CN106225883A - 洪水信标 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种洪水信标。其目的是为了提供一种结构简单、可靠性高、监测信息准确的洪水信标。本发明包括浮漂和配重件，配重件设置在浮漂底端，浮漂内部设置有数据处理模块、定位模块、数据传输模块、通信模块和电源，数据处理模块的通信端与定位模块连接，数据处理模块的数据传送端与数据传输模块和通信模块连接，主板的电源端与电源连接。洪水信标的投放安装，无需土建工程，可快速大量布设，通过大数据采集可为各级防汛决策提供有效支撑，针对非特定人群的公众媒体发布预警，在人流密集的危险区能起到关键作用，避免造成群死群伤。
Description
技术领域
本发明涉及一种洪水预报调度领域，特别是涉及一种洪水信标。
背景技术
我国大部分地区处于东亚带季风区，暴雨频发，受地质地貌复杂以及人类活动的影响，中小河流山洪灾害多发频发。近年来山洪灾害防御体系建设成果显著，减小了大部分地区损失，但仍时有人员伤亡情况发生。如何提高监测预警的宽度和深度，有效支撑防汛部门决策，及时组织人员转移和撤离一直是山洪灾害防御中的难点和痛点。
解决这一问题的首要任务是加强中小河流的监测预警，以做到及时转移、撤离中小河流山洪灾害危险区域内受威胁人群，为各级防汛指挥决策部门提供更实时、更丰富、更精准的信息服务。针对行业现状，利用北斗卫星定位系统、移动互联网、大数据、云平台等先进技术，搭建全国、区域性的预警网络，开发新型的洪水监测设备，组建新一代中小河流洪水预警系统，应用于中小河流、中小型水库、山洪灾害危险区进行实时监测预警。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、可靠性高、监测信息准确的洪水信标。
本发明洪水信标，其中，包括浮漂和配重件，配重件设置在浮漂底端，浮漂内部设置有数据处理模块、定位模块、数据传输模块、通信模块和电源，数据处理模块的通信端与定位模块连接，数据处理模块的数据传送端与数据传输模块和通信模块连接，主板的电源端与电源连接。
本发明洪水信标，其中所述浮漂包括外壳、主板、卫星天线和GPRS天线，外壳内部的空腔中设置有主板和电池，卫星天线和GPRS天线设置在外壳顶端，外壳的上部外壁上敷设有光伏装置，定位模块为北斗定位模块和GPS定位模块，数据传输模块为GPRS模块，通讯模块为自组网模块，外壳内部还设置有存储模块，数据处理模块的通信端分别通过北斗定位模块和GPS定位模块与卫星天线连接，数据处理模块的数据传送端通过GPRS模块与GPRS天线连接，数据处理模块的数据输出端分别与存储模块的存储端和自组网模块的数据接收端连接，光伏装置和电池的供电端都与电源连接，光伏装置的供电输出端还与电池的充电端连接。
本发明洪水信标，其中所述外壳(12)为圆球形结构，外壳采用防水工程塑料制成。
本发明洪水信标，其中所述光伏装置敷设于卫星天线和GPRS天线下方位置。
本发明洪水信标，其中所述数据处理模块、北斗定位模块、GPS定位模块、GPRS模块、存储模块、自组网模块和电源都设置在主板上。
本发明洪水信标，其中所述GPRS模块上设置有SIM卡。
本发明洪水信标，其中所述浮漂与配重件之间加设有连接绳，连接绳的一端与浮漂的底端连接，连接绳的另一端与配重件的顶端连接，浮漂重心位于自身的下部。
本发明洪水信标，其中所述连接绳为尼龙连绳，配重件为砖石锚件，尼龙连绳的一端与外壳的底端连接，尼龙连绳的另一端与砖石锚件的顶端连接。
本发明洪水信标，其中所述连接绳为钢丝连绳，配重件为防倾配重件，钢丝连绳的一端与外壳的底端连接，钢丝连绳的另一端与防倾配重件的顶端连接。
本发明洪水信标，其中所述数据处理模块为MCU处理器，电池采用磷酸铁锂电池，光伏装置采用太阳能膜。
本发明洪水信标与现有技术不同之处在于：本发明洪水信标包括锚泊洪水信标和漂流洪水信标，可分别完成静态水系水位监测和动态洪水监测环境，适用范围广，多种水系环境均可适用。洪水信标的浮漂采用采用全防水设计的工程塑料制成，满足IP68防水等级，防水效果好，在恶劣的水系环境中也能够保证很长时间的使用寿命。浮漂的重心位于自身下部，浮漂底端与砖石锚件或者防倾配重件连接，避免浮漂在漂浮状态下受风浪、漂流物及其它影响造成倾覆。主板采用光伏装置进行供电，同时内置电池，保证了供电的稳定性，光伏装置还可为电池进行充电，在无阳光的环境下，也能通过电池保证设备的正常工作。外壳内部设置有GPRS模块，通过网络信号向管理平台定时发送信息，信息内容包含设备编号、三维位置信息、时钟信息和设备工况信息等，信息种类多样，同时信号的稳定高效，避免耽误救援时间，减少人们生命和财产损失。洪水信标的投放安装，无需土建工程，可快速大量布设，通过大数据采集可为各级防汛决策提供有效支撑，针对非特定人群的公众媒体发布预警，在人流密集的危险区能起到关键作用，避免造成群死群伤。
下面结合附图对本发明洪水信标作进一步说明。
附图说明
图1为本发明洪水信标中锚泊洪水信标的结构示意图；
图2为本发明洪水信标中漂流洪水信标的结构示意图；
图3为本发明洪水信标内部的电路结构连接框图；
图4为本发明洪水信标进行洪水监测的原理图。
具体实施方式
本发明的洪水信标又包括锚泊洪水信标和漂流洪水信标。
如图1所示，为锚泊洪水信标的结构示意图，包括浮漂和配件，浮漂又包括外壳12、主板、卫星天线10和GPRS天线11。外壳12为内部设置有空腔的圆球形结构，外壳12采用防水工程塑料制成，外壳12内部的空腔中设置有主板和电池9，外壳12顶端安装有卫星天线10和GPRS天线11，位于卫星天线10和GPRS天线11下方的外壳12的外壁上敷设有光伏装置8，浮漂重心位于自身的下部。配件又包括尼龙连绳14和砖石锚件15，尼龙连绳14的一端与外壳12的底端连接，尼龙连绳14的另一端与砖石锚件15的顶端连接。锚泊洪水信标适用于水库或者湖泊等静态水系的监测环境，通过锚泊洪水信标测量实时水位高度。
如图2所示，为漂流洪水信标的结构示意图，包括浮漂和配件，浮漂又包括外壳12、主板、卫星天线10和GPRS天线11。外壳12为内部设置有空腔的圆球形结构，外壳12采用防水工程塑料制成，外壳12内部的空腔中设置有主板和电池9，外壳12顶端安装有卫星天线10和GPRS天线11，位于卫星天线10和GPRS天线11下方的外壳12的外壁上敷设有光伏装置8，浮漂重心位于自身的下部。配件又包括钢丝连绳14’和防倾配重件15’，钢丝连绳14’的一端与外壳12的底端连接，钢丝连绳14’的另一端与防倾配重件15’的顶端连接。漂流洪水信标适用于江河汇流或者水库泄洪等动态水系的监测环境，将漂流洪水信标从上游投放，通过漂流洪水信标记录并上传洪水流动的轨迹。
本发明的一个实施例中外壳12所采用的材质为PC+ABS防水工程塑料，光伏装置(6)位太阳能膜。
如图3所示，为本发明洪水信标内部的电路结构连接框图，包括数据处理模块1、北斗定位模块2、GPS定位模块3、GPRS模块4、存储模块6、自组网模块7和电源，数据处理模块1、北斗定位模块2、GPS定位模块3、GPRS模块4、存储模块6、自组网模块7和电源都设置在主板上。数据处理模块1的通信端分别通过北斗定位模块2和GPS定位模块3与卫星天线10连接，数据处理模块1的数据传送端与GPRS模块4连接，GPRS模块4与GPRS天线11连接，通过GPRS模块4对北斗定位模块2和GPS定位模块3采集到的位置信息进行数据传送，GPRS模块4上设置有SIM卡5，通过SIM卡5进行数据传送的身份识别和认证。数据处理模块1的数据输出端分别与存储模块6的存储端和自组网模块7的数据接收端连接，通过存储模块6对采集到的数据进行存储，并通过自组网模块7对采集到的数据进行对外传输。光伏装置8和电池9的供电端都与主板的电源连接，通过光伏装置8和电池9都可为主板进行供电，光伏装置8的供电输出端还与电池9的充电端连接，通过太阳能模8为电池9进行充电备用。
本发明的一个实施例中所采用的数据处理模块1为MCU处理器，电池9采用磷酸铁锂电池。
如图4所示，为本发明洪水信标进行洪水监测的原理图，洪水信标通过北斗卫星17和GPS卫星18获取定位原始信息，并通过GPRS模块4上传至管理平台13，管理平台13结合洪水信标及地面基准站16传送的洪水水位和洪水流动轨迹的信息进行校正计算，其中在校正计算过程中采用的方法为RTD校正方法或者RTK校正方法，采用RTD校正方法可达到分米级别精度，采用RTK校正方法可达到厘米级别精度。
本发明洪水信标，洪水信标包括锚泊洪水信标和漂流洪水信标，可分别完成静态水系水位监测和动态洪水监测环境，适用范围广，多种水系环境均可适用。洪水信标的浮漂采用采用全防水设计的工程塑料制成，满足IP68防水等级，防水效果好，在恶劣的水系环境中也能够保证很长时间的使用寿命。浮漂的重心位于自身下部，浮漂底端与砖石锚件15或者防倾配重件15’连接，避免浮漂在漂浮状态下受风浪、漂流物及其它影响造成倾覆。浮漂的外壳12采用耐磨损抗老化的PC+ABS工程塑料制成，进一步增加了使用寿命。主板采用光伏装置8进行供电，同时内置电池9，保证了供电的稳定性，光伏装置8还可为电池9进行充电，在无阳光的环境下，也能通过电池9保证设备的正常工作。外壳12内部设置有GPRS模块4，通过网络信号向管理平台13定时发送信息，信息内容包含设备编号、三维位置信息、时钟信息和设备工况信息等，信息种类多样，同时信号的稳定高效，避免耽误救援时间，减少人们生命和财产损失。洪水信标的投放安装，无需土建工程，可快速大量布设，通过大数据采集可为各级防汛决策提供有效支撑，针对非特定人群的公众媒体发布预警，在人流密集的危险区能起到关键作用，避免造成群死群伤。本发明结构简单、可靠性高、监测信息准确，与现有技术相比具有明显的优点。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种洪水信标，其特征在于：包括浮漂和配重件，配重件设置在浮漂底端，浮漂内部设置有数据处理模块(1)、定位模块、数据传输模块、通信模块和电源，数据处理模块(1)的通信端与定位模块连接，数据处理模块(1)的数据传送端与数据传输模块和通信模块连接，主板的电源端与电源连接。
2.根据权利要求1所述的洪水信标，其特征在于：所述浮漂包括外壳(12)、主板、卫星天线(10)和GPRS天线(11)，外壳(12)内部的空腔中设置有主板和电池(9)，卫星天线(10)和GPRS天线(11)设置在外壳(12)顶端，外壳(12)的上部外壁上敷设有光伏装置(8)，定位模块为北斗定位模块(2)和GPS定位模块(3)，数据传输模块为GPRS模块(4)，通讯模块为自组网模块(7)，外壳内部还设置有存储模块(6)，数据处理模块(1)的通信端分别通过北斗定位模块(2)和GPS定位模块(3)与卫星天线(10)连接，数据处理模块(1)的数据传送端通过GPRS模块(4)与GPRS天线(11)连接，数据处理模块(1)的数据输出端分别与存储模块(6)的存储端和自组网模块(7)的数据接收端连接，光伏装置(8)和电池(9)的供电端都与电源连接，光伏装置(8)的供电输出端还与电池(9)的充电端连接。
3.根据权利要求2所述的洪水信标，其特征在于：所述外壳(12)为圆球形结构，外壳(12)采用防水工程塑料制成。
4.根据权利要求2所述的洪水信标，其特征在于：所述光伏装置(8)敷设于卫星天线(10)和GPRS天线(11)下方位置。
5.根据权利要求2所述的洪水信标，其特征在于：所述数据处理模块(1)、北斗定位模块(2)、GPS定位模块(3)、GPRS模块(4)、存储模块(6)、自组网模块(7)和电源都设置在主板上。
6.根据权利要求2所述的洪水信标，其特征在于：所述GPRS模块(4)上设置有SIM卡(5)。
7.根据权利要求1所述的洪水信标，其特征在于：所述浮漂与配重件之间加设有连接绳，连接绳的一端与浮漂的底端连接，连接绳的另一端与配重件的顶端连接，浮漂重心位于自身的下部。
8.根据权利要求7所述的洪水信标，其特征在于：所述连接绳为尼龙连绳，配重件为砖石锚件(15)，尼龙连绳(14)的一端与外壳(12)的底端连接，尼龙连绳(14)的另一端与砖石锚件(15)的顶端连接。
9.根据权利要求7所述的洪水信标，其特征在于：所述连接绳为钢丝连绳(14’)，配重件为防倾配重件(15’)，钢丝连绳(14’)的一端与外壳(12)的底端连接，钢丝连绳(14’)的另一端与防倾配重件(15’)的顶端连接。
10.根据权利要求1所述的洪水信标，其特征在于：所述数据处理模块(1)为MCU处理器，电池(9)采用磷酸铁锂电池，光伏装置(8)采用太阳能膜。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |