CN116007684B - 饮用水水源地智慧化无人监管系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及饮用水水源地智慧化无人监管系统及方法，属于水源智能管理技术领域，将各个装置设定为有序配合启动，可避免过多设备长时间处于无效动作状态，尤其是图像采集装置、热成像仪等这种功耗较大的设备，可实现智慧监管的低能耗化。由振动检测触发形变、再触发热成像、再触发气象检测和地质信息获取等，最后触发图像采集，实现异常情况的全面精准定位，相关工作人员可依据各个检测部分的具体情况开展相应的运维工作。振动检测‑形变检测‑热成像属于异常程度递进的检测方式，若仅为振动异常，则根据历史经验来看，往往是因为气象等自然因素引起，可不必触发后续检测；若已出现形变异常，则需进行后续的异常精准定位的各项检测。
Description
技术领域
本发明属于水源智能管理技术领域，具体涉及一种饮用水水源地智慧化无人监管系统及方法。
背景技术
目前饮用水水源地的监管设施普遍为隔离围栏以及在隔离围栏上加装的视频监控，但隔离围栏容易遭到破坏，视频监控因植被生长茂密，导致盲区多。若采用人工巡查监管，则成本高，无法长期实施。同时，现有的监管设施由于缺乏主动预警防护能力，整个水源地监管系统漏洞较大，水源地垂钓、游玩、倾倒垃圾、周边随意的农作以及临水作业等现象屡禁不止；现阶段的监管设施也存在被人为、异常环境所破坏的情况，无法进行持续有效的智慧监管。
因此，现阶段需设计饮用水水源地智慧化无人监管系统及方法，来解决以上问题。
发明内容
本发明目的在于提供饮用水水源地智慧化无人监管系统及方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，可实现管理靠前、主动发现、防止破坏；硬约束管理加上异常精准定位，便于远程提示警告及及时维护，实现水污染防治由被动向主动、事后向事前的转变，提升水环境监管的总体能力。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
饮用水水源地智慧化无人监管系统，包括电子围栏、图像采集装置、振动检测装置、形变检测装置、热成像仪、摄像移动调节装置、气象检测装置、地质信息获取装置、主控制装置；所述主控制装置分别与所述电子围栏、图像采集装置、振动检测装置、形变检测装置、热成像仪、摄像移动调节装置、气象检测装置、地质信息获取装置连接；
所述电子围栏将饮用水水源地与其他区域隔离；
所述图像采集装置用于采集目标区域电子围栏周边的图像数据；
所述振动检测装置用于检测目标区域电子围栏所产生的实时振动强度，并判断所述实时振动强度是否达到预设振动强度；
所述形变检测装置用于检测目标区域电子围栏是否发生形变；
所述热成像仪用于检测目标区域电子围栏周边的热成像数据是否异常；
所述摄像移动调节装置用于移动所述图像采集装置的位置；
所述气象检测装置用于检测目标区域电子围栏所在环境的实时气象数据，并判断所述实时气象数据是否异常；
所述地质信息获取装置用于获取目标区域电子围栏所在位置的实时地质信息，并判断所述实时地质信息是否异常。
进一步的，所述主控制装置控制所述电子围栏、振动检测装置常开，控制所述图像采集装置、形变检测装置、热成像仪、摄像移动调节装置、气象检测装置、地质信息获取装置常闭；
当所述振动检测装置判断出所述实时振动强度达到预设振动强度时，所述主控制装置控制所述形变检测装置开启；
当所述形变检测装置检测到目标区域电子围栏发生形变时，所述主控制装置控制所述热成像仪开启；
当所述热成像仪检测到目标区域电子围栏周边的热成像数据未出现异常时，所述主控制装置控制所述气象检测装置、地质信息获取装置开启；
当所述气象检测装置判断所述实时气象数据未出现异常、且所述地质信息获取装置判断出所述实时地质信息未出现异常时，所述主控制装置控制所述图像采集装置和摄像移动调节装置开启。
进一步的，还包括位置获取装置、多旋翼无人机、语音警告装置；所述位置获取装置、语音警告装置分别与所述主控制装置连接，所述多旋翼无人机与所述主控制装置无线连接；
所述位置获取装置用于获取目标区域电子围栏的地理位置信息；
所述多旋翼无人机用于根据所述地理位置信息进行悬停拍摄和入侵驱赶；
所述语音警告装置用于对目标区域电子围栏周边进行语音警告。
进一步的，所述主控制装置控制所述位置获取装置、多旋翼无人机、语音警告装置常闭；
当所述热成像仪检测到目标区域电子围栏周边的热成像数据出现异常时，所述主控制装置控制所述图像采集装置开启；
当所述图像采集装置判断目标区域电子围栏周边存在异常人员时，所述主控制装置控制所述语音警告装置开启；
当所述图像采集装置判断目标区域电子围栏周边存在异常动物时，所述主控制装置控制所述位置获取装置、多旋翼无人机开启。
进一步的，还包括计时装置，所述计时装置与所述主控制装置连接；
所述计时装置用于设定时间周期，所述主控制装置根据所述时间周期对所述图像采集装置进行开启和关闭。
进一步的，还包括撞击检测装置、人体接近检测装置，所述撞击检测装置、人体接近检测装置分别与所述主控制装置连接；
所述撞击检测装置用于检测所述图像采集装置和热成像仪是否发生撞击；
所述人体接近检测装置用于检测是否存在人员接近所述图像采集装置和热成像仪；
所述主控制装置控制所述人体接近检测装置常开，控制所述撞击检测装置常闭；
当所述人体接近检测装置检测到存在人员接近所述图像采集装置和热成像仪时，所述主控制装置控制所述撞击检测装置开启。
进一步的，还包括远程监控中心，所述主控制装置与所述远程监控中心无线连接。
饮用水水源地智慧化无人监管方法，采用如上述的饮用水水源地智慧化无人监管系统进行饮用水水源地智慧化无人监管。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本方案其中一个有益效果在于，电子围栏是一种防入侵围栏，可在电子围栏上悬挂警示牌，使人一看到便产生心理压力，令入侵者望而却步；同时，电子围栏产生的入侵信号发送到安全部门监控设备上，以保证管理人员及时了解情况；并配合图像采集装置、振动检测装置、形变检测装置、热成像仪、摄像移动调节装置、气象检测装置、地质信息获取装置等，可将饮用水水源地的异常情况进行精准定位，从而达到持续有效的智慧监管；
将电子围栏、图像采集装置、振动检测装置、形变检测装置、热成像仪、摄像移动调节装置、气象检测装置、地质信息获取装置设定为有序配合启动，可避免过多设备长时间处于无效动作状态，尤其是图像采集装置、热成像仪等这种功耗较大的设备，可实现智慧监管的低能耗化。并且，由振动检测触发形变、再触发热成像、再触发气象检测和地质信息获取等，最后触发图像采集，实现异常情况的全面精准定位，相关工作人员可依据各个检测部分的具体情况开展相应的运维工作，极大程度上提高了运维效率。值得注意的是，振动检测-形变检测-热成像属于异常程度递进的检测方式，若仅为振动异常，未出现形变异常时，则根据历史经验来看，往往是因为气象等自然因素引起，可不必触发后续检测；若已出现形变异常，则需进行后续的异常精准定位的各项检测。
附图说明
图1为本方案实施方式的系统结构示意图。
图2为本方案实施方式的系统运行工作原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
如图1所示，提出饮用水水源地智慧化无人监管系统，包括电子围栏、图像采集装置、振动检测装置、形变检测装置、热成像仪、摄像移动调节装置、气象检测装置、地质信息获取装置、主控制装置；所述主控制装置分别与所述电子围栏、图像采集装置、振动检测装置、形变检测装置、热成像仪、摄像移动调节装置、气象检测装置、地质信息获取装置连接；
所述电子围栏将饮用水水源地与其他区域隔离；
所述图像采集装置用于采集目标区域电子围栏周边的图像数据；
所述振动检测装置用于检测目标区域电子围栏所产生的实时振动强度，并判断所述实时振动强度是否达到预设振动强度；
所述形变检测装置用于检测目标区域电子围栏是否发生形变；
所述热成像仪用于检测目标区域电子围栏周边的热成像数据是否异常；
所述摄像移动调节装置用于移动所述图像采集装置的位置；
所述气象检测装置用于检测目标区域电子围栏所在环境的实时气象数据，并判断所述实时气象数据是否异常；
所述地质信息获取装置用于获取目标区域电子围栏所在位置的实时地质信息，并判断所述实时地质信息是否异常，即，搜索实时新闻，判断目标区域电子围栏所在位置是否发生地质灾害（如地震、滑坡等）。
上述方案中，电子围栏是一种防入侵围栏，阻挡作用体现在威慑功能上，可在电子围栏上悬挂警示牌，使人一看到便产生心理压力，足以令入侵者望而却步；同时，把电子围栏产生的入侵信号发送到安全部门监控设备上，以保证管理人员及时了解情况；并配合图像采集装置、振动检测装置、形变检测装置、热成像仪、摄像移动调节装置、气象检测装置、地质信息获取装置等，可将饮用水水源地的异常情况进行精准定位，从而达到持续有效的智慧监管。
进一步的，如图2所示，所述主控制装置控制所述电子围栏、振动检测装置常开，控制所述图像采集装置、形变检测装置、热成像仪、摄像移动调节装置、气象检测装置、地质信息获取装置常闭；
当所述振动检测装置判断出所述实时振动强度达到预设振动强度时，所述主控制装置控制所述形变检测装置开启；
当所述形变检测装置检测到目标区域电子围栏发生形变时，所述主控制装置控制所述热成像仪开启；
当所述热成像仪检测到目标区域电子围栏周边的热成像数据未出现异常时，所述主控制装置控制所述气象检测装置、地质信息获取装置开启；
当所述气象检测装置判断所述实时气象数据未出现异常、且所述地质信息获取装置判断出所述实时地质信息未出现异常时，所述主控制装置控制所述图像采集装置和摄像移动调节装置开启。
上述方案中，将电子围栏、图像采集装置、振动检测装置、形变检测装置、热成像仪、摄像移动调节装置、气象检测装置、地质信息获取装置设定为有序配合启动，可避免过多设备长时间处于无效动作状态，尤其是图像采集装置、热成像仪等这种功耗较大的设备，可实现智慧监管的低能耗化。并且，由振动检测触发形变、再触发热成像、再触发气象检测和地质信息获取等，最后触发图像采集，实现异常情况的全面精准定位，相关工作人员可依据各个检测部分的具体情况开展相应的运维工作，极大程度上提高了运维效率。值得注意的是，振动检测-形变检测-热成像属于异常程度递进的检测方式，若仅为振动异常，未出现形变异常时，则根据历史经验来看，往往是因为气象等自然因素引起，可不必触发后续检测；若已出现形变异常，则需进行后续的异常精准定位的各项检测。
进一步的，还包括位置获取装置、多旋翼无人机、语音警告装置；所述位置获取装置、语音警告装置分别与所述主控制装置连接，所述多旋翼无人机与所述主控制装置无线连接；
所述位置获取装置用于获取目标区域电子围栏的地理位置信息；
所述多旋翼无人机用于根据所述地理位置信息进行悬停拍摄和入侵驱赶；
所述语音警告装置用于对目标区域电子围栏周边进行语音警告。
进一步的，所述主控制装置控制所述位置获取装置、多旋翼无人机、语音警告装置常闭；
当所述热成像仪检测到目标区域电子围栏周边的热成像数据出现异常时，所述主控制装置控制所述图像采集装置开启；
当所述图像采集装置判断目标区域电子围栏周边存在异常人员时，所述主控制装置控制所述语音警告装置开启；
当所述图像采集装置判断目标区域电子围栏周边存在异常动物时，所述主控制装置控制所述位置获取装置、多旋翼无人机开启。
上述方案中，当所述热成像仪检测到目标区域电子围栏周边的热成像数据出现异常时，通过位置获取装置、多旋翼无人机、语音警告装置之间的分类配合启动，可针对异常人员和异常动物进行分类处理，避免采用笼统单一的方式效果欠佳。
进一步的，还包括计时装置，所述计时装置与所述主控制装置连接；
所述计时装置用于设定时间周期，所述主控制装置根据所述时间周期对所述图像采集装置进行开启和关闭。
上述方案中，可将计时装置与图像采集装置配合，设置图像采集装置为周期性启动，即可保障目标区域电子围栏周边的图像数据的采集，也可降低部分能耗。
进一步的，还包括撞击检测装置、人体接近检测装置，所述撞击检测装置、人体接近检测装置分别与所述主控制装置连接；
所述撞击检测装置用于检测所述图像采集装置和热成像仪是否发生撞击；
所述人体接近检测装置用于检测是否存在人员接近所述图像采集装置和热成像仪；
所述主控制装置控制所述人体接近检测装置常开，控制所述撞击检测装置常闭；
当所述人体接近检测装置检测到存在人员接近所述图像采集装置和热成像仪时，所述主控制装置控制所述撞击检测装置开启。
上述方案中，为了防止存在异常人员蓄意破坏监管设备的情况，设计撞击检测装置、人体接近检测装置进行相应的检测，当存在异常人员靠近图像采集装置和热成像仪时，进行撞击检测，当检测到撞击时，则可确定存在异常人员蓄意破坏监管设备的情况，相关运维人员可快速处理。
进一步的，还包括远程监控中心，所述主控制装置与所述远程监控中心无线连接，可实现远程智慧监管。
饮用水水源地智慧化无人监管方法，采用如上述的饮用水水源地智慧化无人监管系统进行饮用水水源地智慧化无人监管。
采用以上方案，在各地饮用水源地水源保护区打造智慧化无人监管系统，设置电子围栏、视频监控系统、智能无线移动式电子围栏信息采集系统等，运用感知物联网、AI人工智能识别、5G无线传输等先进技术，配合无人机自动机场及飞行平台自动巡查，实现对水源地的全方位智慧化无人监管。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.饮用水水源地智慧化无人监管系统，其特征在于，包括电子围栏、图像采集装置、振动检测装置、形变检测装置、热成像仪、摄像移动调节装置、气象检测装置、地质信息获取装置、主控制装置；所述主控制装置分别与所述电子围栏、图像采集装置、振动检测装置、形变检测装置、热成像仪、摄像移动调节装置、气象检测装置、地质信息获取装置连接；
所述电子围栏将饮用水水源地与其他区域隔离；
所述图像采集装置用于采集目标区域电子围栏周边的图像数据；
所述振动检测装置用于检测目标区域电子围栏所产生的实时振动强度，并判断所述实时振动强度是否达到预设振动强度；
所述形变检测装置用于检测目标区域电子围栏是否发生形变；
所述热成像仪用于检测目标区域电子围栏周边的热成像数据是否异常；
所述摄像移动调节装置用于移动所述图像采集装置的位置；
所述气象检测装置用于检测目标区域电子围栏所在环境的实时气象数据，并判断所述实时气象数据是否异常；
所述地质信息获取装置用于获取目标区域电子围栏所在位置的实时地质信息，并判断所述实时地质信息是否异常；
所述主控制装置控制所述电子围栏、振动检测装置常开，控制所述图像采集装置、形变检测装置、热成像仪、摄像移动调节装置、气象检测装置、地质信息获取装置常闭；
当所述振动检测装置判断出所述实时振动强度达到预设振动强度时，所述主控制装置控制所述形变检测装置开启；
当所述形变检测装置检测到目标区域电子围栏发生形变时，所述主控制装置控制所述热成像仪开启；
当所述热成像仪检测到目标区域电子围栏周边的热成像数据未出现异常时，所述主控制装置控制所述气象检测装置、地质信息获取装置开启；
当所述气象检测装置判断所述实时气象数据未出现异常、且所述地质信息获取装置判断出所述实时地质信息未出现异常时，所述主控制装置控制所述图像采集装置和摄像移动调节装置开启。
2.根据权利要求1所述的饮用水水源地智慧化无人监管系统，其特征在于，还包括位置获取装置、多旋翼无人机、语音警告装置；所述位置获取装置、语音警告装置分别与所述主控制装置连接，所述多旋翼无人机与所述主控制装置无线连接；
所述位置获取装置用于获取目标区域电子围栏的地理位置信息；
所述多旋翼无人机用于根据所述地理位置信息进行悬停拍摄和入侵驱赶；
所述语音警告装置用于对目标区域电子围栏周边进行语音警告。
3.根据权利要求2所述的饮用水水源地智慧化无人监管系统，其特征在于，所述主控制装置控制所述位置获取装置、多旋翼无人机、语音警告装置常闭；
当所述热成像仪检测到目标区域电子围栏周边的热成像数据出现异常时，所述主控制装置控制所述图像采集装置开启；
当所述图像采集装置判断目标区域电子围栏周边存在异常人员时，所述主控制装置控制所述语音警告装置开启；
当所述图像采集装置判断目标区域电子围栏周边存在异常动物时，所述主控制装置控制所述位置获取装置、多旋翼无人机开启。
4.根据权利要求1所述的饮用水水源地智慧化无人监管系统，其特征在于，还包括计时装置，所述计时装置与所述主控制装置连接；
所述计时装置用于设定时间周期，所述主控制装置根据所述时间周期对所述图像采集装置进行开启和关闭。
5.根据权利要求1所述的饮用水水源地智慧化无人监管系统，其特征在于，还包括撞击检测装置、人体接近检测装置，所述撞击检测装置、人体接近检测装置分别与所述主控制装置连接；
所述撞击检测装置用于检测所述图像采集装置和热成像仪是否发生撞击；
所述人体接近检测装置用于检测是否存在人员接近所述图像采集装置和热成像仪；
所述主控制装置控制所述人体接近检测装置常开，控制所述撞击检测装置常闭；
当所述人体接近检测装置检测到存在人员接近所述图像采集装置和热成像仪时，所述主控制装置控制所述撞击检测装置开启。
6.根据权利要求1所述的饮用水水源地智慧化无人监管系统，其特征在于，还包括远程监控中心，所述主控制装置与所述远程监控中心无线连接。
7.饮用水水源地智慧化无人监管方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的饮用水水源地智慧化无人监管系统进行饮用水水源地智慧化无人监管。
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