CN110262601A - 一种生态环境监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生态环境监测系统及方法，具体涉及生态环境监测领域，包括控制模块，所述控制模块输入端设有定位模块、水质监测模块、天气检测模块和风浪检测模块，所述控制模块连接端设有规避模块，所述控制模块、定位模块、水质监测模块、天气检测模块、风浪检测模块和规避模块输入端设有能源转换模块。本发明通过天气检测模块对天气情况进行检测，通过风浪检测模块对风浪的强度和风浪的方向进行检测，通过规避模块航线优化，通过能源转换模块对水、太阳能和风能进行能源转换，转换所得的电能传递给电能储存单元进行储存，并将电能储存单元与系统连接，减少燃料消耗，整体使得本发明能够有效延长监测时长，同时提高了安全性。
Description
技术领域
本发明涉及生态环境监测技术领域，更具体地说，本发明涉及一种生态环境监测系统及方法。
背景技术
环境监测，是指环境监测机构对环境质量状况进行监视和测定的活动。环境监测是通过对反映环境质量的指标进行监视和测定，以确定环境污染状况和环境质量的高低。环境监测的内容主要包括物理指标的监测、化学指标的监测和生态系统的监测，环境监测，是科学管理环境和环境执法监督的基础，是环境保护必不可少的基础性工作。环境监测的核心目标是提供环境质量现状及变化趋势的数据，判断环境质量，评价当前主要环境问题，为环境管理服务。
专利申请公布号CN 208081437 U的专利公开了一种生态环境监测系统，由环境监测船和岸基服务器组成；环境监测船包括通信系统、核心控制器、航行驱动装置、水质检测仪和智能避障取证模块。环境监测船采用手动遥控和自动控制巡航模式。自动控制时，由检测人员设定检测水域，环境监测船通过蚁群算法规划出路径，进行自主巡航和水文采集作业，从而减少能源损耗和避免水域的再污染。岸基服务器用于观察环境监测船的位置信息，接收分析环境监测船回传的数据，同时规划环境监测船的巡航路径，根据多点的采集数据预测该水域污染源位置；在岸基服务器的数据分析和路径规划下，环境监测船能在最优路径下完成巡航水域水文信息的采集并对该水域存在的轻微污染进行处理。
但是上述技术方案在实际运用时，仍旧存在较多缺点，如该技术方案的监测时间较短，并且不能够根据天气和风浪情况对航线进行优化，安全性不够理想。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种生态环境监测系统及方法，通过天气检测模块对天气情况进行检测，通过风浪检测模块对风浪的强度和风浪的方向进行检测，通过规避模块航线优化，通过能源转换模块对水、太阳能和风能进行能源转换，转换所得的电能传递给电能储存单元进行储存，并将电能储存单元与系统连接，减少燃料消耗，整体使得本发明能够有效延长监测时长，同时提高了安全性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生态环境监测系统，包括控制模块，所述控制模块输入端设有定位模块、水质监测模块、天气检测模块和风浪检测模块，所述控制模块连接端设有规避模块，所述控制模块、定位模块、水质监测模块、天气检测模块、风浪检测模块和规避模块输入端设有能源转换模块，所述控制模块包括控制单元，所述定位模块包括定位单元，所述水质监测模块包括水质浑浊度检测单元、水质PH值检测单元和水质组分检测单元，所述天气检测模块包括天气检测单元，所述风浪检测模块包括风浪强度检测单元和风浪方向检测单元，所述规避模块包括信息处理单元和航线优化单元，所述能源转换模块包括水能源转换单元、太阳能能源转换单元、风力能源转换单元和电能储存单元；
所述控制模块用于通过控制单元对水质监测模块、定位模块、天气检测模块、风浪检测模块和规避模块的控制和模块之间的数据处理和数据传递，并对船体能源进行检测；
所述水质监测模块用于通过水质浑浊度检测单元对水域的浑浊度进行检测，通过水质PH值检测单元对水域中的PH值进行检测，通过水质组分检测单元对水域中的水质组分进行检测，并将数据传递给控制模块；
所述天气检测模块用于通过天气检测单元对天气情况进行检测；
所述风浪检测模块用于通过风浪强度检测单元对风浪的强度进行检测，通过风浪方向检测单元对风浪的方向进行检测；
所述规避模块用于通过信息处理单元对控制模块传递的信息进行接收、处理和反馈，通过航线优化单元对航线进行优化；
所述能源转换模块用于通过水能源转换单元对水进行能源转换，通过太阳能能源转换单元对太阳能进行能源转换，通过风力能源转换单元对风能进行能源转换，并通过电能储存单元对转换来的电能进行储存。
在一个优选地实施方式中，所述定位模块用于通过定位单元对船只进行实时定位，并将定位信号发送给岸上的控制中心。
一种生态环境监测方法，步骤如下：
步骤一、同时进行水质检测、风量和天气检测和能源检测；
步骤二、对风浪和天气检测的数据进行数据处理；
步骤三、根据数据处理结果选择是否优化航线；
步骤四、根据能源检测结果选择是否启动能源转换并连接备用电源；
步骤五、对水质检测所得的数据进行数据处理；
步骤六、根据数据处理所得的数据生成污染分布图，并在污染分布图上的相应位置标明水质浑浊度、PH值和水质组分。
在一个优选地实施方式中，所述步骤一具体为，通过水质监测模块中的水质浑浊度检测单元对水域的浑浊度进行检测，通过水质PH值检测单元对水域中的PH值进行检测，通过水质组分检测单元对水域中的水质组分进行检测，通过天气检测模块中的天气检测单元对天气情况进行检测，通过风浪检测模块中的风浪强度检测单元对风浪的强度进行检测，通过风浪方向检测单元对风浪的方向进行检测，并将数据传递给控制模块中的控制单元，控制单元对剩余能源进行检测。
在一个优选地实施方式中，所述步骤二具体为，通过控制模块中的控制单元对天气检测模块、风浪检测模块所检测到的数据进行处理，并进行逻辑分析。
在一个优选地实施方式中，所述步骤三具体为，经过控制模块中的控制单元的逻辑分析后，选择是否需要对航线进行优化，并将分析结果传递给规避模块中的信息处理单元进行处理，信息处理单元将处理结果传递给航线优化单元对航线进行优化，然后航线优化单元将优化后的航线通过信息处理到单元重新发送给控制单元。
在一个优选地实施方式中，所述步骤四具体为，通过控制模块中的控制单元对是否需要启动备用电源进行选择，在剩余能源不多的情况下启动能源转换模块，能源转换模块中的水能源转换单元对水进行能源转换，太阳能能源转换单元对太阳能进行能源转换，风力能源转换单元对风能进行能源转换，转换所得的电能传递给电能储存单元进行储存，并将电能储存单元与系统连接。
在一个优选地实施方式中，所述步骤五具体为，通过控制模块中的控制单元对水质监测模块所得的浑浊度、PH值和水质组分数据进行数据处理。
在一个优选地实施方式中，所述步骤六具体为，根据水质监测模块所得的浑浊度、PH值和水质组分数据进行数据处理，然后生成污染分布图，并在污染分布图的相应位置标明浑浊度、PH值和水质组分。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过天气检测模块对天气情况进行检测，通过风浪检测模块对风浪的强度和风浪的方向进行检测，并将数据传递给控制模块中，控制模块对剩余能源进行检测，通过控制模块对天气检测模块、风浪检测模块所检测到的数据进行处理，并进行逻辑分析选择是否需要对航线进行优化，并将分析结果传递给规避模块进行处理，并将处理结果传递给航线优化单元对航线进行优化，然后航线优化单元将优化后的航线通过信息处理到单元重新发送给控制模块，通过能源转换模块对水、太阳能和风能进行能源转换，转换所得的电能传递给电能储存单元进行储存，并将电能储存单元与系统连接，减少燃料消耗，整体使得本发明能够有效延长监测时长，同时提高了安全性；
2、本发明通过定位模块中的定位单元对船只进行实时定位，并将定位信号发送给岸上的控制中心，进一步提高了航行的安全性。
附图说明
图1为本发明的系统模块图。
图2为本发明的系统单元图。
图3为本发明的方法流程图。
附图标记为：1控制模块、2定位模块、3水质监测模块、4天气检测模块、5风浪检测模块、6规避模块、7能源转换模块、8控制单元、9定位单元、10水质浑浊度检测单元、11水质PH值检测单元、12水质组分检测单元、13天气检测单元、14风浪强度检测单元、15风浪方向检测单元、16信息处理单元、17航线优化单元、18水能源转换单元、19太阳能能源转换单元、20风力能源转换单元、21电能储存单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据图1-2所示的一种生态环境监测系统，包括控制模块1，所述控制模块1输入端设有定位模块2、水质监测模块3、天气检测模块4和风浪检测模块5，所述控制模块1连接端设有规避模块6，所述控制模块1、定位模块2、水质监测模块3、天气检测模块4、风浪检测模块5和规避模块6输入端设有能源转换模块7，所述控制模块1包括控制单元8，所述定位模块2包括定位单元9，所述水质监测模块3包括水质浑浊度检测单元10、水质PH值检测单元11和水质组分检测单元12，所述天气检测模块4包括天气检测单元13，所述风浪检测模块5包括风浪强度检测单元14和风浪方向检测单元15，所述规避模块6包括信息处理单元16和航线优化单元17，所述能源转换模块7包括水能源转换单元18、太阳能能源转换单元19、风力能源转换单元20和电能储存单元21；
所述控制模块1用于通过控制单元8对水质监测模块3、定位模块2、天气检测模块4、风浪检测模块5和规避模块6的控制和模块之间的数据处理和数据传递，并对船体能源进行检测；
所述水质监测模块3用于通过水质浑浊度检测单元10对水域的浑浊度进行检测，通过水质PH值检测单元11对水域中的PH值进行检测，通过水质组分检测单元12对水域中的水质组分进行检测，并将数据传递给控制模块1；
所述天气检测模块4用于通过天气检测单元13对天气情况进行检测；
所述风浪检测模块5用于通过风浪强度检测单元14对风浪的强度进行检测，通过风浪方向检测单元15对风浪的方向进行检测；
所述规避模块6用于通过信息处理单元16对控制模块1传递的信息进行接收、处理和反馈，通过航线优化单元17对航线进行优化；
所述能源转换模块7用于通过水能源转换单元18对水进行能源转换，通过太阳能能源转换单元19对太阳能进行能源转换，通过风力能源转换单元20对风能进行能源转换，并通过电能储存单元21对转换来的电能进行储存；
所述定位模块2用于通过定位单元9对船只进行实时定位，并将定位信号发送给岸上的控制中心；
一种生态环境监测方法，步骤如下：
步骤一、通过水质监测模块3中的水质浑浊度检测单元10对水域的浑浊度进行检测，通过水质PH值检测单元11对水域中的PH值进行检测，通过水质组分检测单元12对水域中的水质组分进行检测，通过天气检测模块4中的天气检测单元13对天气情况进行检测，通过风浪检测模块5中的风浪强度检测单元14对风浪的强度进行检测，通过风浪方向检测单元15对风浪的方向进行检测，并将数据传递给控制模块1中的控制单元8，控制单元8对剩余能源进行检测；
步骤二、通过控制模块1中的控制单元8对天气检测模块4、风浪检测模块5所检测到的数据进行处理，并进行逻辑分析；
步骤三、经过控制模块1中的控制单元8的逻辑分析后，选择是否需要对航线进行优化，并将分析结果传递给规避模块6中的信息处理单元16进行处理，信息处理单元16将处理结果传递给航线优化单元17对航线进行优化，然后航线优化单元17将优化后的航线通过信息处理到单元16重新发送给控制单元8；
步骤四、通过控制模块1中的控制单元8对是否需要启动备用电源进行选择，在剩余能源不多的情况下启动能源转换模块7，能源转换模块7中的水能源转换单元18对水进行能源转换，太阳能能源转换单元19对太阳能进行能源转换，风力能源转换单元20对风能进行能源转换，转换所得的电能传递给电能储存单元21进行储存，并将电能储存单元21与系统连接；
步骤五、通过控制模块1中的控制单元8对水质监测模块3所得的浑浊度、PH值和水质组分数据进行数据处理；
步骤六、根据水质监测模块3所得的浑浊度、PH值和水质组分数据进行数据处理，然后生成污染分布图，并在污染分布图的相应位置标明浑浊度、PH值和水质组分。
本发明工作原理：
参照说明书附图1-3，通过水质检测模块3对水质的浑浊度、PH值和水质组分进行检测并生成污染分布图，通过天气检测模块4对天气情况进行检测，通过风浪检测模块5对风浪的强度和风浪的方向进行检测，并将数据传递给控制模块1中，控制模块8对剩余能源进行检测，通过控制模块1对天气检测模块4、风浪检测模块5所检测到的数据进行处理，并进行逻辑分析选择是否需要对航线进行优化，并将分析结果传递给规避模块6进行处理，并将处理结果传递给航线优化单元17对航线进行优化，然后航线优化单元17将优化后的航线通过信息处理到单元16重新发送给控制模块1，通过能源转换模块7对水、太阳能和风能进行能源转换，转换所得的电能传递给电能储存单元21进行储存，并将电能储存单元21与系统连接，减少燃料消耗，整体使得本发明能够有效延长监测时长，同时提高了安全性；
参照说明书附图1-3，通过定位模块2中的定位单元9对船只进行实时定位，并将定位信号发送给岸上的控制中心，进一步提高了航行的安全性。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种生态环境监测系统，其特征在于：包括控制模块（1），所述控制模块（1）输入端设有定位模块（2）、水质监测模块（3）、天气检测模块（4）和风浪检测模块（5），所述控制模块（1）连接端设有规避模块（6），所述控制模块（1）、定位模块（2）、水质监测模块（3）、天气检测模块（4）、风浪检测模块（5）和规避模块（6）输入端设有能源转换模块（7），所述控制模块（1）包括控制单元（8），所述定位模块（2）包括定位单元（9），所述水质监测模块（3）包括水质浑浊度检测单元（10）、水质PH值检测单元（11）和水质组分检测单元（12），所述天气检测模块（4）包括天气检测单元（13），所述风浪检测模块（5）包括风浪强度检测单元（14）和风浪方向检测单元（15），所述规避模块（6）包括信息处理单元（16）和航线优化单元（17），所述能源转换模块（7）包括水能源转换单元（18）、太阳能能源转换单元（19）、风力能源转换单元（20）和电能储存单元（21）；
所述控制模块（1）用于通过控制单元（8）对水质监测模块（3）、定位模块（2）、天气检测模块（4）、风浪检测模块（5）和规避模块（6）的控制和模块之间的数据处理和数据传递，并对船体能源进行检测；
所述水质监测模块（3）用于通过水质浑浊度检测单元（10）对水域的浑浊度进行检测，通过水质PH值检测单元（11）对水域中的PH值进行检测，通过水质组分检测单元（12）对水域中的水质组分进行检测，并将数据传递给控制模块（1）；
所述天气检测模块（4）用于通过天气检测单元（13）对天气情况进行检测；
所述风浪检测模块（5）用于通过风浪强度检测单元（14）对风浪的强度进行检测，通过风浪方向检测单元（15）对风浪的方向进行检测；
所述规避模块（6）用于通过信息处理单元（16）对控制模块（1）传递的信息进行接收、处理和反馈，通过航线优化单元（17）对航线进行优化；
所述能源转换模块（7）用于通过水能源转换单元（18）对水进行能源转换，通过太阳能能源转换单元（19）对太阳能进行能源转换，通过风力能源转换单元（20）对风能进行能源转换，并通过电能储存单元（21）对转换来的电能进行储存。
2.根据权利要求1所述的一种生态环境监测系统，其特征在于：所述定位模块（2）用于通过定位单元（9）对船只进行实时定位，并将定位信号发送给岸上的控制中心。
3.采用权利要求书1-2任意一项所述的生态环境监测系统的生态环境监测方法，其特征在于：步骤如下：
步骤一、同时进行水质检测、风量和天气检测和能源检测；
步骤二、对风浪和天气检测的数据进行数据处理；
步骤三、根据数据处理结果选择是否优化航线；
步骤四、根据能源检测结果选择是否启动能源转换并连接备用电源；
步骤五、对水质检测所得的数据进行数据处理；
步骤六、根据数据处理所得的数据生成污染分布图，并在污染分布图上的相应位置标明水质浑浊度、PH值和水质组分。
4.根据权利要求3所述的一种生态环境监测方法，其特征在于：所述步骤一具体为，通过水质监测模块（3）中的水质浑浊度检测单元（10）对水域的浑浊度进行检测，通过水质PH值检测单元（11）对水域中的PH值进行检测，通过水质组分检测单元（12）对水域中的水质组分进行检测，通过天气检测模块（4）中的天气检测单元（13）对天气情况进行检测，通过风浪检测模块（5）中的风浪强度检测单元（14）对风浪的强度进行检测，通过风浪方向检测单元（15）对风浪的方向进行检测，并将数据传递给控制模块（1）中的控制单元（8），控制单元（8）对剩余能源进行检测。
5.根据权利要求3所述的一种生态环境监测方法，其特征在于：所述步骤二具体为，通过控制模块（1）中的控制单元（8）对天气检测模块（4）、风浪检测模块（5）所检测到的数据进行处理，并进行逻辑分析。
6.根据权利要求3所述的一种生态环境监测方法，其特征在于：所述步骤三具体为，经过控制模块（1）中的控制单元（8）的逻辑分析后，选择是否需要对航线进行优化，并将分析结果传递给规避模块（6）中的信息处理单元（16）进行处理，信息处理单元（16）将处理结果传递给航线优化单元（17）对航线进行优化，然后航线优化单元（17）将优化后的航线通过信息处理到单元（16）重新发送给控制单元（8）。
7.根据权利要求3所述的一种生态环境监测方法，其特征在于：所述步骤四具体为，通过控制模块（1）中的控制单元（8）对是否需要启动备用电源进行选择，在剩余能源不多的情况下启动能源转换模块（7），能源转换模块（7）中的水能源转换单元（18）对水进行能源转换，太阳能能源转换单元（19）对太阳能进行能源转换，风力能源转换单元（20）对风能进行能源转换，转换所得的电能传递给电能储存单元（21）进行储存，并将电能储存单元（21）与系统连接。
8.根据权利要求3所述的一种生态环境监测方法，其特征在于：所述步骤五具体为，通过控制模块（1）中的控制单元（8）对水质监测模块（3）所得的浑浊度、PH值和水质组分数据进行数据处理。
9.根据权利要求3所述的一种生态环境监测方法，其特征在于：所述步骤六具体为，根据水质监测模块（3）所得的浑浊度、PH值和水质组分数据进行数据处理，然后生成污染分布图，并在污染分布图的相应位置标明浑浊度、PH值和水质组分。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
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Inventor after: Shi Jinghua Inventor after: Tan Wei Inventor after: Sun Wei Inventor after: Xie Yumei Inventor before: Xie Yumei |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20210818 Address after: 277100 No. 258, Ningbo Road, Xingcheng street, high tech Zone, Zaozhuang City, Shandong Province Applicant after: SHANDONG YIYUAN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: No.3, mangshulin Road, Futian District, Shenzhen, Guangdong 518000 Applicant before: Xie Yumei |
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| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20230320 Address after: Room 401, 4th Floor, Block B, No. 777 Shunfeng Road, High-tech Zone, Jinan City, Shandong Province, 251601 Patentee after: Shandong Xiangming Digital Intelligence Internet of Things Technology Co.,Ltd. Address before: 277100 No. 258, Ningbo Road, Xingcheng street, high tech Zone, Zaozhuang City, Shandong Province Patentee before: SHANDONG YIYUAN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO.,LTD. |