CN110550165B - 一种基于物联网的智能海滩监测方法及其系统 - Google Patents

Abstract

一种基于物联网的智能海滩监测方法及其系统，包括：控制海滩机器人启动并控制第一摄像头启动，控制海滩机器人前往监控存储区并控制海滩机器人利用伸缩机械臂与支撑机构固定，控制海滩机器人前往海滩区域并控制到达的海滩机器人前往监控点，控制钻孔机构启动钻取固定孔并控制海滩机器人利用伸缩机械臂将支撑机构底端螺旋固定杆插入固定孔内预设距离，控制伸缩机构完全伸出驱动顶端的监测塔上升并控制监测塔启动，且控制第二摄像头启动，分析监测塔预设范围内的海滩区域信息并分析是否有人体出现溺水情况，若有则控制溺水人体最近监测塔旋转将救生圈炮弹发射器面向溺水人体并控制救生圈炮弹发射器向溺水人体侧方安全区域发射救生圈炮弹。

Description

一种基于物联网的智能海滩监测方法及其系统

技术领域

本发明涉及海滩监控领域，特别涉及一种基于物联网的智能海滩监测方法及其系统。

背景技术

溺水，指因淹没/侵入液体而导致呼吸困难的过程。据世界卫生组织统计，每年全球约有37.2万人死于溺水，相当于每小时就有42人溺亡，形式严峻。溺水已成为非故意伤害死亡的第3大因素。

在炎热的盛夏，以家庭或团体在泳池、水上娱乐场或海滩进行游泳、游戏、消暑纳凉的活动，不但能使肌肉得到放松，而且能使紧张的神经得到松弛，心情舒畅，身心健康，已经成为最受欢迎的避暑方式。在游泳时，由于水的压力、阻力、浮力和较低水温的作用，使人体的各部分器官都能得到锻炼，通过肌肉活动消耗大量热量，减脂效果要好于其他常规的运动项目，也使游泳这项运动成为了人们为了健身而首选的运动项目之一。

然，如何在将大数据、物联网与海滩监控相结合，在监测到有人体溺水后，为其投放救生圈并在监测到溺水人体未抓取救生圈后，派遣救援板将人体浮起并送至安全区域是目前急需解决的问题。

发明内容

发明目的：为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种基于物联网的智能海滩监测方法及其系统，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

技术方案：

一种基于物联网的智能海滩监测方法，所述方法包括以下步骤：

S1、控制存储于救援仓库内部的海滩机器人启动进入物品放置状态并控制设置于所述海滩机器人外部的第一摄像头启动实时摄取第一影像；

S2、根据第一影像控制海滩机器人前往监控存储区并根据第一影像控制海滩机器人利用伸缩机械臂与存储于所述监控存储区监测塔的支撑机构固定连接；

S3、根据第一影像控制所有的海滩机器人前往所述救援仓库所属的海滩区域并根据第一影像控制到达海滩区域的海滩机器人前往监控点位置；

S4、控制到达监控点位置的海滩机器人下方的钻孔机构启动钻取固定孔，并根据第一影像控制钻孔完成的海滩机器人利用伸缩机械臂，将固定连接的支撑机构底端螺旋固定杆插入所述固定孔内预设距离；

S5、控制固定完成的支撑机构上端位置的伸缩机构完全伸出驱动顶端的监测塔上升并控制所述监测塔启动进入监控状态，且控制设置于所述监测塔外部位置的第二摄像头启动实时摄取第二影像；

S6、根据第二影像实时分析监测塔所在监控点预设范围内的海滩区域信息并根据所述海滩区域信息实时分析是否有人体出现溺水情况；

S7、若有则控制出现溺水情况的人体最近监测点位置的监测塔旋转将下方的救生圈炮弹发射器面向溺水人体，并根据第二影像控制所述救生圈炮弹发射器向所述溺水人体侧方安全区域发射救生圈炮弹。

作为本发明的一种优选方式，在S5后，所述方法还包括以下步骤：

S50、根据第二影像实时分析所在监测点位置预设范围内是否有海浪存在；

S51、若有则根据第二影像实时计算所述海浪的拍击方向信息，并根据所述拍击方向控制设置于支撑机构位置所有的减阻旋转轴，驱动连接的旋转减阻片将前端面向海浪的拍击方向。

作为本发明的一种优选方式，在S7后，所述方法还包括以下步骤：

S70、根据第二影像实时分析出现溺水情况的人体是否有抓取或使用救生圈炮弹形成的救生圈；

S71、若未有则根据第二影像控制所述监测塔顶端位置的固定卡扣解除与救援板的固定状态，并控制设置于所述救援板下方位置的水下喷气机构启动，通过喷气口向监测塔进行预设功率喷气，以从监测塔顶端掉落至存在海浪的海滩位置；

S72、控制设置于所述救援板外部位置的第三摄像头启动实时摄取第三影像并控制设置于救援板内部位置的定位单元启动实时获取救援板的定位数据。

作为本发明的一种优选方式，在S72后，所述方法还包括以下步骤：

S73、根据第二影像以及定位数据计算救援板的实时影像坐标数据并根据第二影像计算所述溺水人体的影像坐标数据；

S74、根据第三影像、救援板的实时影像坐标数据以及溺水人体的影像坐标数据，控制设置于救援板尾端位置的驱动机构驱动所述救援板，在海水中移动至所述溺水人体的下方预设距离位置；

S75、根据第三影像控制所述救援板的水下喷气机构最大功率启动通过喷气口向上推送将救援板快速上浮，通过救援板将所述溺水人体从海水中升起。

作为本发明的一种优选方式，在S75后，所述方法还包括以下步骤：

S76、控制所述救援板的水下喷气机构停止，并根据第三影像以及第二影像控制所述救援板的驱动机构驱动所述救援板向海滩的安全区域推进；

S77、控制设置于救援板外周位置的警示灯带启动进入闪烁状态，并控制所述救援板临近监测塔的语音播报设备启动发出警示语音信息。

一种基于物联网的智能海滩监测系统，使用一种基于物联网的智能海滩监测方法，包括监测装置、减阻装置、救援装置以及服务器，所述监测装置包括海滩机器人、伸缩机械臂、第一摄像头、钻孔机构、支撑机构、螺旋固定杆、伸缩机构、监测塔以及第二摄像头，所述海滩机器人存储于救援仓库内部，用于放置监测塔；所述伸缩机械臂设置于海滩机器人侧方位置，用于与支撑机构的固定区域固定连接；所述第一摄像头设置于海滩机器人外部位置，用于摄取海滩机器人周围的环境影像；所述钻孔机构设置于海滩机器人底部中心位置，用于在监测点位置进行钻取固定孔；所述支撑机构用于与伸缩机械臂固定连接并用于放置减阻旋转轴以及旋转减阻片；所述螺旋固定杆设置于支撑机构下方位置并与支撑机构底端连接，用于与钻孔机构钻取的固定孔固定；所述伸缩机构设置于支撑机构上方位置并分别与支撑机构顶端以及监测塔底端的旋转轴连接，用于驱动连接的监测塔伸缩；所述监测塔设置于伸缩机构顶端位置并通过底端的旋转轴与伸缩机构连接，用于监控所在监测点的海滩区域；所述第二摄像头设置于监测塔外部位置，用于摄取监测塔周围的环境影像；

所述减阻装置包括减阻旋转轴以及旋转减阻片，所述减阻旋转轴设置于支撑机构位置并与旋转减阻片连接，用于驱动连接的旋转减阻片旋转；所述旋转减阻片采用流线型设计，用于减少海浪拍击的阻力；

所述救援装置包括救生圈炮弹发射器、救生圈炮弹、固定卡扣、救援板、水下喷气机构、驱动机构、第三摄像头、定位单元、警示灯带以及语音播报设备，所述救生圈炮弹发射器设置于监测塔底端位置并与监测塔连接，用于发射装填的救生圈炮弹至指定位置；所述救生圈炮弹由疏水性泡沫构成，用于遇水迅速膨胀并提供浮力；所述固定卡扣设置于监测塔顶端位置并与监测塔连接，用于固定救援板；所述救援板放置于监测塔顶端位置，用于救援溺水人体；所述水下喷气机构设置于救援板下方位置，用于提供推进力；所述驱动机构设置于救援板尾端下方位置并与救援板临近，用于驱动救援板在水中移动；所述第三摄像头设置于救援板外部位置，用于获取救援板周围的环境影像；所述定位单元设置于救援板内部位置，用于获取救援板的定位数据；所述警示灯带设置于救援板外周位置，用于发出警示灯光提供照明；所述语音播报设备设置于监测塔下方位置，用于播放语音信息；

所述服务器设置于救援仓库内部位置，所述服务器包括：

无线模块，用于分别与海滩机器人、伸缩机械臂、第一摄像头、钻孔机构、支撑机构、伸缩机构、监测塔、第二摄像头、减阻旋转轴、救生圈炮弹发射器、固定卡扣、水下喷气机构、驱动机构、第三摄像头、定位单元、警示灯带、语音播报设备、救援中心、海滩管理部门外部设备以及网络无线连接；

机器人控制模块，用于控制海滩机器人执行设定的操作；

第一摄取模块，用于控制第一摄像头启动或关闭；

固定控制模块，用于控制海滩机器人的伸缩机械臂与支撑机构固定连接；

钻孔控制模块，用于控制海滩机器人的钻孔机构在监控点位置钻取固定孔；

支撑固定模块，用于控制伸缩机械臂将固定连接的支撑机构底端的螺旋固定杆插入固定孔内预设距离；

伸缩控制模块，用于控制伸缩机构驱动连接额度监测塔伸缩；

监控控制模块，用于控制监控塔启动或关闭；

第二摄取模块，用于控制第二摄像头启动或关闭；

信息分析模块，用于根据指定信息进行信息的处理及分析；

监控旋转模块，用于控制监控塔下方的旋转轴驱动监控塔旋转设定的角度；

救生控制模块，用于控制救生圈炮弹发射器发射救生圈炮弹。

作为本发明的一种优选方式，所述服务器还包括：

方向计算模块，用于计算海浪的拍击方向信息；

减阻旋转模块，用于控制减阻旋转轴驱动旋转减阻片将前端面向海浪的拍击方向。

作为本发明的一种优选方式，所述服务器还包括：

固定解除模块，用于控制固定卡扣解除与救援板的固定状态；

喷气控制模块，用于控制水下喷气机构执行设定的操作；

第三摄取模块，用于控制第三摄像头启动或关闭；

定位控制模块，用于控制定位单元启动或关闭。

作为本发明的一种优选方式，所述服务器还包括：

救援计算模块，用于计算救援板的实时影像坐标数据；

溺水计算模块，用于计算所述溺水人体的影像坐标数据；

救援移动模块，用于控制救援板的驱动机构驱动救援板在海水中移动。

作为本发明的一种优选方式，所述服务器还包括：

警示灯光模块，用于控制警示灯带启动或关闭。

本发明实现以下有益效果：

1.智能海滩监测系统启动后，控制海滩机器人利用伸缩机械臂固定连接的支撑机构并将监测塔移动至监测点位置，然后在监测点进行钻取固定孔并将支撑机构下方的螺旋固定杆插入固定孔内，从而将监测塔固定于监测点位置，在监测塔固定完成后，控制伸缩机构将监测塔完全升起，然后开启监测塔的监控状态，实时监控海滩区域信息以及监控人体溺水情况，若监测到有人体溺水后，控制救生圈炮弹发射器发射救生圈炮弹至溺水人体侧方区域进行救援。

2.若智能海滩监测系统识别到监测塔下方出现海浪后，计算海浪的拍击方向信息并根据拍击方向控制减阻旋转轴将旋转减阻片前端面向海浪的拍击方向，减少阻力，避免监测塔被海浪拍击倒地。

3.若智能海滩监测系统检测到溺水人体未抓取或使用救生圈炮弹生成的救生圈则控制救援板脱落掉入海滩的海水中，然后控制救援板下潜移动至溺水人体下方预设距离位置并在到达后，控制水下喷气机构启动将救援板快速上浮以将溺水人体升起脱离海面，然后将该溺水人体运输移动至海滩安全区域位置等待急救。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本发明其中一个示例提供的智能海滩监测方法的流程图；

图2为本发明其中一个示例提供的减阻控制方法的流程图；

图3为本发明其中一个示例提供的救援板脱落控制方法的流程图；

图4为本发明其中一个示例提供的溺水人体救援方法的流程图；

图5为本发明其中一个示例提供的救援完成处理方法的流程图；

图6为本发明其中一个示例提供的智能海滩监测系统的连接关系图；

图7为本发明其中一个示例提供的支撑机构的局部示意图；

图8为本发明其中一个示例提供的监测塔的局部示意图；

图9为本发明其中一个示例提供的监测塔与救援板固定的局部剖视示意图。

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。

实施例一

参考图1，图6-8示。

具体的，本实施例提供一种基于物联网的智能海滩监测方法，所述方法包括以下步骤：

S1、控制存储于救援仓库内部的海滩机器人10启动进入物品放置状态并控制设置于所述海滩机器人10外部的第一摄像头12启动实时摄取第一影像。

S2、根据第一影像控制海滩机器人10前往监控存储区并根据第一影像控制海滩机器人10利用伸缩机械臂11与存储于所述监控存储区监测塔17的支撑机构14固定连接。

S3、根据第一影像控制所有的海滩机器人10前往所述救援仓库所属的海滩区域并根据第一影像控制到达海滩区域的海滩机器人10前往监控点位置。

S4、控制到达监控点位置的海滩机器人10下方的钻孔机构13启动钻取固定孔，并根据第一影像控制钻孔完成的海滩机器人10利用伸缩机械臂11，将固定连接的支撑机构14底端螺旋固定杆15插入所述固定孔内预设距离。

S5、控制固定完成的支撑机构14上端位置的伸缩机构16完全伸出驱动顶端的监测塔17上升并控制所述监测塔17启动进入监控状态，且控制设置于所述监测塔17外部位置的第二摄像头18启动实时摄取第二影像。

S6、根据第二影像实时分析监测塔17所在监控点预设范围内的海滩区域信息并根据所述海滩区域信息实时分析是否有人体出现溺水情况。

S7、若有则控制出现溺水情况的人体最近监测点位置的监测塔17旋转将下方的救生圈炮弹31发射器30面向溺水人体，并根据第二影像控制所述救生圈炮弹31发射器30向所述溺水人体侧方安全区域发射救生圈炮弹31。

在S1中，具体在服务器4启动完成后，所述服务器4内部的机器人控制模块41控制存储于救援仓库内部所有的海滩机器人10启动进入物品放置状态，即为机器人放置监测塔17进行准备工作，在海滩机器人10启动完成后，所述服务器4内部的第一摄取模块42控制设置于启动的海滩机器人10外部的第一摄像头12启动实时摄取所在海滩机器人10周围的环境影像，可以将海滩机器人10进行编队，然后将编队的海滩机器人10分配至对应的海滩区域；其中所述第一影像是指第一摄像头12摄取的海滩机器人10周围的环境影像。

在S2中，具体在第一摄像头12启动完成后，所述机器人控制模块41根据第一影像控制海滩机器人10前往所在救援仓库内部的监控存储区，等待固定连接支撑机构14，在所有的海滩机器人10移动至监控存储区完成后，所述服务器4内部的固定控制模块43根据第一影像控制控制海滩机器人10利用伸缩机械臂11与所在监控存储区的监测塔17下方的支撑机构14的固定区域固定连接，以为运输监测塔17进行前置准备工作。

在S3中，具体在所有的海滩机器人10利用伸缩机械臂11与支撑机构14的固定区域固定连接完成后，所述机器人控制模块41根据第一影像控制所有的海滩机器人10前往所述救援仓库所属的海滩区域，每个海滩区域分配有若干救援仓库，救援仓库的数量取决于海滩区域的大小，由管理人员进行分配，在海滩机器人10到达海滩区域后，所述机器人控制模块41根据第一影像控制到达海滩区域的海滩机器人10前往监控点位置，每个海滩区域设置有若干监控点，所述有管理人员进行设定，以全面监控海滩区域。

在S4中，具体在海滩机器人10到达监控点位置后，所述钻孔控制模块44控制到达监控点位置的海滩机器人10下方的钻孔机构13启动将钻头旋转伸出至下方海滩钻取固定孔，固定孔深度取决于海滩沙土的深度，例如沙子高于土地20厘米，则固定孔深35厘米-40厘米，以避开沙子钻进土中，防止放置监测塔17后，监测塔17倒塌；在钻孔机构13钻孔完成后，钻孔控制模块44控制钻孔机构13将钻头完全收回，然后机器人控制模块41控制海滩机器人10向侧方移动，以避免海滩机器人10遮挡固定孔，然后所述服务器4内部的支撑固定模块45根据第一影像控制钻孔完成的海滩机器人10利用伸缩机械臂11将固定连接的支撑机构14底端螺旋固定杆15插入所述固定孔内预设距离，其中，所述预设距离与固定孔的孔深一致，例如固定孔孔深35cm则将螺旋固定杆15插入固定孔35cm；且插入螺旋固定杆15时，伸缩机械臂11将螺旋固定杆15旋转插入。

在S5中，具体在支撑机构14底端的螺旋固定杆15插入固定孔完成后，所述服务区内部的伸缩控制模块46控制所述支撑机构14上方的伸缩机构16完全伸出驱动顶端的监测塔17上升，同时所述服务器4内部的监控控制模块47控制所述监测塔17启动进入监控状态，在监测塔17启动完成后，所述服务器4内部的第二摄取模块48控制设置于所述监测塔17外部位置的第二摄像头18启动实时摄取监测塔17周围海滩区域的环境影像；其中，所述第二影像是指第二摄像头18摄取的监测塔17周围海滩区域的环境影像。

在S6中，具体在第二摄像头18启动完成且监测塔17伸出完成后，所述服务器4内部的信息分析模块49根据第二影像实时分析监测塔17所在监控点预设范围内的海滩区域信息，其中所述预设范围是指以监测塔17为中心向四周扩散0-3公里半径范围，在本实施中优选为1.5公里，所述海滩区域信息包括海滩人体信息以及海滩海浪信息，然后信息分析模块49根据所述海滩区域信息实时分析是否有人体出现溺水情况，即分析是否有人体在海水中处于静立状态超过1分钟、在海水中挣扎、漂浮于海水表面静止超过2分钟、位于海水中未佩戴安全设备的人体突然消失超过3分钟。

在S7中，具体在信息分析模块49分析出有人体出现溺水情况后，信息分析模块49根据第二影像计算溺水人体所在位置的空间坐标数据并根据第二影像计算溺水人体周围各个监测塔17的空间坐标数据，然后所述服务器4内部的监控旋转模块50根据空间坐标数据控制溺水人体距离最近的监测塔17底部的旋转轴驱动监测塔17将下发设置的救生圈炮弹31发射器30面向该溺水人体，在监测塔17旋转完成后，所述服务器4内部的救生控制模块51第二影像控制所述救生圈炮弹31发射器30向所述溺水人体侧方安全区域发射救生圈炮弹31，其中，所述安全区域为未存在其他人体且距离溺水人体不超过30公分距离的区域。

实施例二

参考图2，图6-7所示。

具体的，本实施例与实施例一基本上一致，区别之处在于，本实施例中，在S5后，所述方法还包括以下步骤：

S50、根据第二影像实时分析所在监测点位置预设范围内是否有海浪存在。

S51、若有则根据第二影像实时计算所述海浪的拍击方向信息，并根据所述拍击方向控制设置于支撑机构14位置所有的减阻旋转轴20，驱动连接的旋转减阻片21将前端面向海浪的拍击方向。

具体的，在第二摄像头18启动完成后，信息分析模块49根据第二影像实时分析所在监测点位置预设范围内是否有海浪存在，即分析以监测塔17中心向四周扩散1.5半径范围内是否出现海浪。

具体的，在信息分析模块49分析出监测塔17的预设范围内出现海浪后，所述服务器4内部的方向计算模块52根据第二影像实时计算所述海浪的拍击方向信息，在计算出海浪拍击方向信息后，所述服务器4内部的减阻旋转模块53控制监控塔下方支撑机构14位置的所有减阻旋转轴20驱动连接的旋转减阻片21将前端面向海浪的拍击方向，以减少海水的阻力，避免监测塔17被海浪拍倒。

实施例三

参考图3-9所示。

具体的，本实施例与实施例一基本上一致，区别之处在于，本实施例中，在S7后，所述方法还包括以下步骤：

S70、根据第二影像实时分析出现溺水情况的人体是否有抓取或使用救生圈炮弹31形成的救生圈。

S71、若未有则根据第二影像控制所述监测塔17顶端位置的固定卡扣32解除与救援板33的固定状态，并控制设置于所述救援板33下方位置的水下喷气机构34启动，通过喷气口向监测塔17进行预设功率喷气，以从监测塔17顶端掉落至存在海浪的海滩位置。

S72、控制设置于所述救援板33外部位置的第三摄像头36启动实时摄取第三影像并控制设置于救援板33内部位置的定位单元37启动实时获取救援板33的定位数据。

具体的，在救生圈炮弹31发射完成后，信息分析模块49根据第二影像分析出现溺水情况的人体是否有抓取或使用救生圈炮弹31形成的救生圈，救生圈炮弹31在掉入水中后迅速膨胀。

具体的，若信息分析模块49分析出溺水人体未抓取或使用救生圈炮弹31形成的救生圈后，所述服务器4内部的固定解除模块54根据第二影像控制所述监测塔17顶端位置的固定卡扣32解除与救援板33下方卡槽的固定状态，在固定卡扣32解除与救援板33的固定状态后，所述服务器4内部的喷气控制模块55控制设置于所述救援板33下方位置的水下喷气机构34启动通过喷气口向监测塔17进行预设功率喷气，其中，所述预设功率喷气可以是50%-100%的功率喷气，在本申请中根据溺水人体与监测塔17之间的距离进行旋转，例如若监测塔17与溺水人体相距5m则使用50%功率喷气，若相距6米则使用60%功率喷气，以此类推，以将救援板33从监测塔17顶端掉落至存在海浪的海滩且与溺水人体相距较近的位置。

具体的，在救援板33掉落的同时，所述服务器4内部的第三摄取模块56控制设置于所述救援板33外部位置的第三摄像头36启动实时摄取救援板33周围的环境影像，其中所述第三影像是指第三摄像头36摄取的所在救援板33周围的环境影像；同时所述服务器4内部的定位控制模块57控制设置于救援板33内部位置的定位单元37启动实时获取救援板33的定位数据。

作为本发明的一种优选方式，在S72后，所述方法还包括以下步骤：

S73、根据第二影像以及定位数据实时计算救援板33的实时影像坐标数据并根据第二影像实时计算所述溺水人体的影像坐标数据。

S74、根据第三影像、救援板33的实时影像坐标数据以及溺水人体的影像坐标数据，控制设置于救援板33尾端位置的驱动机构35驱动所述救援板33，在海水中移动至所述溺水人体的下方预设距离位置。

S75、根据第三影像控制所述救援板33的水下喷气机构34最大功率启动通过喷气口向上推送将救援板33快速上浮，通过救援板33将所述溺水人体从海水中升起。

具体的，在第三摄像头36启动完成且定位单元37定位完成后，所述服务器4内部的救援计算模块58根据第二影像以及定位数据实时计算救援板33的实时影像坐标数据，即计算救援板33在第二影像中的实时空间坐标数据，同时所述服务器4内部的溺水计算模块59根据第二影像实时计算所述溺水人体的影像坐标数据，即计算溺水人体在第二影像中的实时空间坐标数据。

具体的，在救援板33的影像坐标数据以及溺水人体的影像坐标数据计算完成后，所述服务器4内部的救援移动模块60根据第三影像、救援板33的实时影像坐标数据以及溺水人体的影像坐标数据控制设置于救援板33尾端位置的驱动机构35驱动所述救援板33在海水中移动至所述溺水人体的下方预设距离位置，其中所述溺水人体的下方预设距离位置是指溺水人体的下方1-10米位置，在本实施例中优选为2.5米，即控制救援板33下潜移动至溺水人体所在水面的下方2.5米位置处。

具体的，在救援板33移动至溺水人体下方完成后，所述喷气控制模块55根据第三影像控制所述救援板33的水下喷气机构34最大功率启动通过喷气口向上推送将救援板33快速上浮，从而通过救援板33的浮力将所述溺水人体从海水中升起，以使得溺水人体头部脱离水面。

作为本发明的一种优选方式，在S75后，所述方法还包括以下步骤：

S76、控制所述救援板33的水下喷气机构34停止，并根据第三影像以及第二影像控制所述救援板33的驱动机构35驱动所述救援板33向海滩的安全区域推进；

S77、控制设置于救援板33外周位置的警示灯带38启动进入闪烁状态，并控制所述救援板33临近监测塔17的语音播报设备39启动发出警示语音信息。

具体的，在救援板33上浮将溺水人体升起后，所述喷气控制模块55控制所述救援板33的水下喷气机构34停止，同时所述救援移动模块60根据第三影像以及第二影像控制所述救援板33的驱动机构35驱动所述救援板33向海滩的安全区域推进，其中，所述安全区域是指大于救援板33尺寸的、且未有人体存在的区域。

具体的，在救援移动模块60控制驱动机构35驱动所述救援板33向海滩的安全区域推进过程中，所述服务器4内部的警示灯光模块61控制所述救援板33外周的警示灯带38启动进入闪烁状态，以对救援板33周围的人体进行警示，避免其他人体靠近，同时，所述服务器4内部的语音提示模块控制所述救援板33临近监测塔17的语音播报设备39启动发出警示语音信息，以提醒海滩的救援人员进行救援准备，即每当救援板33驶至监测塔17的监测区域后，该区域的监测塔17的语音播报设备39启动发出警示语音信息。

实施例四

参考图6-9所示。

具体的，本实施例提供一种基于物联网的智能海滩监测系统，使用一种基于物联网的智能海滩监测方法，包括监测装置1、减阻装置2、救援装置3以及服务器4。

所述监测装置1包括海滩机器人10、伸缩机械臂11、第一摄像头12、钻孔机构13、支撑机构14、螺旋固定杆15、伸缩机构16、监测塔17以及第二摄像头18，所述海滩机器人10存储于救援仓库内部，用于放置监测塔17；所述伸缩机械臂11设置于海滩机器人10侧方位置，用于与支撑机构14的固定区域固定连接；所述第一摄像头12设置于海滩机器人10外部位置，用于摄取海滩机器人10周围的环境影像；所述钻孔机构13设置于海滩机器人10底部中心位置，用于在监测点位置进行钻取固定孔；所述支撑机构14用于与伸缩机械臂11固定连接并用于放置减阻旋转轴20以及旋转减阻片21；所述螺旋固定杆15设置于支撑机构14下方位置并与支撑机构14底端连接，用于与钻孔机构13钻取的固定孔固定；所述伸缩机构16设置于支撑机构14上方位置并分别与支撑机构14顶端以及监测塔17底端的旋转轴连接，用于驱动连接的监测塔17伸缩；所述监测塔17设置于伸缩机构16顶端位置并通过底端的旋转轴与伸缩机构16连接，用于监控所在监测点的海滩区域；所述第二摄像头18设置于监测塔17外部位置，用于摄取监测塔17周围的环境影像。

所述减阻装置2包括减阻旋转轴20以及旋转减阻片21，所述减阻旋转轴20设置于支撑机构14位置并与旋转减阻片21连接，用于驱动连接的旋转减阻片21旋转；所述旋转减阻片21采用流线型设计，用于减少海浪拍击的阻力。

所述救援装置3包括救生圈炮弹31发射器30、救生圈炮弹31、固定卡扣32、救援板33、水下喷气机构34、驱动机构35、第三摄像头36、定位单元37、警示灯带38以及语音播报设备39，所述救生圈炮弹31发射器30设置于监测塔17底端位置并与监测塔17连接，用于发射装填的救生圈炮弹31至指定位置；所述救生圈炮弹31由疏水性泡沫构成，用于遇水迅速膨胀并提供浮力；所述固定卡扣32设置于监测塔17顶端位置并与监测塔17连接，用于固定救援板33；所述救援板33放置于监测塔17顶端位置，用于救援溺水人体；所述水下喷气机构34设置于救援板33下方位置，用于提供推进力；所述驱动机构35设置于救援板33尾端下方位置并与救援板33临近，用于驱动救援板33在水中移动；所述第三摄像头36设置于救援板33外部位置，用于获取救援板33周围的环境影像；所述定位单元37设置于救援板33内部位置，用于获取救援板33的定位数据；所述警示灯带38设置于救援板33外周位置，用于发出警示灯光提供照明；所述语音播报设备39设置于监测塔17下方位置，用于播放语音信息。

所述服务器4设置于救援仓库内部位置，所述服务器4包括：

无线模块40，用于分别与海滩机器人10、伸缩机械臂11、第一摄像头12、钻孔机构13、支撑机构14、伸缩机构16、监测塔17、第二摄像头18、减阻旋转轴20、救生圈炮弹31发射器30、固定卡扣32、水下喷气机构34、驱动机构35、第三摄像头36、定位单元37、警示灯带38、语音播报设备39、救援中心、海滩管理部门外部设备以及网络无线连接。

机器人控制模块41，用于控制海滩机器人10执行设定的操作。

第一摄取模块42，用于控制第一摄像头12启动或关闭。

固定控制模块43，用于控制海滩机器人10的伸缩机械臂11与支撑机构14固定连接。

钻孔控制模块44，用于控制海滩机器人10的钻孔机构13在监控点位置钻取固定孔。

支撑固定模块45，用于控制伸缩机械臂11将固定连接的支撑机构14底端的螺旋固定杆15插入固定孔内预设距离。

伸缩控制模块46，用于控制伸缩机构16驱动连接额度监测塔17伸缩。

监控控制模块47，用于控制监控塔启动或关闭。

第二摄取模块48，用于控制第二摄像头18启动或关闭。

信息分析模块49，用于根据指定信息进行信息的处理及分析。

监控旋转模块50，用于控制监控塔下方的旋转轴驱动监控塔旋转设定的角度。

救生控制模块51，用于控制救生圈炮弹31发射器30发射救生圈炮弹31。

作为本发明的一种优选方式，所述服务器4还包括：

方向计算模块52，用于计算海浪的拍击方向信息。

减阻旋转模块53，用于控制减阻旋转轴20驱动旋转减阻片21将前端面向海浪的拍击方向。

作为本发明的一种优选方式，所述服务器4还包括：

固定解除模块54，用于控制固定卡扣32解除与救援板33的固定状态。

喷气控制模块55，用于控制水下喷气机构34执行设定的操作。

第三摄取模块56，用于控制第三摄像头36启动或关闭。

定位控制模块57，用于控制定位单元37启动或关闭。

作为本发明的一种优选方式，所述服务器4还包括：

救援计算模块58，用于计算救援板33的实时影像坐标数据。

溺水计算模块59，用于计算所述溺水人体的影像坐标数据。

救援移动模块60，用于控制救援板33的驱动机构35驱动救援板33在海水中移动。

作为本发明的一种优选方式，所述服务器4还包括：

警示灯光模块61，用于控制警示灯带38启动或关闭。

其中，所述钻孔机构13包括钻孔设备以及钻头，所述钻孔设备设置于海滩机器人10下方内部位置，所述钻头设置于海滩机器人10下方位置；所述支撑机构14包括固定区域、支撑杆、前端以及后端；所述固定区域设置于后端位置，所述支撑杆分别与前端以及后端连接；所述伸缩机构16包括伸缩电机以及伸缩杆，所述伸缩带你家设置于前端上方位置并与伸缩杆连接，所述伸缩杆分别与伸缩电机以及监测塔17的旋转轴连接。

其中，所述救援板33以及监测塔17内部均设置有供给电力的蓄电池，且监测塔17以及救援板33表面设置有与蓄电池连接的太阳能电池板；所述驱动机构35包括驱动以及螺旋桨。

应理解，在实施例四中，上述各个模块的具体实现过程可与上述方法实施例(实施例一至实施例三)的描述相对应，此处不再详细描述。

上述实施例四所提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上诉功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的智能海滩监测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、控制存储于救援仓库内部的海滩机器人启动进入物品放置状态并控制设置于所述海滩机器人外部的第一摄像头启动实时摄取第一影像；

S2、根据第一影像控制海滩机器人前往监控存储区并根据第一影像控制海滩机器人利用伸缩机械臂与存储于所述监控存储区监测塔的支撑机构固定连接；

S3、根据第一影像控制所有的海滩机器人前往所述救援仓库所属的海滩区域并根据第一影像控制到达海滩区域的海滩机器人前往监控点位置；

S4、控制到达监控点位置的海滩机器人下方的钻孔机构启动钻取固定孔，并根据第一影像控制钻孔完成的海滩机器人利用伸缩机械臂，将固定连接的支撑机构底端螺旋固定杆插入所述固定孔内预设距离；

S5、控制固定完成的支撑机构上端位置的伸缩机构完全伸出驱动顶端的监测塔上升并控制所述监测塔启动进入监控状态，且控制设置于所述监测塔外部位置的第二摄像头启动实时摄取第二影像；

S6、根据第二影像实时分析监测塔所在监控点预设范围内的海滩区域信息并根据所述海滩区域信息实时分析是否有人体出现溺水情况；

S7、若有则控制出现溺水情况的人体最近监测点位置的监测塔旋转将下方的救生圈炮弹发射器面向溺水人体，并根据第二影像控制所述救生圈炮弹发射器向所述溺水人体侧方安全区域发射救生圈炮弹。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能海滩监测方法，其特征在于，在S5后，所述方法还包括以下步骤：

S50、根据第二影像实时分析所在监测点位置预设范围内是否有海浪存在；

S51、若有则根据第二影像实时计算所述海浪的拍击方向信息，并根据所述拍击方向控制设置于支撑机构位置所有的减阻旋转轴，驱动连接的旋转减阻片将前端面向海浪的拍击方向。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能海滩监测方法，其特征在于，在S7后，所述方法还包括以下步骤：

S70、根据第二影像实时分析出现溺水情况的人体是否有抓取或使用救生圈炮弹形成的救生圈；

S71、若未有则根据第二影像控制所述监测塔顶端位置的固定卡扣解除与救援板的固定状态，并控制设置于所述救援板下方位置的水下喷气机构启动，通过喷气口向监测塔进行预设功率喷气，以从监测塔顶端掉落至存在海浪的海滩位置；

S72、控制设置于所述救援板外部位置的第三摄像头启动实时摄取第三影像并控制设置于救援板内部位置的定位单元启动实时获取救援板的定位数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的智能海滩监测方法，其特征在于，在S72后，所述方法还包括以下步骤：

S73、根据第二影像以及定位数据计算救援板的实时影像坐标数据并根据第二影像计算所述溺水人体的影像坐标数据；

S74、根据第三影像、救援板的实时影像坐标数据以及溺水人体的影像坐标数据，控制设置于救援板尾端位置的驱动机构驱动所述救援板，在海水中移动至所述溺水人体的下方预设距离位置；

S75、根据第三影像控制所述救援板的水下喷气机构最大功率启动通过喷气口向上推送将救援板快速上浮，通过救援板将所述溺水人体从海水中升起。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的智能海滩监测方法，其特征在于，在S75后，所述方法还包括以下步骤：

S76、控制所述救援板的水下喷气机构停止，并根据第三影像以及第二影像控制所述救援板的驱动机构驱动所述救援板向海滩的安全区域推进；

S77、控制设置于救援板外周位置的警示灯带启动进入闪烁状态，并控制所述救援板临近监测塔的语音播报设备启动发出警示语音信息。

6.一种基于物联网的智能海滩监测系统，使用权利要求1-5任一项所述一种基于物联网的智能海滩监测方法，包括监测装置、减阻装置、救援装置以及服务器，其特征在于：

所述监测装置包括海滩机器人、伸缩机械臂、第一摄像头、钻孔机构、支撑机构、螺旋固定杆、伸缩机构、监测塔以及第二摄像头，所述海滩机器人存储于救援仓库内部，用于放置监测塔；所述伸缩机械臂设置于海滩机器人侧方位置，用于与支撑机构的固定区域固定连接；所述第一摄像头设置于海滩机器人外部位置，用于摄取海滩机器人周围的环境影像；所述钻孔机构设置于海滩机器人底部中心位置，用于在监测点位置进行钻取固定孔；所述支撑机构用于与伸缩机械臂固定连接并用于放置减阻旋转轴以及旋转减阻片；所述螺旋固定杆设置于支撑机构下方位置并与支撑机构底端连接，用于与钻孔机构钻取的固定孔固定；所述伸缩机构设置于支撑机构上方位置并分别与支撑机构顶端以及监测塔底端的旋转轴连接，用于驱动连接的监测塔伸缩；所述监测塔设置于伸缩机构顶端位置并通过底端的旋转轴与伸缩机构连接，用于监控所在监测点的海滩区域；所述第二摄像头设置于监测塔外部位置，用于摄取监测塔周围的环境影像；

所述减阻装置包括减阻旋转轴以及旋转减阻片，所述减阻旋转轴设置于支撑机构位置并与旋转减阻片连接，用于驱动连接的旋转减阻片旋转；所述旋转减阻片采用流线型设计，用于减少海浪拍击的阻力；

所述救援装置包括救生圈炮弹发射器、救生圈炮弹、固定卡扣、救援板、水下喷气机构、驱动机构、第三摄像头、定位单元、警示灯带以及语音播报设备，所述救生圈炮弹发射器设置于监测塔底端位置并与监测塔连接，用于发射装填的救生圈炮弹至指定位置；所述救生圈炮弹由疏水性泡沫构成，用于遇水迅速膨胀并提供浮力；所述固定卡扣设置于监测塔顶端位置并与监测塔连接，用于固定救援板；所述救援板放置于监测塔顶端位置，用于救援溺水人体；所述水下喷气机构设置于救援板下方位置，用于提供推进力；所述驱动机构设置于救援板尾端下方位置并与救援板临近，用于驱动救援板在水中移动；所述第三摄像头设置于救援板外部位置，用于获取救援板周围的环境影像；所述定位单元设置于救援板内部位置，用于获取救援板的定位数据；所述警示灯带设置于救援板外周位置，用于发出警示灯光提供照明；所述语音播报设备设置于监测塔下方位置，用于播放语音信息；

所述服务器设置于救援仓库内部位置，所述服务器包括：

无线模块，用于分别与海滩机器人、伸缩机械臂、第一摄像头、钻孔机构、支撑机构、伸缩机构、监测塔、第二摄像头、减阻旋转轴、救生圈炮弹发射器、固定卡扣、水下喷气机构、驱动机构、第三摄像头、定位单元、警示灯带、语音播报设备、救援中心、海滩管理部门外部设备以及网络无线连接；

机器人控制模块，用于控制海滩机器人执行设定的操作；

第一摄取模块，用于控制第一摄像头启动或关闭；

固定控制模块，用于控制海滩机器人的伸缩机械臂与支撑机构固定连接；

钻孔控制模块，用于控制海滩机器人的钻孔机构在监控点位置钻取固定孔；

支撑固定模块，用于控制伸缩机械臂将固定连接的支撑机构底端的螺旋固定杆插入固定孔内预设距离；

伸缩控制模块，用于控制伸缩机构驱动连接额度监测塔伸缩；

监控控制模块，用于控制监控塔启动或关闭；

第二摄取模块，用于控制第二摄像头启动或关闭；

信息分析模块，用于根据指定信息进行信息的处理及分析；

监控旋转模块，用于控制监控塔下方的旋转轴驱动监控塔旋转设定的角度；

救生控制模块，用于控制救生圈炮弹发射器发射救生圈炮弹。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的智能海滩监测系统，其特征在于，所述服务器还包括：

方向计算模块，用于计算海浪的拍击方向信息；

减阻旋转模块，用于控制减阻旋转轴驱动旋转减阻片将前端面向海浪的拍击方向。

8.根据权利要求6所述的一种基于物联网的智能海滩监测系统，其特征在于，所述服务器还包括：

固定解除模块，用于控制固定卡扣解除与救援板的固定状态；

喷气控制模块，用于控制水下喷气机构执行设定的操作；

第三摄取模块，用于控制第三摄像头启动或关闭；

定位控制模块，用于控制定位单元启动或关闭。

9.根据权利要求6所述的一种基于物联网的智能海滩监测系统，其特征在于，所述服务器还包括：

救援计算模块，用于计算救援板的实时影像坐标数据；

溺水计算模块，用于计算所述溺水人体的影像坐标数据；

救援移动模块，用于控制救援板的驱动机构驱动救援板在海水中移动。

10.根据权利要求6所述的一种基于物联网的智能海滩监测系统，其特征在于，所述服务器还包括：

警示灯光模块，用于控制警示灯带启动或关闭。

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