CN112782739A - 一种中小河流水文缆道智能行车定位测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中小河流水文缆道智能行车定位测量装置，包括电源模块，所述电源模块连接有无线网桥、网络交换模块、RTK定位模块、MCU控制器和Lora天线；所述MCU控制器双向连接所述RTK定位模块、所述网络交换模块和所述Lora天线；所述网络交换模块双向连接所述无线网桥。本发明的装置不会出现定位失灵的情况，不存在累积误差和机械误差，不需要维护。
Description
技术领域
本发明涉及水道流量测量领域，具体来说，涉及一种中小河流水文缆道智能行车定位测量装置。
背景技术
水文缆道一般用于搭载测量水道的流量，流速和流向等水文参数的设备。是一种替代人工测量的方法。后经过改良加入智能控制部分，使小车移动和测量设备安放的过程实现了全自动化。本装置旨在改良其小车定位部分的功能，原有智能控制部分的小车位置测量采用的是旋转编码器的方式，该方式存在很多问题。比如：位置信息单一（只能得到直线位置，无法得知空间位置），遇到污垢阻塞容易造成失灵，存在累积误差和机械误差等。基于北斗高精度RTK定位的小车定位解决方案能有效的解决其存在的问题。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种中小河流水文缆道智能行车定位测量装置，能够解决上述问题。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种中小河流水文缆道智能行车定位测量装置，包括电源模块，所述电源模块连接有无线网桥、网络交换模块、RTK定位模块、MCU控制器和Lora天线；所述MCU控制器双向连接所述RTK定位模块、所述网络交换模块和所述Lora天线；所述网络交换模块双向连接所述无线网桥。
进一步的，所述网络交换模块双向连接有外挂设备，所述外挂设备连接所述电源模块。
进一步的，所述电源模块包括锂电池。
进一步的，所述锂电池连接有太阳能电池板。
进一步的，所述网络交换模块、所述RTK定位模块和所述MCU控制器安装于主机内。
进一步的，所述主机的底部安装有支撑架，所述支撑架安装于缆道小车的顶部。
进一步的，所述主机的正中间安装有GNSS天线。
进一步的，所述Lora天线安装于所述主机的顶部边缘。
进一步的，所述主机面向缆道驱动机构的方向面安装有所述无线网桥。
进一步的，所述主机平行于缆道的两个侧面安装有所述太阳能电池板。
本发明的有益效果：
1、本发明的装置不会出现定位失灵的情况，不存在累积误差和机械误差，不需要维护。
2、本发明的装置可以定位出所在空间的三维坐标，定位精度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是中小河流水文缆道智能行车定位测量装置的连接示意图；
图2是移动站的结构示意图。
图中：1.支撑架，2.主机，3.GNSS天线，4.Lora天线，5.太阳能电池板，6.无线网桥，7.挂架，8.外挂设备，9.太阳能电池板支架，10.电源模块，11.网络交换模块，12.RTK定位模块，13.MCU控制器，14.缆道小车。
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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，根据本发明实施例所述的一种中小河流水文缆道智能行车定位测量装置，包括电源模块10，所述电源模块10连接有无线网桥6、网络交换模块11、RTK定位模块12、MCU控制器13和Lora天线4；所述MCU控制器13双向连接所述RTK定位模块12、所述网络交换模块11和所述Lora天线4；所述网络交换模块11双向连接所述无线网桥6。
在本发明的一个具体实施例中，所述网络交换模块11双向连接有外挂设备8，所述外挂设备8连接所述电源模块10。
在本发明的一个具体实施例中，所述电源模块10包括锂电池。
在本发明的一个具体实施例中，所述锂电池连接有太阳能电池板5。
在本发明的一个具体实施例中，所述网络交换模块11、所述RTK定位模块12和所述MCU控制器13安装于主机2内。
在本发明的一个具体实施例中，所述主机2的底部安装有支撑架1，所述支撑架1安装于缆道小车14的顶部。
在本发明的一个具体实施例中，所述主机2的正中间安装有GNSS天线3。
在本发明的一个具体实施例中，所述Lora天线4安装于所述主机2的顶部边缘。
在本发明的一个具体实施例中，所述主机2面向缆道驱动机构的方向面安装有所述无线网桥6。
在本发明的一个具体实施例中，所述主机2平行于缆道的两个侧面安装有所述太阳能电池板5。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
定位原理：RTK外挂设备Real - time kinematic，实时动态外挂设备载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给移动站，进行求差解算坐标。这是一种新的常用的卫星定位测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法。
整体定位方案由基准站和移动站两部分组成。基准站架设于岸边的缆道传动机构顶部，移动站架设于缆道小车14顶部，通过无线网桥6进行RTK数据连接。
移动站由支撑架1和主机2构成。
两个支撑架1安装于缆道小车14的移动承载滑轮顶部，使小车顶部形成一个承载平台。
主机2安装于承载平台上。主机2平行于缆道的两个侧面安装有太阳能电池板支架9用于安装太阳能电池板5，太阳能板支架9下方设计有挂架7，可悬挂外挂设备（摄像头或其他传感器等）。主机2顶部正中间安装有GNSS天线3，顶部边缘安装有Lora天线4，主机2面向缆道驱动机构的方向面安装有无线网桥6。
在具体使用时，根据本发明的一种中小河流水文缆道智能行车定位测量装置，
基准站发送开机控制命令使移动站开机，并将RTCM差分矫正数据发送给移动站，同时将移动站发送回来的包含精确定位坐标的GGA数据发送给智能缆道控制PC，控制PC通过解析GGA数据后得到缆道小车14在三维空间中的精确位置。当缆道工作完成后，控制PC可通过基准站向移动站发送休眠指令。
缆道小车14位于缆道中间，控制系统无法对其提供有线电源。电源模块10由太阳能电池板，工业级锂电池和电源控制模块组成太阳能供电系统为整个设备提供所需电能。
MCU控制器13连接低功耗的Lora天线4，当接收到基准站发送的开机命令后，MCU控制器13退出休眠模式进入工作模式，并控制电源模块10开启无线网桥6，网络交换模块11和RTK定位模块12的供电电源。RTK定位模块12通过无线网桥6接收到基准站发送的RTCM差分矫正数据后对其进行解算，得到精确的定位坐标，打包为GGA格式的数据后发送给基准站设备。
当MCU控制器13通过Lora天线4接收到缆道控制PC发送的外设开/关机指令后，会打开或关闭外挂设备8的专用电源通道，以实现外挂设备8的开关机。如果接收到的是休眠指令，则MCU控制器13控制电源模块10对无线网桥6，网络交换模块11，RTK定位模块12和外挂设备8的电源进行关闭并进入休眠模式。整机为低功耗设计，当进入休眠状态时整机功耗应低于10mW，以保证锂电池的容量能支撑每周工作时长大于8小时的设计要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)
1.一种中小河流水文缆道智能行车定位测量装置，包括电源模块（10），其特征在于，所述电源模块（10）连接有无线网桥（6）、网络交换模块（11）、RTK定位模块（12）、MCU控制器（13）和Lora天线（4）；所述MCU控制器（13）双向连接所述RTK定位模块（12）、所述网络交换模块（11）和所述Lora天线（4）；所述网络交换模块（11）双向连接所述无线网桥（6）。
2.根据权利要求1所述的中小河流水文缆道智能行车定位测量装置，其特征在于，所述网络交换模块（11）双向连接有外挂设备（8），所述外挂设备（8）连接所述电源模块（10）。
3.根据权利要求1所述的中小河流水文缆道智能行车定位测量装置，其特征在于，所述电源模块（10）包括锂电池。
4.根据权利要求3所述的中小河流水文缆道智能行车定位测量装置，其特征在于，所述锂电池连接有太阳能电池板（5）。
5.根据权利要求3所述的中小河流水文缆道智能行车定位测量装置，其特征在于，所述网络交换模块（11）、所述RTK定位模块（12）和所述MCU控制器（13）安装于主机（2）内。
6.根据权利要求5所述的中小河流水文缆道智能行车定位测量装置，其特征在于，所述主机（2）的底部安装有支撑架（1），所述支撑架（1）安装于缆道小车（14）的顶部。
7.根据权利要求5所述的中小河流水文缆道智能行车定位测量装置，其特征在于，所述主机（2）的正中间安装有GNSS天线（3）。
8.根据权利要求5所述的中小河流水文缆道智能行车定位测量装置，其特征在于，所述Lora天线（4）安装于所述主机（2）的顶部边缘。
9.根据权利要求5所述的中小河流水文缆道智能行车定位测量装置，其特征在于，所述主机（2）面向缆道驱动机构的方向面安装有所述无线网桥（6）。
10.根据权利要求5所述的中小河流水文缆道智能行车定位测量装置，其特征在于，所述主机（2）平行于缆道的两个侧面安装有所述太阳能电池板（5）。
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