CN205643324U - 一种赤潮自动预警系统 - Google Patents

Abstract

一种赤潮自动预警系统，包括若干个水上浮标、岸上服务器及客户端，所述水上浮标包括微处理器、获取地理坐标信息的GPS模组、无线传输模组和水质检测传感器；所述岸上服务器与所述水上浮标和所述客户端无线连接，所述水质检测传感器包括采集海水颜色的水色传感器、检测海水酸碱度的pH值传感器、采集海水温度的水温传感器、检测海水电导率的电导率传感器及检测海水溶解氧的溶解氧传感器。极大地提高了管理效率，并能够极为精确的提供赤潮预警信号，最大程度的方便管理者进行赤潮信息的获得并且制定出相应的防治措施，能够为沿海国家的赤潮防治做出极大贡献。

Description

一种赤潮自动预警系统

技术领域

本实用新型涉及水质监测领域，特别是涉及一种赤潮自动预警系统。

背景技术

赤潮是一种复杂的生态异常现象，发生的原因也比较复杂。关于赤潮发生的机理虽然至今尚无定论，但是赤潮发生的首要条件是赤潮生物增殖要达到一定的密度，否则，尽管其他因子都适宜，也不会发生赤潮，在正常的理化环境条件下，赤潮生物在浮游生物中所占的比重并不大，有些甲藻类(或是)鞭毛虫类还是一些鱼虾的食物。但是，由于特殊的环境条件，使某些赤潮生物过量繁殖，便形成了赤潮。

目前的赤潮监测仪器通常一个独立的设备，成本较高，结构复杂。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种赤潮自动预警系统，旨在解决的目前赤潮监测仪器，成本较高，结构复杂的问题。

本实用新型提供了一种赤潮自动预警系统，包括若干个水上浮标、岸上服务器及客户端，所述水上浮标包括微处理器、获取地理坐标信息的GPS模组、无线传输模组和水质检测传感器；所述岸上服务器与所述水上浮标和所述客户端无线连接，所述水质检测传感器包括采集海水颜色的水色传感器、检测海水酸碱度的pH值传感器、采集海水温度的水温传感器、检测海水电导率的电导率传感器及检测海水溶解氧的溶解氧传感器。

优选地，所述无线传输模组为GPRS模块。

优选地，所述水上浮标还包括电机及与所述电机转轴连接的叶轮。

优选地，所述客户端为智能手机。

本赤潮自动预警系统将GPS定位技术和GPRS无线传输技术、传感器电子技术、嵌入式技术融合在海洋环境监测技术中，通过传感器获得水体颜色和理化信息，处理后连同水域的地理位置信息一同反馈给岸上服务器，最终以地理图形的形式展示给管理员并计入数据库，而且能够直接发送预警到管理者的手机终端；本实用新型最大的效益就是极大地提高了管理效率，并能够极为精确的提供赤潮预警信号，最大程度的方便管理者进行赤潮信息的获得并且制定出相应的防治措施，能够为沿海国家的赤潮防治做出极大贡献。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例中赤潮自动预警系统的结构示意图；

图2为本实用新型较佳实施例中赤潮自动预警系统中水上浮标部分的工作流程图；

图3为本实用新型较佳实施例中赤潮自动预警系统中岸上服务器部分的工作流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，赤潮自动预警系统包括若干个水上浮标10、岸上服务器20及客户端30，所述水上浮标10包括微处理器11、水质检测传感器12、获取地理坐标信息的GPS模组13和无线传输模组14；所述岸上服务器20与所述水上浮标10和所述客户端30无线连接，所述水质检测传感器12包括采集海水颜色的水色传感器121、检测海水酸碱度的PH值传感器122、采集海水温度的水温传感器123、检测海水电导率的电导率传感器124及检测海水溶解氧的溶解氧传感器125。

优选地，所述无线传输模组为GPRS模块。水上浮标10还包括电机15及与所述电机转轴连接的叶轮16。所述客户端30为智能手机。

水上浮标10通过GPS模组13获取地理坐标信息并定点采集水上数据的若干，水上浮标10通过传感器采集到水上检测数据信息后，将采集的数据信息通过GPRS无线传输传到处理各浮标采集的水域检测信息的岸上服务器20，所述系统还包括将所述岸上服务器20处理的信号发送到客户的若干客户机，岸上服务器20将处理的海水的水质异常报警通过GPRS无线传输技术发送至用户客户端30。

本赤潮自动预警系统将GPS定位技术和GPRS无线传输技术、传感器电子技术、嵌入式技术融合在海洋环境监测技术中，通过传感器获得水体颜色和理化信息，处理后连同水域的地理位置信息一同反馈给岸上服务器20，最终以地理图形的形式展示给管理员并计入数据库，而且能够直接发送预警到管理者客户端30；本实用新型最大的效益就是极大地提高了管理效率，并能够极为精确的提供赤潮预警信号，最大程度的方便管理者进行赤潮信息的获得并且制定出相应的防治措施，能够为沿海国家的赤潮防治做出极大贡献。

系统的每个水上浮标10安装有必要的传感器，并且每个浮标可以初步独立的筛选相关数据。水上浮标10安装有颜色传感器、pH值传感器，温度传感器，盐度传感器，溶解氧传感器等其他海水理化因子传感器。其中颜色传感器主要用来进行水色的测量。水色是赤潮爆发的关键变量，抓住水色的变化就可以有效地监测赤潮扩散范围。pH值传感器、温度传感器、盐度传感器、溶解氧传感器分别用来测量特定水域的pH值、温度、盐度和溶解氧量等，赤潮爆发会引起水体的pH值、温度、盐度和溶解氧量等数据的变化。

这里筛选出的数据信号主要有特定水域点的必要水体颜色和GPS数据等特征值数据。每个浮标有序地将筛选好的数据通过GPRS发送到岸上主机，由岸上主机进行汇总并作相应处理。移动浮标单元通过特定水域进行扫海式运作，并且对在这个水域中收集到的信息进行初步综合处理并且反馈给岸上服务器 20。

如图2所示。实际操作过程中水上浮标10工作步骤如下：

开始，初始化MCU；水上浮标10的电机启动，浮标前进一段距离；通过水上浮标10上的传感器获取溶解氧数据、pH值数据、水温数据、电导率数据、水色数据；并通过GPS模组13获取水上浮标10的地理坐标；然后通过GPRS发送浮标记录的数据给岸上服务器20；在浮标前进过程中如果偏离计划路线，则需要重新调整水上浮标10的前进方向。反之，将水上浮标10获取的数据传给岸上服务器20。

如图3所示，岸上服务器20通过上位机软件直观的呈现被观测水域的污染状况，绘制海洋赤潮的扩散情况。上位机GIS软件把海上浮标传输回来的数据整合到电子地图上，最后以电子地图的形式直观的呈现给管理者。上位机软件通过一定的算法对有可能发生赤潮的水域进行预警，将预警信号发送到客户端30，并将警报直接发送到管理者手机终端；对已经发生赤潮的海域绘制赤潮扩散路径进行预测，形成图形信息，存入数据库。通过这种方式，本系统就实现了一种实时的，全天候的，精确方便而且直观的新型赤潮预警系统。

本实用新型采用的主要技术如下：

1.GPS定位技术

GPS技术是一种具有全天候、高精度和全球覆盖率的全球定位技术。本系统通过GPS技术获得水域的地理坐标精确可靠，对于提高监测精度有着重要的意义。本系统将地理位置信息和水体颜色信息等水体特征值相结合，有助于岸上服务器20制作出友好的图形上位机界面。

2.GPRS无线传输技术

通过GPRS无线传输技术将海上数据发送到岸上服务器20，处理成为便于管理的图形化上位机交互界面，并将信息计入数据库。岸上服务器20通过一定的算法计算出可能发生赤潮的预警，并且发送到管理员的手机客户端30，以最快最有效的方式来采取相应的应对措施。

3.传感器电子技术

通过海上浮标相互协作，利用各种传感器采集并且处理各种有用的数据，并且将GPS信号和水体特征信号等有用信号发送到岸上服务器20。

4.GIS技术

针对海洋赤潮灾害预警以及海洋环境参数实时监测的需要，将图形化界面软件开发技术、海洋灾害预警技术与地理信息系统(GIS)等方面有机结合起来，对信息系统集成、建模、分析、多学科仿真及优化等展开多层次的、有重点的、多学科交叉的研究和创新，最终建立了能够自动、连续监测海洋环境参数，自动存储、传输、处理和分析数据，数据产品自动发布和共享的高精度、网络化、分布化、智能化、综合化的海洋环境在线监测及赤潮灾害智能预警系统。

5.自组织网络技术

水上浮标10应用无线自组织网络技术进行通讯，进而协同工作、数据共享。

移动自组织网络是一种移动通讯和计算机网络相结合的网络，是移动计算机网络的一种，用户端可以在网内随意移动而保持通信。作为一种分布式网络，移动自组织是一种自治、多跳网络，整个网络没有固定的基础设施，能够在不能利用或者不便利用现有网络基础设施(如基站、AP)的情况下，提供终端之间的相互通信。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种赤潮自动预警系统，其特征在于，包括若干个水上浮标、岸上服务器及客户端，所述水上浮标包括微处理器、获取地理坐标信息的GPS模组、无线传输模组和水质检测传感器；所述岸上服务器与所述水上浮标和所述客户端无线连接，所述水质检测传感器包括采集海水颜色的水色传感器、检测海水酸碱度的pH值传感器、采集海水温度的水温传感器、检测海水电导率的电导率传感器及检测海水溶解氧的溶解氧传感器。

2.如权利要求1所述的赤潮自动预警系统，其特征在于，所述无线传输模组为GPRS模块。

3.如权利要求1所述的赤潮自动预警系统，其特征在于，所述水上浮标还包括电机及与所述电机转轴连接的叶轮。

4.如权利要求1所述的赤潮自动预警系统，其特征在于，所述客户端为智能手机。