CN204439172U - 一种基于gprs网络的航道水深远程监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于GPRS网络的航道水深远程监测系统，本系统由现场处理模块、网络通信模块和监控中心模块组成。所述现场处理模块由若干组监控设备组成，每组监控设备设于一一对应的浮标上，每组监控设备由测量该浮标所在位置水深信息的测深仪和测量坐标位置信息的远程数据传送设备-GPS GPRS DTU构成，所述网络通信模块由移动基站、GPRS网络和Internet网络组成，采集的信息经过处理后通过GPRS网络送到移动基站，再通过GPRS网络和Internet网络将信息传输到监控中心模块，监控中心将接收到的信息通过解码处理后在PC机显示屏上通过地图显示软件实时显示各位置的水深信息及坐标位置。

Description

一种基于GPRS网络的航道水深远程监测系统

技术领域

本领域涉及水位监测系统，具体涉及一种基于GPRS网络的航道水深远程监测系统。

背景技术

航道水深是决定航道通航能力的关键因素。但目前对外发布的水深数据主要是根据水位和河床数据进行间接换算，不是直接测量数据，准确性、时效性、直观性不强，航道维护管理部门根据水情和航标配布撤设和移动标志时，不能远程实时监测而主要通过加强探测现场获取数据，特别是在消落期和汛期水情复杂条件下表现特别突出。为避免出现因调标不及时导致船舶交通事故发生，航道维护管理一线部门必将付出大量的艰辛劳动。

因此，有必要深入研究并利用地理信息系统（GIS）技术、全球卫星定位系统（GPS）技术、数据库技术和网络技术，构建基于GPS/GPRS的浮标水深远程实时监测系统，主要实现浮标水深及坐标的实时监测与远程传输等功能，以减轻航道维护管理一线部门劳动强度，提高工作效率，降低生产成本。

CN201320594165.7公开了一种河道水深监测装置，使用时将其装置放置于河道水面上，并用缆绳栓于岸边，然后启动电源，使装置与上位机无线匹配，单片机按程序自动控制超声测距模块进行水深测量，并将测量数据无线上传至上位机存储，在上位机上形成监测曲线。但此装置只能监测一小片区域的水深，不能对大片的水域进行监测，只适用于水面起伏小的河流、湖泊和水库，而且不能远程实时监测，主要通过现场获取数据，提高了劳动强度，增加了生产成本，降低了工作效率。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种能对浮标水深及坐标的实时监测，还具有远程传输、水深报警及短信提醒功能的航道水深监测系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本系统由现场处理模块、网络通信模块和监控中心模块三大部分组成。

进一步的，现场处理模块由若干组监控设备组成，每组监控设备设于一一对应的浮标上，每组监控设备由测量该浮标所在位置水深的测深仪和远程数据传送设备-GPS GPRS DTU构成，测深仪作为测量水深的传感器，采集其所在位置水深信息，DTU的GPS模块采集其所在位置的位置信息

进一步的，所述网络通信模块由移动基站、GPRS网络和Internet组成，上述采集水深信息和位置信息经过处理后通过GPRS网络送到移动基站，再通过GPRS网络和Internet网络将信息传输到监控中心模块。

进一步的，所述监控中心模块由带有地图显示软件的PC机构成，监控中心将接收到的信息通过解码处理后在PC机显示屏上通过地图显示软件实时显示各位置的水深信息及坐标位置。

与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果:

1、         本系统能远程实时监测水深及采集位置信息；

2、         降低了劳动强度，减少了生产成本，增加了工作效率；

3、         避免了因调标不及时而导致船舶交通事故的风险。

4、         如将这些变化的数据保存起来，还可以用于分析航道水深的变化情况。

5、         如在航道的浮标上连续配备此装置，可以监测该河段的航道水深，为及时调整航标提供参考依据。

附图说明

图1为本实用新型的总体框架图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示本系统由现场处理模块、网络通信模块和监控中心模块三大部分组成。

现场处理模块由若干组监控设备组成，每组监控设备设于一一对应的浮标上，每组监控设备由测量该浮标所在位置水深的测深仪和远程数据传送设备-GPS GPRS DTU构成，测深仪作为测量水深的传感器，采集其所在位置水深信息，DTU的GPS模块采集其所在位置的位置信息。

本监测系统采用的是无锡海鹰HY1602双频测深仪型测深仪，HY1602数字测深系统融计算机技术、数字信号处理与计算机图形成像技术于一体，采用一体式嵌入式系统结构，内置嵌入式工控系统、实时热敏打印平台，实现了测深仪与计算机平台的完美结合，高度体现了测深仪操作与控制的数字智能化。整套系统全部采用测深软件自动控制测深，智能动态信号检测、识别和锁定跟踪，实时监测和控制测深全过程，保证了测深系统的高等级测深精度和可靠性。测深数据和图像实时显示、存储、同步打印图像，同时通过系统内部的数据传输到测量软件，并利用计算机系统的分显示技术将图像同步传输到操控台，实现测深与导航的双重功能。该数字测深系统的一体化内置计算机系统的便携式测量模式，充分利用计算机资源，实现全面数字化测深应用，是目前国产最为先进和可靠的全数字测深系统，适用于江河、港航和海岸带等各种复杂水况下的水深测量工程。

现代航海仪器都有数据的输入输出接口，其数据输出规则遵循NMEA0183协议，具体可参考使用的仪器设备的使用说明书，无锡海鹰HY1602双频测深仪型测深仪，选择其自定义的SDH13D输出格式（遵循NMEA0183协议），其参数的输出格式为：1位通常为空格，“F”表示定标，2、3位表示标志符，4、5位为空格，6位为测深数据，7位为回车符。在应用程序中将监控点的水深数据以SDH-13D格式通过串口输出给DTU发送出去。在实验中，测量水深为345mm，通过串口传输到DTU，DTU传输的数据为: $GPRMC,103011.000,A,2933.7860,N,10628.0392,E,0.00,,021114,,,A*72  DT    159。

所述网络通信模块由移动基站、GPRS网络和Internet网络组成，上述采集的水深信息和位置信息经过处理后通过GPRS网络送到移动基站，再通过GPRS网络和Internet网络将信息传输到监控中心模块。

本监测系统采用工业级带GPS（全球卫星定位系统）模块的GPRS DTU产品，通过GPRS 网络将与DTU相连的设备数据传输到Internet 上的一台主机上，实现数据远程透明传输，与此同时可将前端设备所处地的GPS位置信息上报至主机上，实现设备的定位。由于在《长江航道数据采集系统信息传输流程及格式技术要求》的定义中，根据应用特点，可选择TCP、UDP、SMS多种承载方式，长江航道内部专用平台选择TCP协议作为传输层协议，故本监测系统的通信网络传输协议选用TCP协议。

本监测系统采用的是、北科驿唐科技有限公司2011年推出一款工业级带GPS全球卫星定位功能的GPRS DTU产品-MD-610G，该产品内部集成了高性能、低功耗的工业级GPS 模块和GPRS模块，是GPS全球定位技术和无线GPRS通信技术完美结合的一款产品。MD-610G提供标准RS232/485串行接口，可以快速与PLC、工控机、仪器、仪表、RTU等设备相连，MD-610G具有定位、无线数据通信及数据处理能力，外形小巧，坚固耐用，稳定可靠，安装方便，并且可以实现拆壳后的裸板集成，可广泛应用于建筑、交通等行业。

所述监控中心模块由带有地图显示软件的PC机构成，监控中心将接收到的信息通过解码处理后在PC机显示屏上通过地图显示软件实时显示各位置的水深信息及坐标位置。

本系统采用的地图显示软件为百度地图，百度地图API 是一套由JavaScript 编写的将百度地图嵌入到网页应用程序接口，它能够帮助开发者在网站中构建功能丰富、交互性强的地图应用程序。百度地图API 为开发者提供和丰富的函数、控件、事件和封装的类，它尽量将复杂的底层逻辑进行隐藏和封装，以一种便于开发者理解的方式提供。开发者只需要通过调用百度地图API，利用JavaScript 脚本语言就可以将百度地图服务连接到自己的网页中。

由于建设传统GIS 平台周期长、过程复杂、建设成本和维护成本很高，而本系统属于小型地理信息系统，从使用范围、资金和人才各方面考虑，传统的GIS并不适应本系统。百度地图API 的服务是免费的，不需要用户单独购买地理信息系统相关基础软件，也不需要用户维护地理信息系统服务器（相关维护由百度提供）。通过使用百度地图API，能达到一般地理信息系统的展示效果，因此本系统使用百度地图API，构建航道水深实时监测系统的电子江图显示。

从以上的描述可以看出本系统能远程实时监测水深及采集位置信息，降低了劳动强度，减少了生产成本，增加了工作效率，避免了因调标不及时而导致船舶交通事故的发生，如将这些变化的数据保存起来，还可以用于分析航道水深的变化情况。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种基于GPRS网络的航道水深远程监测系统，其特征在于：本系统由现场处理模块、网络通信模块和监控中心模块三大部分组成，现场处理模块由若干组监控设备组成，每组监控设备设于一一对应的浮标上，每组监控设备由测量该浮标所在位置水深的测深仪和远程数据传送设备-GPS GPRS DTU构成；所有监控设备通过各自的远程数据传送设备-GPS GPRS DTU与网络通信模块通过GPRS网络连接，网络通信模块由移动基站、GPRS网络和Internet网络组成，移动基站通过GPRS网络和Internet网络与监控中心模块完成数据传送，监控中心模块由带有地图显示软件的PC机构成。