CN113483742B - 一种海面污染物的监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海面污染物的监测系统及方法，其海面污染物的监测系统包括监测面板、供电面板与分析面板，所述监测面板包括监测模块、图像采集模块、中央处理器与通信模块，且监测模块、图像采集模块、中央处理器与通信模块之间均为电连接，所述监测面板、供电面板与分析模块之间均为电连接，且监测面板的外侧设有升降机构，所述升降机构包括：固定安装于升降机构内的支撑板，升降机构的顶部内壁固定安装有电机，且电机输出轴的一端固定安装有控制齿轮，所述支撑板的顶部对称转动连接有连接齿轮，本发明通过电机的输出轴进行转动，方便进行监测污染物的同时，在停止工作后大大保证了监测面板的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及海面污染物技术领域，尤其涉及一种海面污染物的监测系统及方法。
背景技术
海面污染物是指海洋和海岸环境中具持久性的、人造的或经加工的固体废弃物，海洋垃圾影响海洋景观，威胁航行安全，并对海洋生态系统的健康产生影响，进而对海洋经济产生负面效应。
现有技术中在对海面的污染物进行监测时，监测到污染物时无法进行有效的记录与报警，工作起来较为麻烦，同时对监测设备的保护性较差，不利于进行使用，所以我们提出一种海面污染物的监测系统及方法。
发明内容
基于背景技术存在对海面的污染物进行监测时，监测到污染物时无法进行有效的记录与报警，工作起来较为麻烦，同时对监测设备的保护性较差，不利于进行使用的技术问题，本发明提出了一种海面污染物的监测系统及方法。
本发明提出的一种海面污染物的监测系统，包括监测面板、供电面板与分析面板，所述监测面板包括监测模块、图像采集模块、中央处理器与通信模块，且监测模块、图像采集模块、中央处理器与通信模块之间均为电连接，所述监测面板、供电面板与分析模块之间均为电连接，且监测面板的外侧设有升降机构。
优选的，所述升降机构包括：固定安装于升降机构内的支撑板，升降机构的顶部内壁固定安装有电机，且电机输出轴的一端固定安装有控制齿轮，所述支撑板的顶部对称转动连接有连接齿轮，且连接齿轮为两个，连接齿轮的底部固定连接有螺纹管，且两个螺纹管的底部贯穿支撑板并转动连接有滑动环，螺纹管的内壁螺纹连接有螺纹柱，且螺纹柱的外壁与滑动环的内壁滑动连接，位于左侧的滑动环的左端与升降机构的左侧内壁固定连接，位于右侧的滑动环的右侧与升降机构的右侧内壁固定连接，所述支撑板的顶部对称滑动连接有齿条，且齿条为两个，齿条与控制齿轮以及连接齿轮活动啮合，支撑板的底部设有滑动管，且滑动管内滑动连接有滑动板，所述滑动板的左右两侧均延伸至升降机构内，且滑动板与监测面板的顶部固定连接，两个螺纹柱的底部均设有启动机构，升降机构起到引导监测面板工作结束后进行保护的作用。
优选的，所述启动机构包括：固定连接与两个螺纹柱底部的推动板，且推动板的底部与滑动板的顶部固定连接，升降机构的左右两侧内壁均滑动连接有启动杆，启动杆的顶部转动连接有一号伸缩管，且一号伸缩管内管的顶部与推动板的底部转动连接，一号伸缩管外管的后侧与升降机构的后侧内壁转动连接，升降机构的底部内壁对称固定安装有内部中空的立板，且立板为两个，两个立板相互远离的一侧均滑动连接有挤压板，升降机构的底部内壁对称固定连接有立杆，且立杆为两个，两个立杆的后侧均转动连接有二号伸缩管，且二号伸缩管外管的底部与启动杆的底部转动连接，二号伸缩管内管的顶部与挤压板的底部转动连接，升降机构的底部内壁对称滑动连接有梯形板，且梯形板为两个，两个梯形板的底部均延伸至升降机构外并固定连接有接触门，启动机构方便带动监测面板下降方便工作的作用。
优选的，两个立板相互靠近的一侧均转动连接有L型板，两个L型板的后侧均固定连接有回转弹簧，且回转弹簧的一端与立板的前侧固定连接，通过回位弹簧的弹力方便带动L型板进行回位。
优选的，两个梯形板相互靠近的一侧固定连接有回位弹簧，两个回位弹簧相互靠近的一端与滑动管的左右两侧外壁固定连接，通过回位弹簧的弹力方便带动梯形板进行回位。
优选的，所述供电面板上包括充电模块，且充电模块与中央处理器电连接。
优选的，所述分析面板上包括分析模块、数据库、储存模块、报警模块与显示模块，且分析模块、数据库、储存模块、报警模块与显示模块之间均为电连接。
优选的，所述通信模块与分析模块为电连接。
本发明还提出了一种海面污染物的监测方法，包括以下步骤：
S1：首先电机的输出轴进行转动并带动控制齿轮进行转动，同时控制齿轮带动齿条进行移动，并且通过齿条带动连接齿轮进行转动，同时连接齿轮同步带动螺纹管进行转动，此时螺纹管通过滑动环引导螺纹柱进行移动，并且螺纹柱推动推动板进行移动，随着推动板的移动，推动板推动滑动板进行滑动；
S2：同时推动板带动一号伸缩管进行转动，此时一号伸缩管拉动启动杆进行移动，并且启动杆同步带动二号伸缩管进行转动，此时二号伸缩管转动拉动挤压板进行下降，并压动L型板进行转动，此时L型板与梯形板相接触并拉动梯形板进行移动，同时梯形板拉动接触门进行打开，并且通过滑动板的移动，滑动板推动监测面板进行下降；
S3：此时充电模块对中央处理器进供电，并通过中央处理器对图像采集模块发送启动信号，同时图像采集模块启动监测模块对海面进行监测，同时监测模块将监测到的画面数据发送至图像采集模块内，并且图像采集模块同时将收到的画面数据发送至中央处理器内，同时通过中央处理器发送至通信模块内，此时通信模块与分析模块进行连接，并且将画面数据发送至分析模块内；
S4：此时分析模块将收到的画面数据与数据库内的数据进行分析处理，当分析模块对画面数据进行分析后，
根据公式
计算分析模块收到的画面数据
与数据库内的数据 p之间的符合度th，th大于等
于阈值表示符合，小于阈值表示不符合，其中， 
表示分析模块将收到的画面数据特征
的置信度， 
表示归一化后的数据特征的置信度，取值范围[0,1]，
表示对数据使用
对比损失训练的孪生网络抽取特征，
表示对数据使用交叉熵训练的生成对抗网络抽
取特征，
表示使用归一化后的数据；
当分析后与数据库内储存的数据符合时，分析模块向储存模块发送信号此时储存模块对该画面数据进行储存，同时对报警模块发送信号，此时报警模块进行报警，提醒工作人员发现污染物，当分析后与数据库内储存的数据不符合时，分析模块对储存模块发送信号，同时储存模块将该画面数据进行储存，同时分析模块重新向通信模块发送重复信号，此时通信模块向中央处理器发送重复信号，使中央处理器重复上述步骤。
本发明的有益效果是：
1、通过电机的输出轴进行转动，电机的输出轴通过控制齿轮带动齿条进行移动，此时随着齿条的移动，齿条通过连接齿轮同步带动螺纹管进行转动，同时螺纹管通过滑动环与螺纹柱推动推动板进行移动。
2、同时随着推动板的移动，推动板推动滑动板进行滑动，同时推动板通过一号伸缩管拉动启动杆进行移动，同时当启动杆进行移动时，启动杆通过二号伸缩管转动拉动挤压板进行下降，并压动L型板进行转动，当L型板进行转动时，L型板与梯形板相接触并拉动梯形板进行移动，此时梯形板拉动接触门进行打开，同时通过滑动板的移动，滑动板推动监测面板进行下降，方便进行工作。
3、同时充电模块对中央处理器进供电，并且中央处理器对图像采集模块发送启动信号，同时图像采集模块对监测模块发送启动信号，此时监测模块对海面进行监测，并且监测模块将监测到的画面数据发送至图像采集模块内，并通过图像采集模块将画面数据发送至中央处理器内，同时中央处理器将画面数据发送至通信模块内，此时通信模块与分析模块进行连接，并且将画面数据发送至分析模块内，此时分析模块将收到的画面数据与数据库内的数据进行分析处理。
4、当分析模块对画面数据进行分析后，当分析后与数据库内储存的数据符合时，分析模块向储存模块发送信号此时储存模块对该画面数据进行储存，同时对报警模块发送信号，此时报警模块进行报警，提醒工作人员发现污染物，当分析后与数据库内储存的数据不符合时，分析模块对储存模块发送信号，同时储存模块将该画面数据进行储存，同时分析模块重新向通信模块发送重复信号，此时通信模块向中央处理器发送重复信号，使中央处理器重复上述步骤。
5、当监测工作结束后，通过电机的输出轴进行反转带动整个装置进行回位，同时L型板通过回转弹簧的弹力进行回位，并与梯形板脱离接触，此时梯形板通过回位弹簧进行回位并关闭接触门，起到保护监测面板的作用。
通过电机的输出轴进行转动，方便进行监测污染物的同时，在停止工作后大大保证了监测面板的安全性。
附图说明
图1为本发明提出的一种海面污染物的监测方法的结构框图；
图2为本发明提出的一种海面污染物的监测系统的升降机构的正面剖视图；
图3为本发明提出的一种海面污染物的监测系统的升降机构的结构三维图；
图4为本发明提出的一种海面污染物的监测系统的监测面板、供电面板与分析面板的结构示意图；
图5为本发明提出的一种海面污染物的监测系统的启动杆、一号伸缩管、二号伸缩管、立板、挤压板、立杆、L型板与回转弹簧的结构示意图；
图6为本发明提出的一种海面污染物的监测系统的升降机构、连接齿轮、螺纹管、滑动环与螺纹柱的结构示意图；
图7为本发明提出的一种海面污染物的监测系统的立板、挤压板、L型板、回转弹簧与梯形板的结构俯视图。
图中：1监测面板、2供电面板、3分析面板、4升降机构、5监测模块、6图像采集模块、7中央处理器、8通信模块、9分析模块、10数据库、11报警模块、12储存模块、13显示模块、14充电模块、15支撑板、16滑动管、17滑动板、18电机、19控制齿轮、20齿条、21连接齿轮、22螺纹管、23滑动环、24螺纹柱、25推动板、26启动杆、27一号伸缩管、28立杆、29二号伸缩管、30立板、31挤压板、32 L型板、33回转弹簧、34梯形板、35接触门、36回位弹簧。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
参考图1-7，本实施例中提出了一种海面污染物的监测系统，包括监测面板1、供电面板2与分析面板3，监测面板1包括监测模块5、图像采集模块6、中央处理器7与通信模块8，且监测模块5、图像采集模块6、中央处理器7与通信模块8之间均为电连接，监测面板1、供电面板2与分析模块9之间均为电连接，且监测面板1的外侧设有升降机构4。
本实施例中，升降机构4包括：固定安装于升降机构4内的支撑板15，升降机构4的顶部内壁固定安装有电机18，且电机18输出轴的一端固定安装有控制齿轮19，支撑板15的顶部对称转动连接有连接齿轮21，且连接齿轮21为两个，连接齿轮21的底部固定连接有螺纹管22，且两个螺纹管22的底部贯穿支撑板15并转动连接有滑动环23，螺纹管22的内壁螺纹连接有螺纹柱24，且螺纹柱24的外壁与滑动环23的内壁滑动连接，位于左侧的滑动环23的左端与升降机构4的左侧内壁固定连接，位于右侧的滑动环23的右侧与升降机构4的右侧内壁固定连接，支撑板15的顶部对称滑动连接有齿条20，且齿条20为两个，齿条20与控制齿轮19以及连接齿轮21活动啮合，支撑板15的底部设有滑动管16，且滑动管16内滑动连接有滑动板17，滑动板17的左右两侧均延伸至升降机构4内，且滑动板17与监测面板1的顶部固定连接，两个螺纹柱24的底部均设有启动机构，升降机构4起到引导监测面板1工作结束后进行保护的作用；启动机构包括：固定连接与两个螺纹柱24底部的推动板25，且推动板25的底部与滑动板17的顶部固定连接，升降机构4的左右两侧内壁均滑动连接有启动杆26，启动杆26的顶部转动连接有一号伸缩管27，且一号伸缩管27内管的顶部与推动板25的底部转动连接，一号伸缩管27外管的后侧与升降机构4的后侧内壁转动连接，升降机构4的底部内壁对称固定安装有内部中空的立板30，且立板30为两个，两个立板30相互远离的一侧均滑动连接有挤压板31，升降机构4的底部内壁对称固定连接有立杆28，且立杆28为两个，两个立杆28的后侧均转动连接有二号伸缩管29，且二号伸缩管29外管的底部与启动杆26的底部转动连接，二号伸缩管29内管的顶部与挤压板31的底部转动连接，升降机构4的底部内壁对称滑动连接有梯形板34，且梯形板34为两个，两个梯形板34的底部均延伸至升降机构4外并固定连接有接触门35，启动机构方便带动监测面板1下降方便工作的作用；两个立板30相互靠近的一侧均转动连接有L型板32，两个L型板32的后侧均固定连接有回转弹簧33，且回转弹簧33的一端与立板30的前侧固定连接，通过回转弹簧33的弹力方便带动L型板32进行回位；两个梯形板34相互靠近的一侧固定连接有回位弹簧36，两个回位弹簧36相互靠近的一端与滑动管16的左右两侧外壁固定连接，通过回位弹簧36的弹力方便带动梯形板34进行回位；供电面板2上包括充电模块14，且充电模块14与中央处理器7电连接；分析面板3上包括分析模块9、数据库10、储存模块12、报警模块11与显示模块13，且分析模块9、数据库10、储存模块12、报警模块11与显示模块13之间均为电连接；通信模块8与分析模块9为电连接。
本实施例中，实际工作时，通过电机18的输出轴进行转动，电机18的输出轴带动控制齿轮19进行转动，当控制齿轮19进行转动时，控制齿轮19带动齿条20进行移动，此时随着齿条20的移动，齿条20与连接齿轮21相啮合，同时齿条20带动连接齿轮21进行转动，当连接齿轮21进行转动时，连接齿轮21同步带动螺纹管22进行转动，此时螺纹管22通过滑动环23引导螺纹柱24进行移动，当螺纹柱24进行移动时，螺纹柱24推动推动板25进行移动，同时随着推动板25的移动，推动板25推动滑动板17进行滑动，同时随着推动板25的下降，推动板25带动一号伸缩管27进行转动，此时随着一号伸缩管27的转动，一号伸缩管27拉动启动杆26进行移动，同时当启动杆26进行移动时，启动杆26同步带动二号伸缩管29进行转动，此时二号伸缩管29转动拉动挤压板31进行下降，并压动L型板32进行转动，当L型板32进行转动时，L型板32与梯形板34相接触并拉动梯形板34进行移动，此时当梯形板34进行移动的同时，梯形板34拉动接触门35进行打开，同时通过滑动板17的移动，滑动板17推动监测面板1进行下降，方便进行工作，同时充电模块14对中央处理器7进供电，当中央处理器7进行供电后，中央处理器7对图像采集模块6发送启动信号，同时图像采集模块6对监测模块5发送启动信号，此时监测模块5对海面进行监测，同时监测模块5将监测到的画面数据发送至图像采集模块6内，并且图像采集模块6同时将收到的画面数据发送至中央处理器7内并通过中央处理器7发送至通信模块8内，此时通信模块8与分析模块9进行连接，并且将画面数据发送至分析模块9内，此时分析模块9将收到的画面数据与数据库10内的数据进行分析处理，数据库10为一种数据预存设备，用于储存需要记录污染物的外表，当分析模块9对画面数据进行分析后，当分析后与数据库10内储存的数据符合时，分析模块9向储存模块12发送信号此时储存模块12对该画面数据进行储存，同时对报警模块11发送信号，此时报警模块11进行报警，提醒工作人员发现污染物，当分析后与数据库10内储存的数据不符合时，分析模块9对储存模块12发送信号，同时储存模块12将该画面数据进行储存，同时分析模块9重新向通信模块8发送重复信号，此时通信模块8向中央处理器7发送重复信号，使中央处理器7重复上述步骤，当监测工作结束后，通过电机18的输出轴进行反转带动整个装置进行回位，同时L型板32通过回转弹簧33的弹力进行回位，并与梯形板34脱离接触，此时梯形板34通过回位弹簧36进行回位并关闭接触门35，起到保护监测面板1的作用。
本发明还提出了一种海面污染物的监测方法，包括以下步骤：
S1：首先电机18的输出轴进行转动并带动控制齿轮19进行转动，同时控制齿轮19带动齿条20进行移动，并且通过齿条20带动连接齿轮21进行转动，同时连接齿轮21同步带动螺纹管22进行转动，此时螺纹管22通过滑动环23引导螺纹柱24进行移动，并且螺纹柱24推动推动板25进行移动，随着推动板25的移动，推动板25推动滑动板17进行滑动；
S2：同时推动板25带动一号伸缩管27进行转动，此时一号伸缩管27拉动启动杆26进行移动，并且启动杆26同步带动二号伸缩管29进行转动，此时二号伸缩管29转动拉动挤压板31进行下降，并压动L型板32进行转动，此时L型板32与梯形板34相接触并拉动梯形板34进行移动，同时梯形板34拉动接触门35进行打开，并且通过滑动板17的移动，滑动板17推动监测面板1进行下降；
S3：此时充电模块14对中央处理器7进供电，并通过中央处理器7对图像采集模块6发送启动信号，同时图像采集模块6启动监测模块5对海面进行监测，同时监测模块5将监测到的画面数据发送至图像采集模块6内，并且图像采集模块6同时将收到的画面数据发送至中央处理器7内，同时通过中央处理器7发送至通信模块8内，此时通信模块8与分析模块9进行连接，并且将画面数据发送至分析模块9内；
S4：此时分析模块9将收到的画面数据与数据库10内的数据进行分析处理，当分析模块9对画面数据进行分析后，
根据公式
计算分析模块9收到的画面数据
与数据库10内的数据 p之间的符合度th，th大
于等于阈值表示符合，小于阈值表示不符合，其中，
表示分析模块9将收到的画面数据
特征的置信度， 
表示归一化后的数据特征的置信度，取值范围[0,1]，
表示对数
据使用对比损失训练的孪生网络抽取特征，
表示对数据使用交叉熵训练的生成对抗
网络抽取特征，
表示使用归一化后的数据；
有益效果：可以自动将分析模块9将收到的画面数据进行比对，节约人力；
当分析后与数据库10内储存的数据符合时，分析模块9向储存模块12发送信号此时储存模块12对该画面数据进行储存，同时对报警模块11发送信号，此时报警模块11进行报警，提醒工作人员发现污染物，当分析后与数据库10内储存的数据不符合时，分析模块9对储存模块12发送信号，同时储存模块12将该画面数据进行储存，同时分析模块9重新向通信模块8发送重复信号，此时通信模块8向中央处理器7发送重复信号，使中央处理器7重复上述步骤。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种海面污染物的监测方法,其特征在于，利用一种海面污染物的监测系统，包括监测面板(1)、供电面板(2)与分析面板(3)，其特征在于，所述监测面板(1)包括监测模块(5)、图像采集模块(6)、中央处理器(7)与通信模块(8)，且监测模块(5)、图像采集模块(6)、中央处理器(7)与通信模块(8)之间均为电连接，所述监测面板(1)、供电面板(2)与分析模块(9)之间均为电连接，且监测面板(1)的外侧设有升降机构(4)；
所述升降机构(4)包括：固定安装于升降机构(4)内的支撑板(15)，升降机构(4)的顶部内壁固定安装有电机(18)，且电机(18)输出轴的一端固定安装有控制齿轮(19)，所述支撑板(15)的顶部对称转动连接有连接齿轮(21)，且连接齿轮(21)为两个，连接齿轮(21)的底部固定连接有螺纹管(22)，且两个螺纹管(22)的底部贯穿支撑板(15)并转动连接有滑动环(23)，螺纹管(22)的内壁螺纹连接有螺纹柱(24)，且螺纹柱(24)的外壁与滑动环(23)的内壁滑动连接，位于左侧的滑动环(23)的左端与升降机构(4)的左侧内壁固定连接，位于右侧的滑动环(23)的右侧与升降机构(4)的右侧内壁固定连接，所述支撑板(15)的顶部对称滑动连接有齿条(20)，且齿条(20)为两个，齿条(20)与控制齿轮(19)以及连接齿轮(21)活动啮合，支撑板(15)的底部设有滑动管(16)，且滑动管(16)内滑动连接有滑动板(17)，所述滑动板(17)的左右两侧均延伸至升降机构(4)内，且滑动板(17)与监测面板(1)的顶部固定连接，两个螺纹柱(24)的底部均设有启动机构；
包括以下步骤：
S1：首先电机(18)的输出轴进行转动并带动控制齿轮(19)进行转动，同时控制齿轮(19)带动齿条(20)进行移动，并且通过齿条(20)带动连接齿轮(21)进行转动，同时连接齿轮(21)同步带动螺纹管(22)进行转动，此时螺纹管(22)通过滑动环(23)引导螺纹柱(24)进行移动，并且螺纹柱(24)推动推动板(25)进行移动，随着推动板(25)的移动，推动板(25)推动滑动板(17)进行滑动；
S2：同时推动板(25)带动一号伸缩管(27)进行转动，此时一号伸缩管(27)拉动启动杆(26)进行移动，并且启动杆(26)同步带动二号伸缩管(29)进行转动，此时二号伸缩管(29)转动拉动挤压板(31)进行下降，并压动L型板(32)进行转动，此时L型板(32)与梯形板(34)相接触并拉动梯形板(34)进行移动，同时梯形板(34)拉动接触门(35)进行打开，并且通过滑动板(17)的移动，滑动板(17)推动监测面板(1)进行下降；
S3：此时充电模块(14)对中央处理器(7)进供电，并通过中央处理器(7)对图像采集模块(6)发送启动信号，同时图像采集模块(6)启动监测模块(5)对海面进行监测，同时监测模块(5)将监测到的画面数据发送至图像采集模块(6)内，并且图像采集模块(6)同时将收到的画面数据发送至中央处理器(7)内，同时通过中央处理器(7)发送至通信模块(8)内，此时通信模块(8)与分析模块(9)进行连接，并且将画面数据发送至分析模块(9)内；
S4：此时分析模块(9)将收到的画面数据与数据库(10)内的数据进行分析处理，当分析模块(9)对画面数据进行分析后，
根据公式
计算分析模块(9)收到的画面数据t1与数据库(10)内的数据p之间的符合度th，th大于等于阈值表示符合，小于阈值表示不符合，其中，Vm表示分析模块(9)将收到的画面数据特征的置信度，Vn表示归一化后的数据特征的置信度，取值范围[0,1]，ln(*)表示对数据使用对比损失训练的孪生网络抽取特征，fo(*)表示对数据使用交叉熵训练的生成对抗网络抽取特征，t1′，p′表示使用归一化后的数据；
当分析后与数据库(10)内储存的数据符合时，分析模块(9)向储存模块(12)发送信号此时储存模块(12)对该画面数据进行储存，同时对报警模块(11)发送信号，此时报警模块(11)进行报警，提醒工作人员发现污染物，当分析后与数据库(10)内储存的数据不符合时，分析模块(9)对储存模块(12)发送信号，同时储存模块(12)将该画面数据进行储存，同时分析模块(9)重新向通信模块(8)发送重复信号，此时通信模块(8)向中央处理器(7)发送重复信号，使中央处理器(7)重复上述步骤。
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