标体内部设置有风光能互补电源控制器、太阳能电池板、射频收发单元/卫星通讯单元、蓄电池组、水上数据采集存储单元、GPS传感器和霍尔传感器；

其中，

所述风光能互补电源控制器，用于向所述风力发电单元和太阳能电池板发出向蓄电池组充电的指令；

所述太阳能电池板，与所述风光能互补电源控制器相连，用于向蓄电池组充电；

所述射频收发单元/卫星通讯单元，与水数据采集存储单元相连，用于向监测中心发送海洋水质参数或接收指令；

所述蓄电池组，用于向所述浮标体内部的风光能互补电源控制器、风力发电单元、太阳能电池板、射频收发单元/卫星通讯单元、水上数据采集存储单元、GPS传感器和霍尔传感器，以及所述水下密封舱内包括水下数据采集存储单元、步进电机、传感器组和微控制器供电；

所述水上数据采集存储单元，与所述微控制器相连，用于存储所述水下密封舱发送的海洋水质参数，并发送给所述射频收发单元/卫星通讯单元；

所述GPS传感器，用于确定所述浮标体的位置，以及为所述传感器组提供统一时间；

所述霍尔传感器，用于测量所述升降缆的输出和方向。

可选地，所述升降缆的一端通过感应耦合芯线与所述浮标体内部的射频收发单元/卫星通讯单元、GPS传感器、霍尔传感器、风光能互补电源控制器和水上数据采集存储单元相连，另一端与所述配重块相连。

可选地，所述步进电机与所述单向锁定开关相连，用于控制所述单向锁定开关的闭合，使所述水下密封舱固定在处于预定水深的升降缆上。

可选地，所述浮标体顶部设置有吸盘天线、航标灯、风力发电单元和风向风速传感器；

所述吸盘天线与所述射频收发单元/卫星通讯单元相连；

所述风力发电单元，与所述风光能互补电源控制器相连，用于向所述蓄电池组充电。

本发明还提供一种近海环境监测系统，包括：监测中心和至少上述近海环境监测浮标，所述监测中心通过无线网络与所述近海环境监测浮标通信；

所述近海环境监测浮标通过无线网络向所述监测中心传输海洋水质参数和接收所述监测中心发送的指令；

所述监测中心还包括反馈模块，用于当接收到所述近海环境监测浮标发送的海洋水质参数后，向所述近海环境监测浮标发送反馈，以确认收到海洋水质参数；

所述监测中心还用于向所述浮标发送设置预设水深的指令，并将指令通过无线网络发送给所述浮标；

所述监测中心还可以用于根据所述浮标发送来的海洋水质参数估算所述浮标附近海域的海洋水质参数。

可选地，所述监测中心还包括：

计算模块，用于根据由多个不同海域的所述近海环境监测浮标构成的浮标网络所采集的海洋水质参数，结合水质变化的基本规律，采用插值运算的方法，建立该区域特有的水文参数模型，以推导出没有设置所述近海环境监测浮标点的海域的不同水深的海洋水质参数。

本发明公开了一种近海环境监测浮标和系统，该近海环境监测浮标包括浮标体、水下密封舱和配重块，通过使浮标体和配重块通过升降缆连接，该升降缆还包括绞盘和铰链，铰链的长度大于所述水下密封舱的竖直移动的预设距离。本发明可以监测不同水深的水质参数，为研究海洋水质变化规律提供数据支持和理论依据。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明的近海环境监测浮标的其中一个实施例的结构示意图；

图2示出了本发明的近海环境监测浮标的其中一个实施例的数据融合流程示意图；

图3示出了本发明的近海环境监测浮标的其中一个实施例的蓄电池组充电示意图；

图4示出了本发明的近海环境监测浮标的其中一个实施例的数据融合示意图；

图5示出了本发明的近海环境监测系统的其中一个实施例的数据补发示意图；

图6示出了本发明的近海环境监测系统的其中一个实施例的数据传输拓扑示意图；

图7示出了本发明的近海环境监测浮标的蓄电池分支分时均冲设计流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明提供一种近海环境监测浮标，包括：浮标体10、水下密封舱17和配重块21，

浮标体10通过两条系留缆20固定于海底。两条系留缆分别采用双环连接方式连接浮标体10，使浮标体在海面上更加稳定。具体地，该双环连接方式为G80欧式连接双环扣或者蝴蝶扣连接方式。

浮标体10通过升降缆23连接配重块21；

水下密封舱17通过单向锁定开关11固定在升降缆23上；

升降缆还包括绞盘18和铰链19，

绞盘18设置在水下密封舱17的下方，铰链19的一端缠绕在绞盘18上，另一端固定在配重块21上，铰链19的长度大于所述水下密封舱17的竖直移动的预设距离，该绞盘用于在单向锁定开关打开时，顺时针或逆时针转动使所述水下密封舱在海水的浮力下上升至预设水深，或者逆时针或顺时针转动使所述水下密封舱在在所述铰链的牵引下下降至预设水深。

在具体实施时，升降缆23的一端通过感应耦合芯线与浮标体10内部的射频收发单元/卫星通讯单元7、GPS传感器、霍尔传感器22、风光能互补电源控制器6和水上数据采集存储单元9相连，另一端与配重块21相连。当监测中心发出水下密封舱17潜入设定水深的指令时，射频收发单元/卫星通讯单元7接收到指令，向下文提及的微控制器发出指令，微控制器向下文将要提及的步进电机发出指令，步进电机带动绞盘18逆时针转动，水下密封舱17向下移动，当绞盘18顺时针转动时，水下密封舱17向上移动。本实施例中，铰链19的长度远大于水下密封舱17竖直移动的距离，以保证水下密封舱17能停留在任意水深。水下密封舱17的升降高度为设定水深与当下所处的水深之差。本发明可以监测不同水深的水质参数，为研究海洋水质变化规律提供数据支持和理论依据。

浮标体10顶部设置有吸盘天线4、航标灯1、风力发电单元2和风向风速传感器5；

吸盘天线4与射频收发单元/卫星通讯单元7相连；

风力发电单元2和太阳能电池板3与浮标体内部的风光能互补电源控制器6相连，用于向蓄电池组8充电。

浮标体内部设置有风光能互补电源控制器6、太阳能电池板3、射频收发单元/卫星通讯单元7、蓄电池组8、水上数据采集存储单元9、GPS传感器和霍尔传感器22；

其中，

风光能互补电源控制器6，用于向风力发电单元2和太阳能电池板3发出向蓄电池组8充电的指令；

风力发电单元2，与风光能互补电源控制器6相连，用于向蓄电池组8充电；

太阳能电池板3，与风光能互补电源控制器6相连，用于向蓄电池组8充电；

射频收发单元/卫星通讯单元7，与水上数据采集存储单元9相连，用于向监测中心发送海洋水质参数或接收指令；

蓄电池组8，用于向浮标体10内部的风光能互补电源控制器6、风力发电单元2、太阳能电池板3、射频收发单元/卫星通讯单元7、水上数据采集存储单元9、GPS传感器和霍尔传感器22，以及水下密封舱内17包括水下数据采集存储单元12、步进电机13、传感器组15和微控制器14供电；

水上数据采集存储单元9，与微控制器14相连，用于存储水下密封舱17发送的海洋水质参数和监测中心发送的指令，并发送给所述射频收发单元/卫星通讯单元7；

在本实施例中，GPS传感器，用于确定浮标体10的位置，以及为传感器组15提供统一时间；，

在本实施例中，霍尔传感器22，用于测量升降缆23的输出和方向，以防止因水流流速过大造成升降锚缆偏移竖直方向，引起测量误差。

在具体实施时，如图3所示，在具体实施时，如图3所示,当J1接1时，J2接2，J3接3；当J1接2时，J2接1，J3接3；当J1接3时，J2接1，J3接2。该均充方法能保证单个蓄电池及整组蓄电池均不会发生过充和过放电，降低了单只电池的损坏率，提高了蓄电池组的使用效率；控制风能和太阳能的配比可通过J4控制，提高对能源的利用率。

具体地，如图7所示，充电时，使风光能互补电源控制器接通电源，获取当前连接的蓄电池编号N，例如编号为1，判断编号为1的蓄电池两端的电压U是否大于预设电压U₀，如果大于预设电压则当前的蓄电池不需要充电，则移至下一蓄电池，N＝N+1，否则为当前连接的蓄电池充电，当当前所连接的蓄电池编号大于蓄电池的总数N₀时，风光能互补电源控制器的寄存器复位，启动定时器，当定时器到达预设时间时，使风光能互补电源控制器隔膜再欣接通电源，进行下一次的循环充电过程。蓄电池组采用分支分时均冲方式充电，即每次光能互补电源控制器只对一支蓄电池的端电压进行检测，如果该支蓄电池的端电压低于设定电压值，则对其进行充电，直到其达到设定电压值；否则，断开当前蓄电池，切入下一支蓄电池，直到检测完全部蓄电池，从而实现对蓄电池组单支蓄电池均匀充电的实时管理。

进一步地，蓄电池组可以包括10w铅酸电池、镍氢电池和锂电池。

水下密封舱17内包括水下数据采集存储单元12、步进电机13、传感器组15、探头16和微控制器14；

其中，

水下数据采集存储单元12，用于存储微控制器14发送的海洋水质参数；

步进电机13，用于打开或关于所述单向锁定开关11，以使所述水下密封舱在所述密封舱升降装置的作用下沿所述升降缆上下移动；

探头16，与传感器组15相连，用于检测海洋水质数据，并发送给传感器组15；

传感器组15，用于采集海洋水质数据并发送给微控制器14；

微控制器14，与传感器组15、步进电机13和水下数据采集存储单元12相连，用于向传感器组15发出测量当前水深的指令，和向步进电机13发出打开或闭合所述单向锁定开关的指令，和对所述海洋水质数据进行预处理，和对所述海洋水质数据进行预处理得到海洋水质参数，并对所述海洋水质参数进行数据融合后发送给所述水下数据采集存储单元12。

进一步地，该微控制器进行数据预处理的过程，包括去掉最大值和最小值后取平均值、取中位数和取加权平均数。

进一步地，如图2所示，微控制器14对海洋水质数据进行数据融合的过程为：

S1，微控制器14分别接收温盐深测量仪发送的水压、水温和盐度数据，溶解氧测量仪发送的溶解氧含量数据，氨氮测量仪发送的氨氮含量数据，导电率测量仪发送的电导率数据，PH测量仪发送的硝酸PH数据，以及声学多普勒流速剖面仪ADCP发送的流速数据，并将这些数据存入缓存区。

S2，将水压数据转化为水深参数，存入水下数据采集存储单元12中，并且将水深参数产生的时间作为时间戳。

S3，将步骤S1中缓存区的各个数据与水深参数相比对，若缓存区中不存在与水深参数相对应的数据，则将与水深参数最接近的几个数据做插值处理，执行步骤S4；否则，直接执行步骤S4；

S4，将水深参数、水温数据、盐度数据、溶解氧含量数据、氨氮含量数据、电导率数据、PH数据和流速数据存入水下数据采集存储单元12中。

如图4所示，以采集水下5m、10m和15m的海洋水质参数为例，传感器组采集水深参数、水温数据、盐度数据、溶解氧含量数据、氨氮含量数据、电导率数据、PH数据和流速数据后，将上述各个数据存入水下数据采集存储单元12中，微控制器14提取水下数据采集存储单元12中的各个数据，分别将5m、10m和15m的水压数据、水温数据、盐度数据、溶解氧含量数据、氨氮含量数据、电导率数据、PH数据和流速数据进行插值处理(根据实际需要，可以依次处理每一种数据)，将处理后获得的海洋水质参数存入水下数据采集存储单元中，再发送至水上数据采集存储单元中。本实施例对于数据融合的理论基础是D-S证据理论。关于D-S证据理论是一种现有技术，在此不再做详细介绍。本发明能够综合全面的分析水文环境，实现监测系统的立体性，构建水质分析的模型。

具体地，传感器组15包括温盐深测量仪、溶解氧测量仪、氨氮测量仪、导电率测量仪、PH测量仪和声学多普勒流速剖面仪。

具体地，步进电机13与单向锁定开关11相连，用于控制单向锁定开关11的闭合，使水下密封舱17固定在处于预定水深的升降缆23上。

具体地，探头16，与传感器组相连，且外部包裹有防污铜片，所述铜片下部设置有对流孔。

在具体实施时，水下密封舱17的外壳为耐水压的壳体，并且外部覆有放水罩，以保护水下密封舱17内部的各个仪器。传感器组15外部设置有仪器保护管，有探头16设置于仪器保护管侧面，探头16外部包裹有防污铜片，在铜片下部设置有对流孔，以保护海水流通，提高测量精度。

在具体实施时，微控制器14向步进电机13发出指令，关闭升降缆23上的单向锁定开关11，使水下密封舱17固定在当前水深；传感器组15采集海洋水质数据，并将海洋水质数据发送给微控制器14；微控制器14对海洋水质数据进行处理和数据融合，将处理和数据融合后生成的海洋水质参数存储到水下数据采集存储单元12中。传感器组15采集完毕后，微控制器14向步进电机13发出指令，打开升降缆23上的单向锁定开关11，水下密封舱17在浮力作用下上浮至预定水深；微控制器14向水下数据采集存储单元12发出指令，将其存储的海洋水质参数发送至水上数据采集存储单元9中，射频收发单元/卫星通讯单元7将水上数据采集存储单元9中的海洋水质参数传送至监测中心。

进一步地，本发明的近海环境监测浮标还具有数据补发功能，如图5所示，数据补发的过程如下：

S101，开始；

S102，微控制器提取水上数据采集存储单元9存储的海洋水质参数，

S103，利用射频收发单元/卫星通讯单元7向监测中心发送海洋水质参数；正常情况下，监测中心接收到近海环境监测浮标发送的海洋水质参数后，应当进行反馈；

S104，近海环境监测浮标判断是否有来自监测中心的反馈，若有反馈，则顺序执行步骤S105，否则，跳转到步骤S102；

S105，则进入休眠工作方式。

也就是说，，近海环境监测浮标在预定时间内没有收到反馈的时间，则将存储水上数据采集存储单元9存储的海洋水质参数进行补发，补发成功后进入休眠工作方式，直到监测中心再次发出采集指令。数据补发能免避免数据遗漏。

进一步地，微控制器14设置有阈值报警单元，当海洋水质参数大于预设的阈值，则微控制器14发送报警信息，通过射频收发单元/卫星通讯单元7发送至监测中心。设置阈值报警单元使本发明的近海环境监测浮标更加智能化。

本发明还提供一种近海环境监测系统，如图6所示，包括：监测中心和上述近海环境监测浮标，监测中心通过无线网络与近海环境监测浮标通信；

近海环境监测浮标通过无线网络向监测中心传输海洋水质参数和接收监测中心发送的指令；

监测中心还包括反馈模块，用于当接收到近海环境监测浮标发送的海洋水质参数后，向近海环境监测浮标发送反馈，以确认收到海洋水质参数；

监测中心向所述近海环境监测浮标发出升降所述水下密封舱的指令。

在具体实施时，监测中心还包括：

计算模块，用于根据由多个不同海域的所述近海环境监测浮标构成的浮标网络所采集的海洋水质参数，结合水质变化的基本规律，采用插值运算的方法，建立该区域特有的水文参数模型，以推导出没有设置所述近海环境监测浮标点的海域的不同水深的海洋水质参数。

本实施例的近海环境监测系统不但可以同时监测多个近海环境监测浮标，还可以根据近海环境监测浮标采集的海洋水质参数推导出该近海环境监测浮标附近海域的海洋水质参数，从而既减少了设置近海环境监测浮标数量，又能获取不同海域、不同水深的海洋水质参数。

在具体实施时，监测中心采用时分多址(Time Division MultipleAccess，缩写为TDMA)技术与时间片轮转机制相结合传输方式，向射频收发单元/卫星通讯单元7发送指令或传输数据。

进一步地，监测中心首先将每个近海环境监测浮标的地址存入内部地址表，在采集海洋水质参数的周期内，监测中心根据地址表依次向每个近海环境监测浮标发出采集海洋水质参数的请求，之后等待回答，收到采集海洋水质参数的请求的近海环境监测浮标将采集的海洋水质参数通过射频收发单元/卫星通讯单元7发送至监测中心。这种单点与多点交互的通信方式，可以避免多点交互过程中可能出现的信息阻塞和数据冲突。由于每个近海环境监测浮标内置有GPS传感器，可以使每个近海环境监测浮标统一计时，在同步工作状态下，每个近海环境监测浮标根据预设的同步周期，将周期内测得的海洋水质参数封装成数据包，当监测中心发出采集海洋水质参数的请求时，发出该数据包。进一步地，假设监测中心与每个近海环境监测浮标发出一次请求需要的时间极限为τ，以这个时间极限为单位可以将周步周期T分成N个时间段，N＝T/τ，每个时间段对应一个时间片。在工作过程中，监测中心将时间片分给每个近海环境监测浮标，然后采用轮转机制依次对每个近海环境监测浮标发出采集海洋水质参数的请求。

综上，本发明的近海环境监测系统可以根据由多个不同海域的近海环境监测浮标构成的浮标网络所采集的海洋水质参数，结合水质变化的基本规律，采用插值运算的方法，建立该区域特有的水文参数模型，从而推导出没有设置监测浮标点的不同水深的海洋水质参数。既减少了设置近海环境监测浮标数量，又能获取各个海域、不同水深的海洋水质参数。

综上所述，通过采用本发明所公开的近海环境监测浮标和系统，该近海环境监测浮标包括浮标体、水下密封舱和配重块，通过使浮标体和配重块通过升降缆连接，升降缆还包括绞盘和铰链，铰链的长度大于所述水下密封舱的竖直移动的预设距离，本发明可以监测不同水深的水质参数，为研究海洋水质变化规律提供数据支持和理论依据。另一方面，该系统还可以监测不同区域的水质环境，实现多角度、多层次的立体实时在线监测，为保护环境，揭示水质变化规律提供了科学依据。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种近海环境监测浮标，其特征在于，包括：浮标体、水下密封舱和配重块，

所述浮标体通过升降缆连接所述配重块；

所述浮标体通过系留缆固定于海底；

所述水下密封舱与所述升降缆活动连接；

所述升降缆还包括密封舱升降装置；

所述水下密封舱在所述密封舱升降装置的作用下沿所述升降缆上下移动。

2.根据权利要求1所述的近海环境监测浮标，其特征在于，

所述升降装置包括绞盘和铰链，

其中，

所述绞盘设置在所述水下密封舱的下方，所述铰链的一端缠绕在所述绞盘上，另一端固定在所述配重块上，所述铰链的长度大于所述水下密封舱的竖直移动的预设距离，微控制器利用测量的水深，对当前测量的水深和设定水深的比较，控制绞盘转动，使水下密封舱达到设定的水深。

3.根据权利要求1所述的近海环境监测浮标，其特征在于，

所述水下密封舱与所述升降缆通过单向锁定开关连接。

4.根据权利要求3所述的近海环境监测浮标，其特征在于，所述水下密封舱内包括水下数据采集存储单元、步进电机、传感器组、探头和微控制器；

其中，

所述水下数据采集存储单元，用于存储所述微控制器发送的海洋水质参数；

所述步进电机，用于打开或关闭所述单向锁定开关，以使所述水下密封舱在所述密封舱升降装置的作用下沿所述升降缆上下移动；

所述探头，与所述传感器组相连，用于检测海洋水质数据，并发送给所述传感器组；

所述传感器组，用于采集所述海洋水质数据并发送给所述微控制器；

所述微控制器，与所述传感器组、所述步进电机和所述水下数据采集单元相连，用于向所述传感器组发出测量当前水深的指令，和向所述步进电机发出打开或闭合所述单向锁定开关的指令，和对所述海洋水质数据进行预处理，和对所述海洋水质数据进行预处理得到海洋水质参数，并对所述海洋水质参数进行数据融合后发送给所述水下数据采集存储单元。

5.根据权利要求1所述的近海环境监测浮标，其特征在于，所述浮标体内部设置有风光能互补电源控制器、太阳能电池板、射频收发单元/卫星通讯单元、蓄电池组、水上数据采集存储单元、GPS传感器和霍尔传感器；

其中，

所述风光能互补电源控制器，用于向所述风力发电单元和太阳能电池板发出向蓄电池组充电的指令；

所述太阳能电池板，与所述风光能互补电源控制器相连，用于向蓄电池组充电；

所述射频收发单元/卫星通讯单元，与水数据采集存储单元相连，用于向监测中心发送海洋水质参数或接收指令；

所述蓄电池组，用于向所述浮标体内部的风光能互补电源控制器、风力发电单元、太阳能电池板、射频收发单元/卫星通讯单元、水上数据采集存储单元、GPS传感器和霍尔传感器，以及所述水下密封舱内包括水下数据采集存储单元、步进电机、传感器组和微控制器供电；

所述水上数据采集存储单元，与所述微控制器相连，用于存储所述水下密封舱发送的海洋水质参数，并发送给所述射频收发单元/卫星通讯单元；

所述GPS传感器，用于确定所述浮标体的位置，以及为所述传感器组提供统一时间；

所述霍尔传感器，用于测量所述升降缆的输出和方向。

6.根据权利要求1所述的近海环境监测浮标，其特征在于，

所述升降缆的一端通过感应耦合芯线与所述浮标体内部的射频收发单元/卫星通讯单元、GPS传感器、霍尔传感器、风光能互补电源控制器和水上数据采集存储单元相连，另一端与所述配重块相连。

7.根据权利要求4所述的近海环境监测浮标，其特征在于，

所述步进电机与所述单向锁定开关相连，用于控制所述单向锁定开关的闭合，使所述水下密封舱固定在处于预定水深的升降缆上。

8.根据权利要求5所述的近海环境监测浮标，其特征在于，所述浮标体顶部设置有吸盘天线、航标灯、风力发电单元和风向风速传感器；

所述吸盘天线与所述射频收发单元/卫星通讯单元相连；

所述风力发电单元，与所述风光能互补电源控制器相连，用于向所述蓄电池组充电。

9.一种近海环境监测系统，其特征在于，包括：监测中心和至少一个权利要求1-8任意一项所述的近海环境监测浮标，所述监测中心通过无线网络与所述近海环境监测浮标通信；

所述近海环境监测浮标通过无线网络向所述监测中心传输海洋水质参数和接收所述监测中心发送的指令；

所述监测中心还包括反馈模块，用于当接收到所述近海环境监测浮标发送的海洋水质参数后，向所述近海环境监测浮标发送反馈，以确认收到海洋水质参数；

所述监测中心还用于向所述浮标发送设置预设水深的指令，并将指令通过无线网络发送给所述浮标；

所述监测中心还可以用于根据所述浮标发送来的海洋水质参数估算所述浮标附近海域的海洋水质参数。

10.根据权利要求9所述的近海环境监测系统，其特征在于，

所述监测中心还包括：

计算模块，用于根据由多个不同海域的所述近海环境监测浮标构成的浮标网络所采集的海洋水质参数，结合水质变化的基本规律，采用插值运算的方法，建立该区域特有的水文参数模型，以推导出没有设置所述近海环境监测浮标点的海域的不同水深的海洋水质参数。