CN210983510U - 一种大型灾害水母在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型灾害水母在线监测系统，包括视频监测装置、水质监测装置、风速监测装置、水文监测装置、信息处理装置、大型水母漂移集合监测装置和在线监控平台。所述视频监测装置、水质监测装置、风速监测装置、水文监测装置将监测的水母视频数据、水质数据、风速数据和海流数据发送至信息处理装置进行处理后，将汇总数据发送至大型水母漂移集合监测装置，大型灾害水母的监测结果和环境参数最后显示于在线监控平台，能够在大型水母灾害发生前及时发出预警。

Description

一种大型灾害水母在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及海洋生态环境监测设备技术领域，特别是一种大型灾害水母在线监测系统。

背景技术

近年来由于人类活动和气候变化等原因，我国黄渤海海域出现大型灾害水母暴发现象，并有逐年加重的趋势，对近海海洋渔业、沿海工业、滨海旅游业的发展和海洋生态安全造成了严重危害。我国近海海域沙海蜇、白色霞水母大量繁殖，导致沿岸各地渔民的渔获量锐减。青岛、威海、秦皇岛等沿岸水域海月水母暴发，导致滨海发电厂冷却系统堵塞，严重影响用电供应。同时，大型灾害水母如沙海蛰和白色霞水母等刺细胞中含有水母毒素，在滨海海水浴场蜇伤游客严重危害人身安全。

大型灾害性水母频繁发生，对滨海发电站等重大设施安全运行、海水浴场公共安全、海洋经济可持续发展造成严重威胁。因此，准确监测大型水母数量分布并对水母灾害及时预警对于保障渔业生产正常开展、海滨旅游安全以及滨海发重大设施正常运转具有重要意义，是滨海发电厂、滨海核电站和海水浴场管理部门的迫切需求。

目前，对大型灾害性水母的监测方法有拖网采样监测、水下摄像监测、声呐成像监测等，均需要租用船只进行人工监测，耗时耗力，并且无法进行长期实时监测大型灾害水母的出现并预警。因此，构建大型灾害性水母及其环境参数实时监测在线监测系统具有重要的科学意义和应用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于填补大型灾害水母实时在线监测设备技术领域的空白，提供一种大型灾害水母在线监测系统。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种大型灾害水母在线监测系统，包括视频监测装置、水质监测装置、风速监测装置、水文监测装置、信息处理装置、大型水母漂移集合监测装置和在线监控平台，

所述的视频监测装置包括摄像机、卤素泛光灯和光感应器；所述水质监测装置包括温度传感器和盐度传感器；所述风速监测装置包括风速风向仪；所述水文监测装置包括海流计和验潮仪；所述信息处理装置包括视频信息处理模块和环境信息处理模块；所述在线监控平台具有多个监控终端，每个监控终端均具有电子海图显示模块；

所述信息处理装置分别与视频监测装置、水质监测装置、风速监测装置、水文监测装置和大型水母漂移集合监测装置通信连接，所述在线监控平台与大型水母漂移集合监测装置通信连接。

所述信息处理装置包括视频信息处理模块和环境信息处理模块；视频信息处理模块包括水母视频图像抓取模块和水母特征数据提取模块，视频信息处理模块通过通讯网络分别与视频监测装置和大型水母漂移集合监测装置连接；环境信息处理模块分别与水质监测装置、风速监测装置、水文监测装置和大型水母漂移集合监测装置通信连接。

所述视频信息处理模块是用来处理视频监测装置采集到的水母活动情况的视频，水母视频数据经视频信息处理模块处理后得到水母汇总数据，并以无线方式发送到大型水母漂移集合监测装置；所述环境信息处理模块将环境监测传感器测得的数据进行采集、处理和存储，并经由无线通信方式发送至大型水母漂移集合监测装置。

所述在线监控平台具有多个监控终端，每个监控终端均具有电子海图显示模块。所述电子海图显示模块显示的所述监测结果包括实时大型水母数量、种类、风场和环流场数据以及各水质参数的浓度分布设置，并设定水母数量参数的上限，当监测到的数据超过上限时系统会及时发出警告并存储事件。

所述摄像机通过可旋转轴安装于固定框架上，用于采集海面视频；卤素泛光灯和光感应器安装于固定框架上，并且均设置在摄像机的旁边，所述卤素泛光灯的开关受光感应器的控制，所述卤素泛光灯用于夜间照明，所述光感应器用于感受周围光线。

所述的水质监测装置包括锚定浮标和固定于锚定浮标上的水质监测仪，所述水质监测仪用于监测水质参数，所述水质监测装置与信息处理装置通信连接，将监测到的水质参数数据发送至信息处理装置，所述水质监测仪包括温度传感器和盐度传感器。

所述的风速监测装置安装于固定框架。

所述海流计安装于锚定浮标上。

所述视频图像抓取模块用于从监控视频中抓取水母情况的实时图片，所述特征数据提取模块用图片处理软件从抓取到的图片中提取水母数量和种类特征。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型通过分别监测海域的水母数量及种类状况、水质参数、风速数据和海流数据，将监测结果和水质参数输入大型水母漂移集合监测装置，对监测海域大型水母出现的种类及数量实时进行在线监测，并能够在水母暴发前及时发出预警。

本实用新型构建了一体化的大型灾害水母实时在线监测系统，在实现海域大型水母实时在线监测的同时，可对水母暴发灾害的发生进行及时预警，为滨海发电厂、滨海核电站和海水浴场防范大型水母灾害提供技术支撑。另外，将水母种类、数量、分布等特征与环境因子结合监测分析，能够为相关领域如大型水母行为学特征及水母暴发机制等科学研究提供数据支持。

附图说明

图1为本实用新型的系统框架示意图。

图2为本实用新型整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述：

如图1、图2所示，一种大型灾害水母在线监测系统，包括视频监测装置、水质监测装置、风速监测装置1、水文监测装置、信息处理装置12、大型水母漂移集合监测装置和在线监控平台13。

所述视频监测装置包括安装于固定框架6的摄像机2和照明模块。所述摄像机2通过可旋转轴3安装于固定框架6上，位于海面之上，用于采集海面视频；所述的照明模块用于夜间照明，所述照明模块包括安装于固定框架6上可调节配件的卤素泛光灯4和光感应器5，卤素泛光灯4和光感应器5均设置在摄像机的旁边，所述卤素泛光灯的开关受光感应器的控制，所述卤素泛光灯4用于夜间照明，所述光感应器5用于感受周围光线，当光线下降至夜间水平时打开卤素泛光灯4，所述视频监测装置与信息处理装置12通信连接，将监测到的水母视频数据发送至信息处理装置12。

所述的水质监测装置包括锚定浮标8和固定于锚定浮标8上的水质监测仪9，所述水质监测仪9用于监测水质参数，所述水质监测装置与信息处理装置12通信连接，将监测到的水质参数数据发送至信息处理装置12。所述水质监测仪9包括温度和盐度多参数传感器。

所述风速监测装置1安装于固定框架6，位于海面之上，用于监测海洋表面的风速和风向；所述水文监测装置包括海流计10和验潮仪11，所述海流计安装于锚定浮标上，位于海面之下，所述海流计10用于监测海洋中水流的流速和流向，所述验潮仪11用于监测水位；所述风速监测装置1和水文监测装置均与信息处理装置12通信连接，将监测到的风速数据和海流数据发送至信息处理装置12。

所述信息处理装置12包括视频信息处理模块和环境信息处理模块，所述视频信息处理模块是用来处理视频监测装置采集到的水母活动情况的视频，水母视频数据经视频信息处理模块处理后得到水母汇总数据，并以无线方式发送到大型水母漂移集合监测装置；所述环境信息处理模块将环境监测传感器测得的数据进行采集、处理和存储，并经由无线通信方式发送至大型水母漂移集合监测装置。

视频信息处理模块包括水母视频图像抓取模块和水母特征数据提取模块，视频信息处理模块通过通讯网络连接大型水母漂移集合监测装置；环境信息处理模块分别与水质监测装置、风速监测装置1、水文监测装置和大型水母漂移集合监测装置通信连接。

所述大型水母漂移集合监测装置与在线监控平台13通信连接，根据接收自信息处理装置 12的水母状况数据、水质参数数据、风场数据和流场数据，进行大型水母漂移集合监测分析，并将分析结果发送至在线监控平台13。

所述在线监控平台13具有多个监控终端，每个监控终端均具有电子海图显示模块。所述电子海图显示模块用于显示接收自大型水母漂移集合监测装置的监测结果。所述监测结果包括实时大型水母数量、种类、风场和环流场数据以及各水质参数的浓度分布设置，并设定水母数量参数的上限，当监测到的数据超过上限时系统会及时发出警告并存储事件。

进一步，所述摄像机优选为配有自动虹膜镜头的500万像素高清网络摄像机，支持ip，允许通过互联网进行访问并具有安全登录功能。

进一步，所述卤素泛光灯4优选为Fael OKAY 1000W卤素泛光灯4。

本领域技术人员可以根据实际需求对摄像机2、泛光灯4和光感应器5进行选择。所述摄像机2用耐腐蚀外壳包装并安装于固定不锈钢框架的支架上，所述支架具有可调整的垂直轴，用来调整摄像机2达到最大视野；所述泛光灯4安装于固定不锈钢框架的可调节配件上个，可在水平和垂直轴上旋转；所述光感应器5安装于固定不锈钢框架顶端；所述固定不锈钢框架可用捆扎带或棘轮机构连接到适当的基础设施。

进一步，所述光传感器优选为LXD/GB5-A1E光敏传感器。

进一步，所述视频图像抓取模块用于从监控视频中抓取水母情况的实时图片，所述特征数据提取模块用图片处理软件从抓取到的图片中提取水母数量和种类特征，所述图片处理软件为CellProfiler和Roborealm(http://www.roborealm.com/)。

进一步，所述水质监测仪9优选DS5X水质多参数传感器，本领域技术人员也可以选用其他型号的水质监测仪9。

进一步，所述风速监测装置1安装于固定框架6，用于监测海洋表面的风速和风向，该实施例中选用Gill WindSonic超声波风速风向仪，本领域技术人员也可以选用其他型号的风速监测装置1。

进一步，所述水文监测装置包括海流计10和验潮仪11，所述海流计10用于监测海洋中水流的流速和流向，所述验潮仪11用于监测水位，所述海流计10为Valeport 106自记式海流计10。进一步，所述验潮仪11为TD304型潮位仪，该实施例中选用Valeport 106自记式海流计10和TD304型潮位仪，本领域技术人员也可以选用其他型号。为了更好的检测风场和海流场的数据，该实施例中，所述风速监测装置1和水文监测装置均包括多个。

为了方便多个工作人员对监测数据进行监控，该实施例中优选设置所述在线监控平台13 包括多个监控终端，每个监控终端均包括电子海图显示模块。

所述电子海图显示模块显示的所述监测结果包括实时大型水母数量、种类、风场和环流场数据以及各水质参数的浓度分布设置，并设定水母数量参数的上限，当监测到的数据超过上限时系统会及时发出警告并存储事件。本领域技术人员可以根据实际需求对显示的监测结果的内容进行调整。通过该在线监控平台13，工作人员可以直观的在电子海图显示模块上观测到相应的监测结果，为相关应急部门提供及时有效的监测及预警信息。

本实用新型通过分别监测海域的水母数量及种类状况、水质参数、风速数据和海流数据，将监测结果和水质参数输入大型水母漂移集合监测装置，对监测海域大型水母出现的种类及数量实时进行在线监测，并能够在水母暴发前及时发出预警。

本实用新型构建了一体化的海上大型灾害水母实时在线监测系统，在实现海域大型水母实时在线监测的同时，可对水母暴发灾害的发生进行及时预警。另外，将水母种类、数量、分布等特征与环境因子结合监测分析，能够为相关领域如大型水母行为学特征及水母暴发机制等科学研究提供数据支持。

Claims (7)

1.一种大型灾害水母在线监测系统，其特征在于：包括视频监测装置、水质监测装置、风速监测装置、水文监测装置、信息处理装置、大型水母漂移集合监测装置和在线监控平台，

所述的视频监测装置包括摄像机、卤素泛光灯和光感应器；所述水质监测装置包括温度传感器和盐度传感器；所述风速监测装置包括风速风向仪；所述水文监测装置包括海流计和验潮仪；所述信息处理装置包括视频信息处理模块和环境信息处理模块；所述在线监控平台具有多个监控终端，每个监控终端均具有电子海图显示模块；

所述信息处理装置分别与视频监测装置、水质监测装置、风速监测装置、水文监测装置和大型水母漂移集合监测装置通信连接，所述在线监控平台与大型水母漂移集合监测装置通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种大型灾害水母在线监测系统，其特征在于，视频信息处理模块包括水母视频图像抓取模块和水母特征数据提取模块，视频信息处理模块通过通讯网络分别与视频监测装置和大型水母漂移集合监测装置连接；环境信息处理模块分别与水质监测装置、风速监测装置、水文监测装置和大型水母漂移集合监测装置通信连接。

3.根据权利要求1所述的一种大型灾害水母在线监测系统，其特征在于，所述摄像机通过可旋转轴安装于固定框架上，用于采集海面视频；卤素泛光灯和光感应器安装于固定框架上，并且均设置在摄像机的旁边，所述卤素泛光灯的开关受光感应器的控制，所述卤素泛光灯用于夜间照明，所述光感应器用于感受周围光线。

4.根据权利要求1所述的一种大型灾害水母在线监测系统，其特征在于，所述的水质监测装置包括锚定浮标和固定于锚定浮标上的水质监测仪，所述水质监测仪用于监测水质参数，所述水质监测装置与信息处理装置通信连接，将监测到的水质参数数据发送至信息处理装置，所述水质监测仪包括温度传感器和盐度传感器。

5.根据权利要求3所述的一种大型灾害水母在线监测系统，其特征在于，所述的风速监测装置安装于固定框架。

6.根据权利要求4所述的一种大型灾害水母在线监测系统，其特征在于，所述海流计安装于锚定浮标上。

7.根据权利要求2所述的一种大型灾害水母在线监测系统，其特征在于，所述视频图像抓取模块用于从监控视频中抓取水母情况的实时图片，所述特征数据提取模块用图片处理软件从抓取到的图片中提取水母数量和种类特征。

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