CN205139126U - 北斗导航智能水质监测双体船 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种北斗导航智能水质监测双体船，其特征在于：包括滚塑密封双体船体(2)、传感器组升降机构、电源模块、船体主控系统、激光探测装置、超声波探测装置、北斗导航装置、无线数据通信装置；所述电源模块为船体供电；所述传感器组升降机构将采样元器件伸入水下进行采样；激光探测装置包括设于船艏的防撞摄像头(5)，用于防撞；超声波探测装置用于向水下探测，防止触礁；北斗导航装置通过北斗卫星导航系统对船体进行追踪定位，无线数据通信装置将采集及监测数据反馈给远端监控中心；所述主控系统为船体的控制中心，分别与传感器组升降机构、激光探测装置、超声波探测装置、北斗导航装置、无线数据通信装置连接。

Description

北斗导航智能水质监测双体船

技术领域

本实用新型涉及一种智能水质监测装置，具体来说，是一种北斗导航智能水质监测双体船，属于水质监测技术领域。

背景技术

我国水域广阔，水污染问题广泛，对水资源管理和环境保护工作提出了严峻的挑战。及时、准确、全面地反映水质现状及发展趋势，可为水环境研究、治理、污染控制等提供重要、直接的科学依据。

水质监测技术经历了取样送实验室分析、小型便携式仪器现场检测、固定或流动监测站自动在线监测及遥感监测的发展历程。这些监测方式目前都在广泛应用，同时也暴露出许多局限性，如：效率低、样品保鲜困难，或设备运行成本高等。

而现有移动水质监测系统船一般是载人的大型船舶，由船员操作仪器进行水质监测，体积大，成本高，适用于大型河流或湖泊等场合。对于偏远地区及小型水域由于大型船舶成本高，运输困难，难以应用。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是：

1)现有的水质监测装置，例如固定或流动监测站等，监测的效率较低；对于固定检测站，样品保鲜困难，对于车载形式的移动监测站，运行成本较高；

2)对于现有的移动水质监测系统船，则体积大，运行维护成本高，不适用于偏远地区及小型水域。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取以下技术方案：

一种北斗导航智能水质监测双体船，包括滚塑密封双体船体2、传感器组升降机构、电源模块、船体主控系统、激光探测装置、超声波探测装置、北斗导航装置、无线数据通信装置；所述电源模块为船体供电；所述传感器组升降机构将采样元器件伸入水下进行采样；激光探测装置包括设于船艏的防撞摄像头5，用于防撞；超声波探测装置用于向水下探测，防止触礁；北斗导航装置通过北斗卫星导航系统对船体进行追踪定位，无线数据通信装置将采集及监测数据反馈给远端监控中心；所述主控系统为船体的控制中心，分别与传感器组升降机构、激光探测装置、超声波探测装置、北斗导航装置、无线数据通信装置连接。

进一步的，所述滚塑密封双体船体2包括双密封船舱、防水密封圈、容置仓、轴承10、螺旋桨11、前置天线支架3。

进一步的，所述传感器组升降机构固定在所述滚塑密封双体船体2上，控制传感器组的升降，实现采样的多样化。

进一步的，所述电源模块由电池盒、动力蓄电池1、电池固定板、充电线和充电接口组成，所述动力蓄电池1通过所述电池固定板固定在所述电池盒内，充电接口通过所述充电线连接到所述动力蓄电池1上，固定在所述电池盒的上方，所述电池盒固定在所述滚塑密封双体船体2上。

更进一步的，所述船体主控系统固定在所述容置仓里，完成对所述北斗导航智能水质监测双体船的运动控制,包括启动和停止、变速、转向、智能避障等功能以及控制监测数据的打包上传。

更进一步的，激光探测装置使用激光测距模块，实现激光测距智能避障功能。

更进一步的，所述超声波探测装置使用超声波测距模块，实现超声波测距智能避障功能。

更进一步的，所述北斗导航装置使用北斗高精度定位模块，实现亚米级精准定位导航。

更进一步的，所述无线数据通信装置使用GPRS/WIFI通信模块，实现监测数据上传和遥控指令接收。

更进一步的，所述船体主控系统在自主导航模式下将所述北斗高精度定位模块定位数据解析处理成控制指令，实现船体运行状态控制。

本实用新型的有益效果在于：

1.采用滚塑一次成型，具有高密封性、防水性，能够有效保护船体内的电机以及蓄电池、驱动板卡等元器件。

2.利用北斗/GPS定位，预设航行轨迹，能够根据预先设定好的行驶路线、监测点的位置、在每个监测点的监测时间，以及是否采集水样，根据搭载的导航设备自动行驶至目标监测点，采集水样，将监测数据传回基站分析并备份。

3.深度方向S型三维在线监测，搭载传感器升降装置，进行溶氧、PH值等水质参数的深度方向S型三维在线检测，进一步获得立体化的分布式水质数据。

4.实时检测环境,定位目标,智能避开障碍物及浅滩,自主完成规划路径。

5.完善的网络图形化监控软件，可实现多移动平台远程调度网络控制，实时监测数据共享。

6.成本低、体积小，自主移动与导航。

7.自动航行，定位、监测不同水域位置的水质，监测的效率高。

8.样品保鲜效果良好。

9.无人操控，运行成本较低。

10.体积小、运行维护成本较低、尤其适用于偏远地区及小型水域。

附图说明

图1是本实用新型北斗导航智能水质监测双体船的立体图。

图2是本实用新型北斗导航智能水质监测双体船的主视图。

图3是本实用新型北斗导航智能水质监测双体船的俯视图。

图4是本实用新型北斗导航智能水质监测双体船的左视图。

图5是本实用新型北斗导航智能水质监测双体船的右视图。

图中，1.动力蓄电池，2.滚塑密封双体船体，3.前置天线支架，4.北斗天线，5.防撞摄像头，6.箱盖，7.箱体，8.检测孔盖，9.电机，10.轴承，11.螺旋桨。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。

参见图1-图5，一种北斗导航智能水质监测双体船，包括滚塑密封双体船体2、传感器组升降机构、电源模块、船体主控系统、激光探测装置、超声波探测装置、北斗导航装置、无线数据通信装置；所述电源模块为船体供电；所述传感器组升降机构将采样元器件伸入水下进行采样；激光探测装置包括设于船艏的防撞摄像头5，用于防撞；超声波探测装置用于向水下探测，防止触礁；北斗导航装置通过北斗卫星导航系统对船体进行追踪定位，无线数据通信装置将采集及监测数据反馈给远端监控中心；所述主控系统为船体的控制中心，分别与传感器组升降机构、激光探测装置、超声波探测装置、北斗导航装置、无线数据通信装置连接。

参见图2，所述滚塑密封双体船体2包括双密封船舱、防水密封圈、容置仓、轴承10、螺旋桨11、前置天线支架3。

所述传感器组升降机构固定在所述滚塑密封双体船体2上，控制传感器组的升降，实现采样的多样化。

参见图2，所述电源模块由电池盒、动力蓄电池1、电池固定板、充电线和充电接口组成，所述动力蓄电池1通过所述电池固定板固定在所述电池盒内，充电接口通过所述充电线连接到所述动力蓄电池1上，固定在所述电池盒的上方，所述电池盒固定在所述滚塑密封双体船体2上。

所述船体主控系统固定在所述容置仓里，完成对所述北斗导航智能水质监测双体船的运动控制,包括启动和停止、变速、转向、智能避障等功能以及控制监测数据的打包上传。

激光探测装置使用激光测距模块，实现激光测距智能避障功能。

所述超声波探测装置使用超声波测距模块，实现超声波测距智能避障功能。

所述北斗导航装置使用北斗高精度定位模块，实现亚米级精准定位导航。

所述无线数据通信装置使用GPRS/WIFI通信模块，实现监测数据上传和遥控指令接收。

所述船体主控系统在自主导航模式下将所述北斗高精度定位模块定位数据解析处理成控制指令，实现船体运行状态控制。

以下对具体研发实施的过程进行说明：

1、核心设备的研发

根据现场高可靠、易用性等要求，完善全封闭双体式浮式平台，降低运行阻力，减轻整体重量。研究水环境工作下具有防锈功能的转弯系统，进一步提升转弯机构工作的性能稳定度。对螺旋桨推进系统下的动力性和转弯半径进行测试和调整，获得符合现场要求的动力性能和转弯半径。在移动平台控制系统能够中融入具备差分式北斗坐标信号接收、路径输入和控制模式选择的控制硬件系统，实现高可靠性的信号输入。开发路径规划和跟踪控制程序，实现图形化路径坐标输入。进行现场自主导航试验，结合动力系统测试风和水流干扰下的路径跟踪能力。在移动平台搭载溶氧、PH、温度等水质传感器，在平台移动的过程中进行数据监控，实现对水面的水质参数采集。在移动式投喂平台设计传感器升降装置，进行溶氧、PH值等水质参数的深度方向S型三维在线检测，进一步获得立体化的分布式水质数据。移动平台控制系统中融入基于3G/4G和北斗短报文无线通讯模块，实现和上位机平台的数据收发。

2、智能避障系统研究与开发

基于多种传感器设计完善的探测系统，实现移动平台具备自主检测障碍物，感知周围障碍物信息的能力，配套开发完善的自主避障算法,解决因环境信息的不可预知性出现的碰撞及搁浅的事件。

3、上位机集成管控系统的开发

基于数据库进行上位机数据收集和存储系统开发，设计合理的数据库数据体系架构，每一个移动监测平台对应一组，每组数据按照子类进行，包括：各移动平台预设移动路线、每次移动实际路线；预设测量地点、测量时间；水质数据；气象数据等。设计数据查询和输出功能，包含各参数时间变化曲线，测量区域三维水质数据分布等。开发网络访问接口，通过网络对权限用户开放相关具体数据和评估报告。

Claims (10)

1.一种北斗导航智能水质监测双体船，其特征在于：

包括滚塑密封双体船体(2)、传感器组升降机构、电源模块、船体主控系统、激光探测装置、超声波探测装置、北斗导航装置、无线数据通信装置；

所述电源模块为船体供电；所述传感器组升降机构将采样元器件伸入水下进行采样；激光探测装置包括设于船艏的防撞摄像头(5)，用于防撞；超声波探测装置用于向水下探测，防止触礁；

北斗导航装置通过北斗卫星导航系统对船体进行追踪定位，无线数据通信装置将采集及监测数据反馈给远端监控中心；

所述主控系统为船体的控制中心，分别与传感器组升降机构、激光探测装置、超声波探测装置、北斗导航装置、无线数据通信装置连接。

2.如权利要求1所述的北斗导航智能水质监测双体船，其特征在于：所述滚塑密封双体船体(2)包括双密封船舱、防水密封圈、容置仓、轴承(10)、螺旋桨(11)、前置天线支架(3)。

3.如权利要求1所述的北斗导航智能水质监测双体船，其特征在于：所述传感器组升降机构固定在所述滚塑密封双体船体(2)上，控制传感器组的升降，实现采样的多样化。

4.如权利要求1所述的北斗导航智能水质监测双体船，其特征在于：所述电源模块由电池盒、动力蓄电池(1)、电池固定板、充电线和充电接口组成，所述动力蓄电池(1)通过所述电池固定板固定在所述电池盒内，充电接口通过所述充电线连接到所述动力蓄电池(1)上，固定在所述电池盒的上方，所述电池盒固定在所述滚塑密封双体船体(2)上。

5.如权利要求2所述的北斗导航智能水质监测双体船，其特征在于：所述船体主控系统固定在所述容置仓里，完成对所述北斗导航智能水质监测双体船的运动控制,包括启动和停止、变速、转向、智能避障功能以及控制监测数据的打包上传。

6.如权利要求2所述的北斗导航智能水质监测双体船，其特征在于：激光探测装置使用激光测距模块，实现激光测距智能避障功能。

7.如权利要求2所述的北斗导航智能水质监测双体船，其特征在于：所述超声波探测装置使用超声波测距模块，实现超声波测距智能避障功能。

8.如权利要求2所述的北斗导航智能水质监测双体船，其特征在于：所述北斗导航装置使用北斗高精度定位模块，实现亚米级精准定位导航。

9.如权利要求2所述的北斗导航智能水质监测双体船，其特征在于：所述无线数据通信装置使用GPRS/WIFI通信模块，实现监测数据上传和遥控指令接收。

10.如权利要求8所述的北斗导航智能水质监测双体船，其特征在于：所述船体主控系统在自主导航模式下将所述北斗高精度定位模块定位数据解析处理成控制指令，实现船体运行状态控制。