CN211014266U - 一种无人驾驶自动水质监测船 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无人驾驶自动水质监测船，包括船体，船体上设有控制芯片、北斗导航系统、动力转向系统、水样采集系统和水质检测系统；控制芯片分别与北斗导航系统、动力转向系统、水样采集系统和水质检测系统电性连接。本实用新型提供的一种无人驾驶自动水质监测船，通过设有北斗导航系统进行通讯连接，在信号弱或无信号区域时，监测船可通过北斗导航系统的北斗短报文进行通讯连接，从而保障了水质监测船在信号较差区域也能与终端保持通讯连接，进而避免了水质监测船因通讯中断而丢失。

Description

一种无人驾驶自动水质监测船

技术领域

本实用新型涉及水质监测技术领域，特别涉及一种无人驾驶自动水质监测船。

背景技术

自改革开放以来，我国大力发展经济，尤其是重工业，因而对海洋、河流和地下水造成很大的污染，严重影响了生态稳定，因此加强水质监测工作显得尤为重要。目前国内普遍的水质监测方法主要分为两种：一种是建立多个固定水质监测点，第二种是监测人员携带各种监测设备至现场进行测量，或采集水样拿回实验室分析。

对于建立多个固定水质监测点的监测方法其建设水质监测点的建设成本高，维护量大且监测点设定数量有限因而测量范围有限；对于监测人员进行实地人工测量的方法中，人工成本高且监测人员在危险水域难以进行测量，监测仪器需在天气状况良好的情况下测量，难以随时随地监测，人工实验分析数据的速度慢，监测效率低。近几年市面上还出现了一种无人采样船，通过无线控制或GPS定位系统，可自动完成水样的采样，但在信号弱的地方，则无法与采样船通信，甚至导致采样船丢失。

实用新型内容

为解决无人采样船在信号弱的区域无法与终端通信连接的问题，本实用新型现提供的一种无人驾驶自动水质监测船，包括船体，船体上设有控制芯片、北斗导航系统、动力转向系统、水样采集系统和水质检测系统；所述控制芯片分别与所述北斗导航系统、动力转向系统、水样采集系统和水质检测系统电性连接。

进一步地，所述北斗导航系统包括北斗天线、北斗信息接收模块、北斗信息发送模块；所述北斗信息接收模块与所述北斗信息发送模块均与控制芯片电性连接，且所述北斗信息接收模块与所述北斗信息发送模块均与北斗天线电性连接。

进一步地，所述水质检测系统包括酸碱度传感器、TDS传感器和浊度传感器；所述酸碱度传感器、TDS传感器和浊度传感器均与所述控制芯片电性连接。

进一步地，所述水质检测系统还包括氯化物传感器；所述氯化物传感器与所述控制芯片电性连接。

进一步地，所述水质检测系统还包括温度传感器；所述温度传感器与所述控制芯片电性连接。

进一步地，所述动力转向系统包括角度传感器，所述角度传感器与所述控制芯片电性连接。

进一步地，所述控制芯片为STM32F103的ARM芯片。

本实用新型提供的一种无人驾驶自动水质监测船，通过设有北斗导航系统进行通讯连接，在信号弱或无信号区域时，监测船可通过北斗导航系统的北斗短报文进行通讯连接，从而保障了水质监测船在信号较差区域也能与终端保持通讯连接，进而避免了水质监测船因通讯中断而丢失。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的无人驾驶自动水质监测船的原理框图；

图2为无人驾驶自动水质监测船优选方案的原理框图。

附图标记：

10控制芯片 20北斗导航系统 21北斗天线

22北斗信息接收模块 23北斗信息发送模块 30动力转向系统

40水样采集系统 50水质检测系统

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型现提供的一种无人驾驶自动水质监测船，包括船体，船体上设有控制芯片10、北斗导航系统20、动力转向系统30、水样采集系统40和水质检测系统50；所述控制芯片10分别与所述北斗导航系统20、动力转向系统30、水样采集系统40和水质检测系统50电性连接。

具体实施时，如图1所示，本实施例提供的无人驾驶自动水质监测船，包括船体，船体上设有控制芯片10、北斗导航系统20、动力转向系统30、水样采集系统40和水质检测系统50；控制芯片10分别与北斗导航系统20、动力转向系统30、水样采集系统40和水质检测系统50电性连接，实现对北斗导航系统20、动力转向系统30、水样采集系统40和水质检测系统50各个模块或系统的控制；本实施例的控制芯片10采用型号为STM32F103的ARM芯片；该ARM芯片的运行功率较低，能有效提升无人驾驶自动水质监测船的续航能力。

北斗导航系统20用于为船体进行导航定位，北斗导航系统20具有北斗短报文功能，在无人驾驶自动水质监测船处于弱信号或无信号区域时，可通过北斗短报文进行通讯连接；动力转向系统30为电动液压舵机；动力转向系统30与控制芯片10相连接，动力转向系统30受控于控制芯片10；动力转向系统30用于实现监测船的前进以及转向；水样采集系统40用于采集水样，水样采集系统40包括采样槽和水泵等结构；水泵通过管道与采样槽相连接；通过水泵的抽吸，将水抽吸至采样槽中，实现对水质的采样；需要说明的是，水样采集系统40还可采用现有技术中的水质采样模块，此处不再赘述；水质检测系统50包括各种用于检测水质的传感器，用于对采样的水质进行检测；并将检测所得数据传输至控制芯片10。

实际使用时，控制芯片10通过北斗导航系统20对监测船的位置进行定位，并根据预先设定好的路线，实时地向电动液压舵机发送行驶和转向指令，从而控制监测船按照设定的路线进行行驶；当监测船处于信号较弱或无信号区域时，通过北斗导航系统20的北斗短报文功能进行通讯，可实现位置的定位以及数据传输。

本实用新型提供的一种无人驾驶自动水质监测船，通过设有北斗导航系统进行通讯连接，在信号弱或无信号区域时，监测船可通过北斗导航系统的北斗短报文进行通讯连接，从而保障了水质监测船在信号较差区域也能与终端保持通讯连接，进而避免了水质监测船因通讯中断而丢失；同时，相比于传统固定的水质监测点，采用无人驾驶水质监测船进行水质监测，使得监测地点可灵活设定，无需设置多个监测点，极大地节约了水质监测成本。

优选地，所述北斗导航系统20包括北斗天线21、北斗信息接收模块22、北斗信息发送模块23；所述北斗信息接收模块22与所述北斗信息发送模块 23均与控制芯片10电性连接，且所述北斗信息接收模块22与所述北斗信息发送模块23均与北斗天线21电性连接。

具体实施时，如图1和图2所示，北斗导航系统20包括北斗天线21、北斗信息接收模块22、北斗信息发送模块23；北斗信息接收模块22与北斗信息发送模块23均与控制芯片10电性连接，且北斗信息接收模块22与北斗信息发送模块23均与北斗天线21电性连接；控制芯片10通过北斗信息发送模块23、北斗信息接收模块22和北斗天线21，与北斗卫星进行数据交互，并实现位置定位。

优选地，所述水质检测系统50包括酸碱度传感器、TDS传感器和浊度传感器；所述酸碱度传感器、TDS传感器和浊度传感器均与所述控制芯片10电性连接。

具体实施时，如图1和图2所示，水质检测系统50包括酸碱度传感器、 TDS传感器和浊度传感器；酸碱度传感器通过检测水中的氢离子浓度，并将检测获得的数值转换成信号传输至控制芯片10，从而得出检测水样的pH值；TDS 传感器通过测量水的电导率，从而间接反映出水样的TDS数值，TDS数值表明水中重金属等可溶解性盐类的浓度；TDS数值越高，表明水中重金属等可溶解性盐类的浓度也高；浊度传感器用于检测水中不可溶解的悬浮物含量，包括微小的无机物、浮游生物及微生物，通过浊度传感器可全面反映水质的浑浊程度。

优选地，所述水质检测系统50还包括氯化物传感器；氯化物传感器与所述控制芯片10电性连接。

具体实施时，如图1或图2所示，所述氯化物传感器能检测出水样的氯化物数据；由于水中的氯对管道、桥梁等钢结构有腐蚀作用，通过设有氯化物传感器，可对水中的氯化物含量进行监测，当氯化物含量过高时，方便相关人员采取相应措施降低氯化物含量，从而避免管道、桥梁等钢结构被过快腐蚀。

优选地，所述水质检测系统50还包括温度传感器。

具体实施时，如图1和图2所示，水质检测系统50还包括温度传感器；由于测得的水质数据容易受到温度的影响，而通过设有温度传感器，可对水体温度进行测量，运用温度补偿算法，对检测所得水质数据进行换算、评估，从而获得更加精确的水质测量数据。需要说明的是，酸碱度传感器、TDS传感器、浊度传感器、氯化物传感器和温度传感器采用现有传感器即可。

优选地，所述动力转向系统30包括角度传感器，所述角度传感器与所述控制芯片10电性连接。

具体实施时，本实施例提供的无人驾驶自动水质监测船还包括角度传感器，角度传感器与控制芯片10电性连接，角度传感器用于感应监测船的船舵的转动角度，并将所测船舵转动角度传输至控制芯片10，使得控制芯片10能够综合参考监测船的定位和监测船的航行状态，从而更加精确地判断并调节船舵的转动角度；需要说明的是，角度传感器采用现有技术即可，此处不再赘述。

尽管本文中较多的使用了诸如控制芯片、北斗导航系统、动力转向系统、水样采集系统和水质检测系统等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种无人驾驶自动水质监测船，其特征在于：包括船体，船体上设有控制芯片(10)、北斗导航系统(20)、动力转向系统(30)、水样采集系统(40)和水质检测系统(50)；所述控制芯片(10)分别与所述北斗导航系统(20)、动力转向系统(30)、水样采集系统(40)和水质检测系统(50)电性连接。

2.根据权利要求1所述的无人驾驶自动水质监测船，其特征在于：所述北斗导航系统(20)包括北斗天线(21)、北斗信息接收模块(22)、北斗信息发送模块(23)；所述北斗信息接收模块(22)与所述北斗信息发送模块(23)均与控制芯片(10)电性连接，且所述北斗信息接收模块(22)与所述北斗信息发送模块(23)均与北斗天线(21)电性连接。

3.根据权利要求1所述的无人驾驶自动水质监测船，其特征在于：所述水质检测系统(50)包括酸碱度传感器、TDS传感器和浊度传感器；所述酸碱度传感器、TDS传感器和浊度传感器均与所述控制芯片(10)电性连接。

4.根据权利要求3所述的无人驾驶自动水质监测船，其特征在于：所述水质检测系统(50)还包括氯化物传感器；所述氯化物传感器与所述控制芯片(10)电性连接。

5.根据权利要求4所述的无人驾驶自动水质监测船，其特征在于：所述水质检测系统(50)还包括温度传感器；所述温度传感器与所述控制芯片(10)电性连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的无人驾驶自动水质监测船，其特征在于：所述动力转向系统(30)包括角度传感器，所述角度传感器与所述控制芯片(10)电性连接。

7.根据权利要求6所述的无人驾驶自动水质监测船，其特征在于：所述控制芯片(10)为STM32F103的ARM芯片。

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