CN218765494U - 水域监测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水域监测设备，包括承载装置、水文检测装置及环境监控装置，承载装置包括悬设于目标水域上空的壳体单元，水文检测装置包括安装于壳体单元的水质检测单元及安装于壳体单元的水位检测单元，环境监控单元包括安装于壳体单元的成像监控单元。本实用新型提供的水域监测设备融合了水文检测和数据获取功能以及水域周围环境实时监控的功能，多种功能集成在一套设备可以减少安装水文检测设备和安装水域监控设备所需的成本，使用水域监测设备可以提高水域保护工作的便利性，有助于工作人员实时掌控目标水域的情况和对异常情况的捕捉记录。

Description

水域监测设备

技术领域

本实用新型涉及环境监控技术领域，尤其涉及一种水域监测设备。

背景技术

水域监测是一项重要的生态保护工作，其中涉及多个方面的监测，涵盖多个学科门类，当前水域监测内容丰富，监测指标众多，包括水体成分、水域地理状况、水域周围环境、水域现场的生物活动等。水域保护工作者面临的主要问题是监测工作繁忙辛苦、关于多个监测指标的数据获取难度大、所获取数据之间的关联性较弱，增加了人员分析这些数据的时间成本，且人员根据当前所获取数据难以准确地对被监测目标水域进行综合状况评估。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提供一种能够帮助水域监测工作者进行便利化监测的水域监测设备，使用该水域设备可以减少相关工作者的工作量，有利于对被监测目标水域进行更加准确、科学和及时的综合状况评估，从而制定更有针对性的水域保护措施和办法。

本实用新型提供的水域监测设备包括承载装置、水文检测装置及环境监控装置，承载装置包括悬设于目标水域上空的壳体单元，水文检测装置包括安装于壳体单元的水质检测单元及安装于壳体单元的水位检测单元，环境监控单元包括安装于壳体单元的成像监控单元。

在其中一个实施方式中，水位检测单元为安装于壳体单元的雷达测距单元，雷达测距单元包括能量发射部，能量发射部设于壳体单元相对靠近目标水域的一侧。

如此设置，雷达测距单元所发出的能量可以无阻碍地到达目标水域的水面，使得水位检测容易、精度高、检测误差小。

在其中一个实施方式中，雷达测距单元还包括光学透镜，光学透镜于能量发射部发出能量的一侧覆盖能量发射部，且光学透镜背离能量发射部的一侧沿远离壳体单元的方向外凸，以限定出雷达测距单元的能量传播方向。

如此设置，光学透镜可以起到集中能量的作用，避免雷达测距单元的能量向各个方向分散传播从而影响水位检测精度。

在其中一个实施方式中，光学透镜为中空回转体壳体，且具有指向目标水域的光轴，能量发射部被配置为沿光轴的延伸方向突出于壳体单元相对靠近目标水域的一侧。

如此设置，能量发射部发出的能量经过光学透镜后交汇于光轴上一点，只需一台雷达测距单元即可对目标水域水位进行高精度、低误差的检测，同时雷达测距单元所发出的能量不容易分散，可以在恶劣自然环境下进行检测，不受风雨因素干扰。

在其中一个实施方式中，光学透镜背离能量发射部的一侧形成有球面，球面的球心位于光学透镜相对靠近能量发射部的一侧；及/或，

光学透镜的一端形成有开口用以套设能量发射部，光学透镜的另一端闭合，并且与光学透镜的外周壁通过曲面过渡。

如此设置，光学透镜集聚雷达测距单元能量的效果显著，经过光学透镜之后的能量的传播方向更容易向光轴靠拢从而更有利于集中能量。

在其中一个实施方式中，水质检测单元包括用于采集目标水域的散射光线的第一光谱采集模块、用于采集环境光线的第二光谱采集模块，以及连接第一光谱采集模块与第二光谱采集模块的分析处理模块。

如此设置，水质检测的精度提高，通过排除环境光的干扰，使最终得到的光谱信息与能够真实反映目标水域水质情况的光谱信息更加接近，可以防止环境光对于初步确定水体成分的干扰，从而能更准确地判断出水体内物质。

在其中一个实施方式中，第二光谱采集模块设于壳体单元相对远离目标水域的一侧，承载装置还包括环境光采集视窗，环境光采集视窗与壳体单元连接配合，环境光采集视窗覆盖第二光谱采集模块。

如此设置，第二光谱采集模块采集到的光线与真实环境光更接近，可以减少水面反射、水域周围建筑、植被、物体等因素干扰，从而有利于得到更加接近能够真实反映目标水域水质情况的光谱信息。

在其中一个实施方式中，承载装置还包括压合部，环境光采集视窗包括连接壳体单元的配合凸缘以及相对配合凸缘突出的透光部，透光部的周缘与配合凸缘之间形成阶梯角，压合部一端连接壳体单元，压合部的另一端伸入阶梯角以抵接配合凸缘；及/或，

水域监测设备还包括视窗清洁装置，视窗清洁装置包括可活动安装于壳体单元的采光视窗清洁件，采光视窗清洁件用于清洁环境光采集视窗。

如此设置，环境光采集视窗的固定效果更好，其与壳体单元的配合更加紧密，因而可以为第二光谱采集模块提供更好的密封保护，在利用压合部固定环境光采集视窗的同时，还可以保证透光部能充分接收环境光线。

在其中一个实施方式中，成像监控单元包括定焦摄像头、变焦摄像头、红外摄像头中的至少一者。

如此设置，成像监控单元可以选择不同类型的摄像头，并且还可以实现多种不同摄像头的组合配置，从而能够在不同时间段、不同气候条件下实时监控水域周围环境，确保所获取的监控画面信息不缺失且可辨识。

在其中一个实施方式中，成像监控单元包括多个分别独立控制的变焦摄像头以及多个分别独立控制的定焦摄像头，变焦摄像头与定焦摄像头均安装于壳体单元，且分别一一对应匹配，任意一个变焦摄像头能够与对应所述变焦摄像头的定焦摄像头协同拍摄同一环境目标。

如此设置，在定焦摄像头捕捉到目标水域周围的异常目标后，与该定焦摄像头对应匹配的变焦摄像头便可以变焦放大上述异常目标，从而能获取更加清晰可辨的异常目标图像或视频信息，并且水域监测设备四周任一方向上的异常情况都可以被成像监控单元及时捕捉获取，消除了监控死角。

在其中一个实施方式中，成像监控单元包括变焦摄像头以及多个定焦摄像头，多个定焦摄像头分别独立控制地安装于壳体单元，变焦摄像头可活动安装于壳体单元并具有可调节的监控朝向，变焦摄像头能够与任意一个定焦摄像头协同拍摄同一环境目标。

如此设置，在某一定焦摄像头拍摄到目标水域周围的异常目标后，变焦摄像头可以活动直至其视场方向与上述捕捉到异常目标的定焦摄像头的视场方向一致，接下来二者协同配合共同对该异常目标放大变焦，从而得到清晰可辨的图像或视频，通过变焦摄像头活动与任一定焦摄像头协同，实现了对水域监测设备四周任意方向上的异常情况的及时捕捉，消除了监控死角。

在其中一个实施方式中，成像监控单元包括连接于壳体单元的云台相机，云台相机的镜头可转动地设于壳体单元靠近目标水域的一侧，并形成变焦摄像头，变焦摄像头的转动中心穿过壳体单元靠近目标水域的一侧和远离目标水域的一侧，定焦摄像头排布于壳体单元的周侧。

如此设置，变焦摄像头能够绕转动中心相对壳体单元转动以调节其视场方向，且变焦摄像头的视场方向可以与多个定焦摄像头当中的任意一个的视场方向相一致。

在其中一个实施方式中，壳体单元包括层叠设置的顶部壳体以及底部壳体，其中：成像监控单元安装于底部壳体，顶部壳体的周侧相对于底部壳体的周侧突出并形成挡檐；及/或，

底部壳体的周侧设有倾斜侧壁，成像监控单元包括设于倾斜侧壁的摄像头，倾斜侧壁限定：底部壳体靠近目标水域的一侧正投影于顶部壳体的图形，位于底部壳体远离目标水域的一侧正投影于顶部壳体的图形的内部。

如此设置，顶部壳体可以减少积水或灰尘在底部壳体上的积累，在出现降水的情况下，可以避免顶部壳体上的雨水顺流至底部壳体，由此可以减少降水对成像监控单元的影响，避免所获取图像或者视频模糊，同时，形成的挡檐还可以为成像监控单元遮挡强光，防止摄像头视野内出现高亮光斑或鬼影从而影响图像或视频；倾斜侧壁的设置可以加快底部壳体上的水滴在重力作用下掉落，同时也为设置在倾斜侧壁上的摄像头预先提供了相对于水平方向倾斜的视场角度，以使摄像头能够尽可能获取目标水域附近环境的图像，包括水域沿岸。

在其中一个实施方式中，水域监测设备还包括报警装置，报警装置包括连接于壳体单元的声音报警单元及/或连接于壳体单元的灯光报警单元，报警装置连接环境监控装置，报警装置响应于环境监控装置检测到异常目标发出报警信息。

如此设置，水域监测设备的功能更多，集成了警示告知功能，可以提示水域保护工作人员出现异常情况的水域位置。

在其中一个实施方式中，水域监测设备还包括无线通信装置，无线通信装置用于实现水域监测设备与信息数据处理终端之间的通信连接，以及多个水域监测设备之间的通信连接。

如此设置，水域监测设备可以向信息数据处理终端传输其所获取到的水文检测数据以及水域环境监控数据，有利于工作人员及时获取数据并进行分析处理，多个水域监测设备之间通过通信连接可以实现水域监测数据的共享，便于对不同位置的水域监测设备所获取的水文检测数据进行比对分析。

在其中一个实施方式中，水域监测设备还包括导航定位装置，导航定位装置获取水域监测设备所在区域的地理位置信息并且能够接入导航定位系统。

如此设置，水域监测设备所采集到的数据和这些数据所对应的目标水域的地理位置信息可以关联，从而便于工作人员更准确地获得水域状况与地理位置之间的关联，当多台水域监测设备都接入导航定位系统后，可以基于多个位置的监测数据建立起体现空间分布特点的水域情报，理论上可以获得整段河道或者整片湖泊的水文和环境信息。

本实用新型提供的水域监测设备具有如下有益效果：水域监测设备兼具水文检测/水文数据获取功能以及水域周围环境实时监控的功能，多种功能集成在同一套设备，使得安装水域监测设备时所需的成本小于分别安装水文检测设备以及安装水域监控设备所需的成本总和；利用一台水域监测设备在目标水域的同一区域范围内进行水文数据获取和环境监控，使得所获取的水文数据和水域环境状况之间的关联性更高，更便于工作人员分析这些数据，从而能更准确地掌握目标水域的综合状况；使用水域监测设备可以提高水域保护工作的便利性，更便于工作人员实时掌控被监测水域的情况、捕捉记录并分析异常情况，从而使水域保护工作的政策执行更具有针对性，最终有助于提高综合水域监管能力。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的水域监测设备的立体示意图；

图2为本实用新型一个实施例的水域监测设备的爆炸示意图；

图3为本实用新型一个实施例的水位检测单元的结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例的底部壳体的第一视角示意图；

图5为图4所示底部壳体的第二视角示意图；

图6为图4所示底部壳体的第三视角示意图；

图7为本实用新型一个实施例的顶部壳体的第一视角示意图；

图8为图7所示顶部壳体的第二视角示意图；

图9为图7所示顶部壳体的第三视角示意图。

附图标记说明：

100、水域监测设备；200、目标水域水面；

10、承载装置；11、壳体单元；111、顶部壳体；1111、第一光谱采集模块安装区；1112、分析模块安装区；1113、GPS安装区；112、底部壳体；1121、云台安装区；1122、第二光谱采集模块安装区；1123、光谱采集模块安装部；1124、雷达安装区；1125、能量发射部安装区；1126、倾斜侧壁；12、吊装支架；13、环境光采集视窗；14、GPS罩壳；

20、水文检测装置；21、水质检测单元；211、第一光谱采集模块；212、第二光谱采集模块；213、分析处理模块；22、水位检测单元；221、能量发射部；222、光学透镜；

30、环境监控装置；31、成像监控单元；311、定焦摄像头；312、变焦摄像头；313、云台相机；314、云台；32、辅助监控单元；321、红外摄像头；322、白光模块；40、主板；50、采光视窗清洁件；60、报警装置；70、天线；80、GPS模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型提供一种水域监测设备100，用于对河流、湖泊、水库或者其他积蓄水的水域进行监测，以便于水域保护工作人员获取被监测的目标水域的监测数据信息。水域监测设备100包括承载装置10、水文监测装置以及环境监控装置30，承载装置10包括悬设于目标水域上空的壳体单元11，此外还包括连接于壳体单元11背离目标水域一侧的吊装支架12，吊装支架12固定安装在目标水域沿岸。水文监测装置用于检测并获取目标水域的蓄水量、水位、水质等信息，环境监控装置30用于实时监控目标水域及其周围环境，监控对象包括水流、水面起伏、沿岸植被、建筑设施以及人员和生物活动。

请参阅图1-图2，水文监测装置以及环境监控装置30均集成设置在承载装置10中，水文监测装置包括安装于壳体单元11的水质检测单元21以及安装于壳体单元11的水位检测单元22，环境监控装置30包括安装于壳体单元11的成像监控单元31。水质检测单元21能够针对至少多达16种水质参数进行检测，水质参数包括悬浮物、浊度、透明度、总磷、总氮、高锰酸钾指数、化学需氧量、日生化需氧量、溶解氧、叶绿素等。

本实用新型中，水质检测单元21为高光谱分析单元，其水质检测原理是首先采集目标水域光谱，然后结合特定物质水溶液的光谱特征，分析并初步推断目标水域内可能存在的溶质成分，然后测出目标水域的溶质成分，再将采集到的目标水域光谱作为这些溶质成分的光谱识别特征。之后再继续采集目标水域光谱，并将后续所得到的光谱特征与上述光谱识别特征比对，从而确定目标水域的水体成分是否变化、污染情况是否有改善。

水位检测单元22能够在目标水域水面200以上8米高度范围以内监测水位高度，在水位检测单元22安装至壳体单元11后，其相对于目标水域沿岸的高度确定，此时水位检测单元22相对于目标水域沿岸的高度和水位检测单元22与目标水域之间的高度差即为目标水域的水位高度。本实用新型中，水位检测单元22为雷达测距单元，雷达测距单元包括设于壳体单元11相对靠近目标水域一侧的能量发射部221。

成像监控单元31用于对目标水域、目标水域周围环境进行实时视频监控，所监控的内容包括目标水域的水流、波浪起伏、目标水域沿岸植被、建筑设施、人员和生物活动。成像监控单元31包括定焦摄像头311、变焦摄像头312、红外摄像头321中的至少一者，无论采用何种摄像头，摄像头均安装于壳体单元11。对于任一类型的摄像头数量、排布方式或者在壳体单元11上的设置位置，本实用新型不作具体限定，只要摄像头视场角内没有其他结构遮挡从而影响成像即可。

参阅图1和图2，壳体单元11包括层叠拼接固定的顶部壳体111和底部壳体112，吊装支架12连接于顶部壳体111相对远离底部壳体112的一侧。当吊装支架12与顶部壳体111连接时，顶部壳体111与底部壳体112沿目标水域的高度方向层叠设置，顶部壳体111位于壳体单元11中相对远离目标水域的一侧，底部壳体112位于壳体单元11中相对靠近目标水域的一侧。目标水域的高度方向指：在无风情况下，目标水域的水面为水平平面，此时与目标水域水面200相垂直的竖直方向。

进一步地，雷达测距单元包括用于发射雷达波的能量发射部221，还包括光学透镜222。能量发射部221设置在底部壳体112，并且突出于底部壳体112相对靠近目标水域的一侧，光学透镜222在能量发射部221发出能量的一侧，也即底部壳体112靠近目标水域的一侧连接底部壳体112，并覆盖能量发射部221，光学透镜222背离能量发射部221且朝向目标水域的一侧设有光滑曲面。光学透镜222用于调整雷达波的传播方向，限定雷达波通过光学透镜222之后的传播方向，防止雷达波呈发散式扩散，确保雷达波能量汇聚集中，从而提高对目标水域水面200的测距精度。可选的，雷达波测距单元为毫米波雷达，其频率规格为80GHz，能够将测距精度误差控制在5㎜以内。

光学透镜222背离能量发射部221的一侧沿远离顶部壳体111以及底部壳体112的方向向目标水域突出。在一些实施方式中，光学透镜222为中空回转体壳体，并且具有指向目标水域的光轴，当壳体单元11连接至吊装支架12后，光轴沿目标水域的高度方向延伸，能量发射部221沿光轴的延伸方向突出于底部壳体112，由能量发射部221发出的能量经过光学透镜222之后，其传播方向向光轴靠近，并最终汇聚在光轴上一点。请参阅图2和图3，图中所示虚线h表示光轴，目标水域水面200在无风状态下接近理想水平面，其与目标水域水面200相垂直。

请参阅图2和图3，能量发射部221与光学透镜222同轴设置，也即能量发射部221的轴线与光轴相重合，光学透镜222背离能量发射部221的一侧形成有球面，球面的球心位于光学透镜222相对靠近能量发射部221的一侧，球面可以是半球面，也可以是多于或少于半球面的球冠面。

在图中未示出的一个实施方式中，光学透镜222的一端连接底部壳体112，并且形成有开口以便套设能量发射部221，另一端闭合，位于光学透镜222两端之间的外周壁与光学透镜222相对远离底部壳体112与顶部壳体111的一端通过曲面过渡连接。

进一步地，如前述，水质检测单元21为高光谱分析单元，包括安装于底部壳体112的第一光谱采集模块211、安装于顶部壳体111的第二光谱采集模块212、安装在顶部壳体111与底部壳体112之间的分析处理模块213，分析处理模块213与第一光谱采集模块211和第二光谱采集模块212可以通过光纤电连接。第一光谱采集模块211用于采集目标水域的散射光线以获取水体光谱特征，第二光谱采集模块212用于采集环境光以获取环境光谱特征。当然，第一光谱采集模块211也可以安装在顶部壳体111，第二光谱采集模块212也可以安装在底部壳体112，二者也可以同时安装在顶部壳体111或底部壳体112中一者。

分析处理模块213接收水体光谱特征以及环境光谱特征，然后对环境光进行剔除，剔除之后的光线颜色即能够准确反映目标水域实际颜色，最终得到的光谱信息与能够真实反映目标水域水质状况的光谱信息更加接近，从而能规避环境光对于初步确定水体成分的干扰。为此，分析处理模块213集成设有光谱仪、微机、电源，还包括连接光纤和微机的航空插头。

将第二光谱采集模块212设置在顶部壳体111，是为了减少目标水域光线对其产生干扰，确保第二光谱采集模块212收集到的光谱信息与环境光的实际光谱信息更加接近。为此，第二光谱采集模块212设于顶部壳体111相对远离目标水域的一侧，此外承载装置10还包括环境光采集视窗13，环境光采集视窗13包括透光部，其与顶部壳体111连接并形成密封配合，环境光采集视窗13于第二光谱采集模块212收集环境光线的一侧，也即顶部壳体111远离目标水域的一侧覆盖第二光谱采集模块212，环境光线经过透光部之后投射至第二光谱采集模块212。

可选的，承载装置10还包括压合部，环境光采集视窗13还包括配合凸缘，配合凸缘从透光部的周缘向外延伸，透光部在目标水域的高度方向上相对于配合凸缘突出，从而在透光部周缘和配合凸缘之间形成阶梯角。压合部的一端连接顶部壳体111，压合部的另一端弯折延伸至阶梯角内，并且抵接于配合凸缘。在压合部抵接配合凸缘并且连接顶部壳体111的状态下，配合凸缘与顶部壳体111之间产生较大的接触压力，由此可以更进一步地消除二者间的空隙，提高密封效果，同时压合部抵接配合凸缘还不会对透光部造成遮挡。

可选的，水域监测设备100还包括视窗清洁装置，视窗清洁装置用于对光谱采集模块的视窗以及摄像头的视窗进行清洁，从而确保光线收集和监控成像不受影响。视窗清洁装置包括可活动安装于壳体单元11的采光视窗清洁件50，采光视窗清洁件50用于清洁环境光采集视窗13。具体地，采光视窗清洁件50可转动地安装在顶部壳体111，其能够通过转动而滑动接触透光部，从而刮除透光部上的杂质。

进一步地，成像监控单元31包括至少一个变焦摄像头312以及多个定焦摄像头311，多个定焦摄像头311分别能够被独立控制地安装于壳体单元11，定焦摄像头311的光轴方向以及视场方向都是确定的，变焦摄像头312可活动地安装于壳体单元11，并且具有可调节的监控朝向，也即变焦摄像头312的光轴方向以及视场方向能够随着变焦摄像头312相对壳体单元11活动而改变。变焦摄像头312的监控朝向的改变并不是无序或无目的的，变焦摄像头312能够根据需要活动至使其光轴方向和视场方向与任意一个定焦摄像头311的光轴方向和视场方向一致，从而对同一个环境目标协同拍摄。

变焦摄像头312与定焦摄像头311的协同配合能够对如下情形的异常目标进行拍摄取证，例如，当目标水域沿岸有人向目标水域偷排污水、垃圾或工业废料时，首先由其中一个定焦摄像头311对该人员进行锁定，接着变焦摄像头312响应于定焦摄像头311拍摄到偷排人员从而相对壳体单元11活动，直至其光轴方向和视场方向与锁定偷排人员的定焦摄像头311的光轴方向和视场方向一致，接着变焦摄像头312对偷排人员画面变焦放大，从而生成视频证据信息。

可选的，请参阅图2，成像监控单元31包括连接于壳体单元11的云台相机313，云台相机313包括相对壳体单元11固定的云台314以及可转动安装于云台314的镜头，云台相机313的镜头形成变焦摄像头312，该变焦摄像头312可转动地凸设于底部壳体112相对靠近目标水域的一侧。其中，变焦摄像头312的转动中心是一条垂直于目标水域高度方向的直线，并且可选择为与光轴相互平行，变焦摄像头312的光轴与目标水域高度方向形成角度，并且可选择为沿平行于目标水域水面200的方向延伸。由此变焦摄像头312能够随着自身相对云台314和壳体单元11转动实现对水域监测设备100四周任意方向的抓拍和对焦放大。

与之相适应地，定焦摄像头311排布于壳体单元11的周侧，壳体单元11的周侧位于壳体单元11相对靠近目标水域的一侧和壳体单元11相对远离目标水域的一侧之间。定焦摄像头311的光轴方向与目标水域高度方向形成角度，并且可以选择为沿平行于目标水域水面200的方向延伸；可选地，多个定焦摄像头311还能够以变焦摄像头312的转动中心为轴线环绕间隔分布或者呈放射状间隔分布，如此则可以通过多个定焦摄像头311实现对水域监测设备100四周方向上的全面实时监控，消除了监控死角以及监控盲区。

如前所述，顶部壳体111与底部壳体112在目标水域的高度方向上层叠设置，壳体单元11的周侧包括顶部壳体111的周侧以及底部壳体112的周侧，顶部壳体111的周侧位于顶部壳体111相对远离目标水域的一侧和顶部壳体111相对靠近目标水域并连接底部壳体112的一侧之间，底部壳体112的周侧位于底部壳体112相对靠近目标水域的一侧和底部壳体112相对远离目标水域并连接顶部壳体111的一侧之间。顶部壳体111的周侧在垂直于目标水域的高度方向上相对底部壳体112的周侧突出，并形成挡檐。

可选的，底部壳体112的周侧设有倾斜侧壁1126，成像监控单元31包括设于倾斜侧壁1126的摄像头，设于倾斜侧壁1126的摄像头可以是定焦摄像头311及/或变焦摄像头312。倾斜侧壁1126相对于目标水域高度方向倾斜，底部壳体112形状为：底部壳体112相对靠近目标水域的一侧沿目标水域的高度方向正投影于顶部壳体111的图形，位于底部壳体112相对远离目标水域一侧沿目标水域的高度方向正投影于顶部壳体111的图形的内部，由此底部壳体112的至少一部分呈现出倒锥台形结构。倒锥台形结构的侧壁设有摄像头。

在图中未示出的一个实施方式中，成像监控单元31包括多个分别被独立控制的定焦摄像头311，还包括多个分别被独立控制的变焦摄像头312，定焦摄像头311与变焦摄像头312均安装于壳体单元11。多个定焦摄像头311与多个变焦摄像头312分别一一对应匹配，当任意一个定焦摄像头311捕捉到目标水域周围环境的异常目标时，与所述定焦摄像头311对应匹配的变焦摄像头312便可以响应所述定焦摄像头311，并与之协同拍摄所述异常目标，由此，变焦摄像头312无需被配置为相对于壳体单元11可活动。

进一步地，环境监控装置30还包括辅助监控单元32，辅助监控单元32可以包括红外摄像头321，用于在环境光昏暗微弱的情况下通过热成像监控目标水域及其周围环境，辅助监控单元32还可以包括白光模块322，白光模块322能够用于光学警示。

进一步地，水域监测设备100还包括报警装置60，报警装置60可以包括连接于壳体单元11的声音报警单元，例如SPK，还可以包括连接于壳体单元11的灯光报警单元，报警装置60连接于环境监控装置30，能够响应于环境监控装置30检测到异常目标发出报警信息，报警信息一方面可以告知异常目标，例如偷排人员，另一方面可以告知水域保护工作人员。

进一步地，水域监测设备100还包括无线通信装置，无线通信装置用于实现水域监测设备100与信息数据处理终端之间的通信连接，还可以用于实现多个不同位置的水域监测设备100之间的通信连接。信息数据处理终端用于汇总和分析水域监测设备100所取得的水文检测数据和环境监控数据，并且能够向水域保护工作人员呈现这些数据。

在一些实施方式中，可以对河流分段后为多段河道分别设置多个水域监测设备100，多个水域监测设备100全部通过无线通信装置向信息数据处理终端反馈所收集到的水文和环境监测数据后，便可以得到该河流全段的水文信息和环境信息，从而能够为水域保护工作人员综合治理河流提供便利，为此，水域监测设备100还可以包括导航定位装置，导航定位装置可以获取水域监测设备100所在区域的地理位置信息并且能够接入导航定位系统，最终可基于多个位置的监测数据建立起能够体现空间分布特点的水域情报。

请参阅图2，水域监测设备100还包括安装于壳体单元11的主板40，水文检测装置20、环境监控装置30、无线通信装置以及导航定位装置均连接主板40，主板40可选择为设置在顶部壳体111与底部壳体112之间，并且被顶部壳体111和底部壳体112密封包围。

请参阅图4、图5和图6，图4-图6示出了本实用新型一个实施例中的底部壳体112的结构，底部壳体112包括板体以及倒锥台体，板体用于连接顶部壳体111，倒锥台体凸设于板体相对靠近目标水域的一侧，倒锥台体相对靠近目标水域的一侧与板体之间为倒锥台体的侧壁，倒锥台体的侧壁用于形成上述底部壳体112的倾斜侧壁1126。倾斜侧壁1126上间隔设置有红外摄像头321与白光模块322。板体相对靠近目标水域的一侧设有能量发射部安装区1125，用于安装能量发射部221，板体相对远离目标水域的一侧设有雷达安装区1124，用于安装雷达测距单元；倒锥台体相对靠近目标水域的一侧设有云台安装区1121和光谱采集模块安装部1123，云台相机313的镜头设于云台安装区1121，光谱采集模块安装部1123可以是中空柱体，其中容置有第一光谱采集模块211。板体相对远离目标水域的一侧设有第二光谱采集模块安装区1122，用于固定安装第一光谱采集模块211。

请参阅图2，导航定位装置包括安装于壳体单元11的GPS模块80以及安装于壳体单元11的GPS罩壳14，GPS模块80可选择安装于顶部壳体111相对远离目标水域的一侧，GPS罩壳14于顶部壳体111相对远离目标水域的一侧覆盖PGS模块，GPS罩壳14可以是PC材质制成的壳体，并且GPS罩壳14外侧以及GPS罩壳14与GPS模块80之间没有其他金属结构，不会影响信号传输。无线通信装置包括安装于壳体单元11的天线70，天线70可选择安装于顶部壳体111相对远离目标水域的一侧，由此可以减少壳体单元11、水文检测装置20以及环境监控装置30对信号收发的干扰。

请参阅图7、图8和图9，图7-图9示出了本实用新型一个实施例中的顶部壳体111的结构，顶部壳体111呈箱体结构，包括顶部板以及设于顶部板周缘的侧板，侧板用于连接底部壳体112并形成顶部壳体111的周侧，顶部板用于连接吊装支架12。顶部板上设有第一光谱采集模块安装区1111，用于安装第二光谱采集模块212，并且还设有环境光采集视窗13、用于安装分析处理模块213的分析模块安装区1112、用于安装GPS模块80的GPS安装区1113，采光视窗清洁件50转动安装于顶部板。

以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围内。

Claims (13)

1.一种水域监测设备，其特征在于，包括承载装置(10)、水文检测装置(20)及环境监控装置(30)，所述承载装置(10)包括悬设于目标水域上空的壳体单元(11)，所述水文检测装置(20)包括安装于所述壳体单元(11)的水质检测单元(21)及安装于所述壳体单元(11)的水位检测单元(22)，所述环境监控单元包括安装于所述壳体单元(11)的成像监控单元(31)。

2.根据权利要求1所述的水域监测设备，其特征在于，所述水质检测单元(21)包括用于采集目标水域的散射光线的第一光谱采集模块(211)、用于采集环境光线的第二光谱采集模块(212)，以及连接所述第一光谱采集模块(211)与所述第二光谱采集模块(212)的分析处理模块(213)。

3.根据权利要求2所述的水域监测设备，其特征在于，所述第二光谱采集模块(212)设于所述壳体单元(11)相对远离目标水域的一侧。

4.根据权利要求2-3中任意一项所述的水域监测设备，其特征在于，所述承载装置(10)还包括环境光采集视窗(13)，所述环境光采集视窗(13)包括连接所述壳体单元(11)的配合凸缘以及相对所述配合凸缘突出的透光部，所述环境光采集视窗(13)覆盖所述第二光谱采集模块(212)。

5.根据权利要求4所述的水域监测设备，其特征在于，所述承载装置(10)还包括压合部，所述透光部与所述配合凸缘之间形成阶梯角，所述压合部一端连接所述壳体单元(11)，所述压合部的另一端伸入所述阶梯角以抵接所述配合凸缘；及/或，

所述水域监测设备还包括视窗清洁装置，所述视窗清洁装置包括可活动安装于所述壳体单元(11)的采光视窗清洁件(50)，所述采光视窗清洁件(50)用于清洁所述环境光采集视窗(13)。

6.根据权利要求1所述的水域监测设备，其特征在于，所述水位检测单元(22)为安装于所述壳体单元(11)的雷达测距单元，所述雷达测距单元包括能量发射部(221)，所述能量发射部(221)设于所述壳体单元(11)相对靠近目标水域的一侧。

7.根据权利要求6所述的水域监测设备，其特征在于，所述雷达测距单元还包括光学透镜(222)，所述光学透镜(222)于所述能量发射部(221)发出能量的一侧覆盖所述能量发射部(221)，且所述光学透镜(222)背离所述能量发射部(221)的一侧沿远离所述壳体单元(11)的方向外凸。

8.根据权利要求1所述的水域监测设备，其特征在于，所述成像监控单元(31)包括定焦摄像头(311)、变焦摄像头(312)、红外摄像头中的至少一者；或者，

所述成像监控单元(31)包括多个分别独立控制的变焦摄像头(312)以及多个分别独立控制的定焦摄像头(311)，所述变焦摄像头(312)与所述定焦摄像头(311)均安装于所述壳体单元(11)，且分别一一对应匹配，任意一个变焦摄像头(312)能够与对应所述变焦摄像头(312)的定焦摄像头(311)协同拍摄同一环境目标。

9.根据权利要求1所述的水域监测设备，其特征在于，所述成像监控单元(31)包括变焦摄像头(312)以及多个定焦摄像头(311)，多个所述定焦摄像头(311)分别独立控制地安装于所述壳体单元(11)，所述变焦摄像头(312)可活动安装于所述壳体单元(11)并具有可调节的监控朝向，所述变焦摄像头(312)能够与任意一个定焦摄像头(311)协同拍摄同一环境目标。

10.根据权利要求9所述的水域监测设备，其特征在于，所述成像监控单元(31)包括连接于所述壳体单元(11)的云台相机(313)，所述云台相机(313)的镜头可转动地设于所述壳体单元(11)靠近目标水域的一侧，并形成所述变焦摄像头(312)，所述变焦摄像头(312)的转动中心穿过所述壳体单元(11)靠近目标水域的一侧和远离目标水域的一侧，所述定焦摄像头(311)排布于所述壳体单元(11)的周侧。

11.根据权利要求1所述的水域监测设备，其特征在于，所述壳体单元(11)包括顶部壳体(111)以及底部壳体(112)，

所述成像监控单元(31)安装于所述底部壳体(112)，所述顶部壳体(111)的周侧相对于所述底部壳体(112)的周侧突出形成挡檐；及/或，

所述底部壳体(112)的周侧设有倾斜侧壁(1126)，所述成像监控单元(31)包括设于所述倾斜侧壁(1126)的摄像头，所述倾斜侧壁(1126)限定：所述底部壳体(112)靠近目标水域的一侧正投影于所述顶部壳体(111)的图形，位于所述底部壳体(112)远离目标水域的一侧正投影于所述顶部壳体(111)的图形的内部。

12.根据权利要求1所述的水域监测设备，其特征在于，所述水域监测设备还包括报警装置(60)，所述报警装置(60)包括连接于所述壳体单元(11)的声音报警单元及/或连接于所述壳体单元(11)的灯光报警单元，所述报警装置(60)连接所述环境监控装置(30)，所述报警装置(60)响应于所述环境监控装置(30)检测到异常目标发出报警信息。

13.根据权利要求1所述的水域监测设备，其特征在于，所述水域监测设备还包括无线通信装置，所述无线通信装置用于实现所述水域监测设备与信息数据处理终端之间的通信连接，以及多个所述水域监测设备之间的通信连接；及/或，

所述水域监测设备还包括导航定位装置，所述导航定位装置获取所述水域监测设备所在区域的地理位置信息并且能够接入导航定位系统。

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