CN205991818U - 远程水文水环境自动监测系统平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种远程水文水环境自动监测系统平台，包括监测船船体、监测水文水环境参数的监测仪器、采集监测仪器监测的水文水环境参数并把水文水环境参数转换为无线信号并发送出来的数据采集通信终端以及在日照充分时使用太阳能电池给监测船负载供电并将多余电能另行储存在蓄电池中且在日照不充分时启用蓄电池辅助供电的太阳能电池加蓄电池供电系统，实现对区域内河流、湖泊或水库进行水文水环境自动监测，采用无线通讯方式传送监测数据，提供有效的基础数据，以大大提高水文部门的工作效率。

Description

远程水文水环境自动监测系统平台

技术领域

本实用新型属于水文技术领域，还属于水环境技术领域，具体涉及水文水环境自动监测技术，更为具体地，涉及远程水文水环境自动监测系统平台。

背景技术

水环境是指自然界中水的形成、分布和转化所处空间的环境，是指围绕人群空间及可直接或间接影响人类生活和发展的水体。在地球表面，水体面积约占地球表面积的71%。水是由海洋水和陆地水二部分组成，分别与总水量的97.28%和2.72%。后者所占总量比例很小，且所处空间的环境十分复杂。水在地球上处于不断循环的动态平衡状态。天然水的基本化学成分和含量，反映了它在不同自然环境循环过程中的原始物理化学性质，是研究水环境中元素存在、迁移和转化和环境质量（或污染程度）与水质评价的基本依据。水环境主要由地表水环境和地下水环境两部分组成。地表水环境包括河流、湖泊、水库、海洋、池塘、沼泽、冰川等，地下水环境包括泉水、浅层地下水、深层地下水等。水环境是构成环境的基本要素之一，是人类社会赖以生存和发展的重要场所，也是受人类干扰和破坏最严重的领域。水环境的污染和破坏已成为当今世界主要的环境问题之一。水环境监测是按照水的循环规律（降水、地表水和地下水），对水的质和量以及水体中影响生态与环境质量的各种人为和天然因素所进行的统一的定时或随时监测。

水文，指自然界中水的变化、运动等的各种现象。水文监测系统适用于水文部门对江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数进行实时监测，监测内容包括：水位、流量、流速、降雨（雪）、蒸发、泥沙、冰凌、墒情、水质等。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种远程水文水环境自动监测系统平台，实现对区域内河流、湖泊或水库进行水文水环境自动监测，采用无线通讯方式传送监测数据，提供有效的基础数据，以大大提高水文部门的工作效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种远程水文水环境自动监测系统平台，包括监测船船体、监测水文水环境参数的监测仪器、采集监测仪器监测的水文水环境参数并把水文水环境参数转换为无线信号并发送出来的数据采集通信终端以及在日照充分时使用太阳能电池给监测船负载供电并将多余电能另行储存在蓄电池中且在日照不充分时启用蓄电池辅助供电的太阳能电池加蓄电池供电系统，监测船船体包括左右两片体和连接左右两片体的连接桥结构，左片体和右片体均包括潜没于水中的下潜体、高于水面的上船体以及穿越水面连接上船体和下潜体的支柱体，连接桥结构位于左片体的上船体和右片体的上船体之间并连接左片体的上船体和右片体的上船体，左片体的下潜体和右片体的下潜体上安装有螺旋桨和用于驱动螺旋桨的电动机，监测仪器、数据采集通信终端以及太阳能电池加蓄电池供电系统均装设在监测船船体上。

上述远程水文水环境自动监测系统平台，监测水文水环境参数的监测仪器包括用于测量水体温度的温度传感器、用于测量水深的超声波水深仪、用于测量水体ph值的ph值传感器、用于测量水中氧气溶解量的溶解氧仪、用于测量水中氨氮浓度的氨氮传感器、用于测量水中叶绿素浓度的叶绿素传感器、用于测量水中营养盐含量的营养盐传感器以及用于测量流速的水流传感器，温度传感器、超声波水深仪、ph值传感器、溶解氧仪、氨氮传感器、叶绿素传感器、营养盐传感器以及水流传感器通过无线方式或者有线方式与数据采集通信终端连接。

上述远程水文水环境自动监测系统平台，支柱体水线截面呈扁状且水线截面的首尾端为流线型。

上述远程水文水环境自动监测系统平台，下潜体为圆形或类似椭圆形的鱼雷状结构。

上述远程水文水环境自动监测系统平台，还包括安装在监测船船体主甲板上的升降照明摄像一体机，升降照明摄像一体机包括升降杆、无线网络摄像机和照明灯，无线网络摄像机和照明灯共同安装支架上，支架通过能够实现无线网络摄像机和照明灯360°旋转的回转机构连接在升降杆顶端，太阳能电池加蓄电池供电系统为无线网络摄像机和照明灯提供电能。

上述远程水文水环境自动监测系统平台，升降杆底端铰接于监测船船体主甲板上，控制升降杆摆动的驱动电机装设在监测船船体主甲板上，驱动电机输出轴上的主动齿轮与升降杆下端部固定的从动齿轮啮合，主动齿轮驱动从动齿轮使得升降杆以铰接点为中心摆动。

上述远程水文水环境自动监测系统平台，还包括安装在监测船船体主甲板上的GPS全球卫星定位系统、将监测船地理位置信息通过无线方式发送出来并能接收管理人员的发出的指令并根据该指令控制监测船行驶以到达指定位置的控制器，控制器与电动机连接以实现对监测船运动的控制。

上述远程水文水环境自动监测系统平台，还包括检测周边障碍物情况并使得监测船避开障碍物的避障系统，避障系统包括每个上船体前端安装的超声波测距传感器、每个上船体后端安装的超声波测距传感器以及与超声波测距传感器连接的控制监测船运动状态的控制器，控制器与电动机连接以实现对监测船运动的控制。

上述远程水文水环境自动监测系统平台，太阳能电池通过太阳跟踪机构支撑于监测船船体主甲板上或者太阳能电池直接敷设在监测船船体主甲板上。

通过监测仪器监测水文水环境参数，然后监测获得的水文水环境参数传输给数据采集通信终端，采集通信终端通过无线方式将信号发送出来，以供远处的监控中心接收。太阳能电池加蓄电池供电系统在日照充分时使用太阳能电池给监测船负载供电并将多余电能另行储存，在蓄电池中且在日照不充分时启用蓄电池辅助供电，实现电能自给。监测船船体迎浪时，波浪起伏只对支柱体起作用，水线面面积较小，不会造成整个船的排水量明显改变，故监测船船体的升沉、摇摆幅度都很小，在波浪上航行时，波浪对其影响很小。监测船船体不仅具有横稳定性能好的优点，又有耐波性能良好的特点，为水文水环境自动监测提供稳定的平台，保证水文水环境自动监测的稳定性和精度。本实用新型实现对区域内河流、湖泊或水库进行水文水环境自动监测，采用无线通讯方式传送监测数据，提供有效的基础数据，以大大提高水文部门的工作效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为本实用新型的原理图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为监测船船体的后视图。

图中：1下潜体,2电动机,3支柱体,4上船体,5超声波测距传感器,6升降照明摄像一体机,7控制器,8 GPS全球卫星定位系统,9蓄电池,10数据采集通信终端,11太阳能电池,12连接桥结构,13监测船船体主甲板,14监控中心,15监测仪器。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种远程水文水环境自动监测系统平台，包括监测船船体、监测水文水环境参数的监测仪器15、采集监测仪器监测的水文水环境参数并把水文水环境参数转换为无线信号并发送出来的数据采集通信终端10以及在日照充分时使用太阳能电池11给监测船负载供电并将多余电能另行储存在蓄电池9中且在日照不充分时启用蓄电池辅助供电的太阳能电池加蓄电池供电系统。监测船船体包括左右两片体和连接左右两片体的连接桥结构12，左片体和右片体均包括潜没于水中的下潜体1、高于水面的上船体4以及穿越水面连接上船体和下潜体的支柱体3，图3中虚线为水面。连接桥结构位于左片体的上船体和右片体的上船体之间并连接左片体的上船体和右片体的上船体，左片体的下潜体和右片体的下潜体上安装有螺旋桨和用于驱动螺旋桨的电动机2，监测仪器、数据采集通信终端以及太阳能电池加蓄电池供电系统均装设在监测船船体上。数据采集通信终端将水文水环境参数以无线方式发送给监控中心14，实现远程监测。

监测水文水环境参数的监测仪器包括用于测量水体温度的温度传感器、用于测量水深的超声波水深仪、用于测量水体ph值的ph值传感器、用于测量水中氧气溶解量的溶解氧仪、用于测量水中氨氮浓度的氨氮传感器、用于测量水中叶绿素浓度的叶绿素传感器、用于测量水中营养盐含量的营养盐传感器以及用于测量流速的水流传感器，温度传感器、超声波水深仪、ph值传感器、溶解氧仪、氨氮传感器、叶绿素传感器、营养盐传感器以及水流传感器通过无线方式或者有线方式与数据采集通信终端连接。

支柱体水线截面呈扁状且水线截面的首尾端为流线型，水线面面积较小，在波浪上航行时，波浪对其影响很小，监测船船体的耐波性能更好。

具体地，下潜体为圆形或类似椭圆形的鱼雷状结构。

远程水文水环境自动监测系统平台还包括安装在监测船船体主甲板上的升降照明摄像一体机6，升降照明摄像一体机包括升降杆、无线网络摄像机和照明灯，无线网络摄像机和照明灯共同安装支架上，支架通过能够实现无线网络摄像机和照明灯360°旋转的回转机构连接在升降杆顶端，太阳能电池加蓄电池供电系统为无线网络摄像机和照明灯提供电能。

升降杆底端铰接于监测船船体主甲板上，控制升降杆摆动的驱动电机装设在监测船船体主甲板13上，驱动电机输出轴上的主动齿轮与升降杆下端部固定的从动齿轮啮合，主动齿轮驱动从动齿轮使得升降杆以铰接点为中心摆动。

远程水文水环境自动监测系统平台还包括安装在监测船船体主甲板上的GPS全球卫星定位系统8、将监测船地理位置信息通过无线方式发送出来并能接收管理人员的发出的指令并根据该指令控制监测船行驶以到达指定位置的控制器，控制器7与电动机连接以实现对监测船运动的控制。

远程水文水环境自动监测系统平台还包括检测周边障碍物情况并使得监测船避开障碍物的避障系统，避障系统包括每个上船体前端安装的超声波测距传感器、每个上船体后端安装的超声波测距传感器以及与超声波测距传感器连接的控制监测船运动状态的控制器，控制器与电动机连接以实现对监测船运动的控制。当然，上船体外侧面也可以安装超声波测距传感器5。

太阳能电池通过太阳跟踪机构支撑于监测船船体主甲板上或者太阳能电池直接敷设在监测船船体主甲板上，以最大程度接收太阳光光照。

Claims (9)

1.一种远程水文水环境自动监测系统平台，其特征在于：包括监测船船体、监测水文水环境参数的监测仪器、采集监测仪器监测的水文水环境参数并把水文水环境参数转换为无线信号并发送出来的数据采集通信终端以及在日照充分时使用太阳能电池给监测船负载供电并将多余电能另行储存在蓄电池中且在日照不充分时启用蓄电池辅助供电的太阳能电池加蓄电池供电系统，监测船船体包括左右两片体和连接左右两片体的连接桥结构，左片体和右片体均包括潜没于水中的下潜体、高于水面的上船体以及穿越水面连接上船体和下潜体的支柱体，连接桥结构位于左片体的上船体和右片体的上船体之间并连接左片体的上船体和右片体的上船体，左片体的下潜体和右片体的下潜体上安装有螺旋桨和用于驱动螺旋桨的电动机，监测仪器、数据采集通信终端以及太阳能电池加蓄电池供电系统均装设在监测船船体上。

2.根据权利要求1所述的远程水文水环境自动监测系统平台，其特征在于：监测水文水环境参数的监测仪器包括用于测量水体温度的温度传感器、用于测量水深的超声波水深仪、用于测量水体ph值的ph值传感器、用于测量水中氧气溶解量的溶解氧仪、用于测量水中氨氮浓度的氨氮传感器、用于测量水中叶绿素浓度的叶绿素传感器、用于测量水中营养盐含量的营养盐传感器以及用于测量流速的水流传感器，温度传感器、超声波水深仪、ph值传感器、溶解氧仪、氨氮传感器、叶绿素传感器、营养盐传感器以及水流传感器通过无线方式或者有线方式与数据采集通信终端连接。

3.根据权利要求1所述的远程水文水环境自动监测系统平台，其特征在于：支柱体水线截面呈扁状且水线截面的首尾端为流线型。

4.根据权利要求1所述的远程水文水环境自动监测系统平台，其特征在于：下潜体为圆形的鱼雷状结构。

5.根据权利要求1所述的远程水文水环境自动监测系统平台，其特征在于：还包括安装在监测船船体主甲板上的升降照明摄像一体机，升降照明摄像一体机包括升降杆、无线网络摄像机和照明灯，无线网络摄像机和照明灯共同安装支架上，支架通过能够实现无线网络摄像机和照明灯360°旋转的回转机构连接在升降杆顶端，太阳能电池加蓄电池供电系统为无线网络摄像机和照明灯提供电能。

6.根据权利要求5所述的远程水文水环境自动监测系统平台，其特征在于：升降杆底端铰接于监测船船体主甲板上，控制升降杆摆动的驱动电机装设在监测船船体主甲板上，驱动电机输出轴上的主动齿轮与升降杆下端部固定的从动齿轮啮合，主动齿轮驱动从动齿轮使得升降杆以铰接点为中心摆动。

7.根据权利要求1所述的远程水文水环境自动监测系统平台，其特征在于：还包括安装在监测船船体主甲板上的GPS全球卫星定位系统、将监测船地理位置信息通过无线方式发送出来并能接收管理人员的发出的指令并根据该指令控制监测船行驶以到达指定位置的控制器，控制器与电动机连接以实现对监测船运动的控制。

8.根据权利要求1所述的远程水文水环境自动监测系统平台，其特征在于：还包括检测周边障碍物情况并使得监测船避开障碍物的避障系统，避障系统包括每个上船体前端安装的超声波测距传感器、每个上船体后端安装的超声波测距传感器以及与超声波测距传感器连接的控制监测船运动状态的控制器，控制器与电动机连接以实现对监测船运动的控制。

9.根据权利要求1所述的远程水文水环境自动监测系统平台，其特征在于：太阳能电池通过太阳跟踪机构支撑于监测船船体主甲板上或者太阳能电池直接敷设在监测船船体主甲板上。