一種基于北斗的水文監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于北斗的水文監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國氣候異常，強降雨引發(fā)的洪水災害非常嚴重，集中暴露了我國河流治理的突出問題和薄弱環(huán)節(jié)。因此，加快中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)建設，提高中小河流洪水監(jiān)測預警能力是十分必要和迫切的。移動通信網(wǎng)絡的GPRS或CDMA等數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務均可用于水文監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸，但該服務依賴于通信基站建設，主要集中于人口密集區(qū)。若采用專線方式，建設有線傳輸或者其他傳輸，都將面臨著建設維護費用高。在發(fā)生洪錯、地震等自然災害時，上述傳輸手段均有可能失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于北斗的水文監(jiān)測系統(tǒng)，采用北斗通信衛(wèi)星傳輸具有定位、報文數(shù)據(jù)通信和授時功能，利用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的報文數(shù)據(jù)通信功能進行遠程水文監(jiān)測具有不受地域限制，抗自然災害能力強的特點。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于北斗的水文監(jiān)測系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集終端、服務器、通信模塊和客戶端，所述數(shù)據(jù)采集終端采集航道海域及附近海域的水文氣象數(shù)據(jù)，通信模塊是數(shù)據(jù)采集終端和服務器間的數(shù)據(jù)傳輸通道，服務器對數(shù)據(jù)采集終端傳送過來的數(shù)據(jù)進行分析處理并推送給客戶端，也接收來自客戶端的配置命令，然后推送給數(shù)據(jù)采集終端。所述數(shù)據(jù)采集終端包括浮標、水文數(shù)據(jù)采集單元、北斗通信定位單元和航標狀態(tài)采集及設置單元，所述浮標為水文數(shù)據(jù)采集單元、北斗通信定位單元和航標狀態(tài)采集及設置單元的載體，航標狀態(tài)采集及設置單元監(jiān)測航標的工作狀態(tài)，并接收服務器的指令，實現(xiàn)對航標燈的亮滅周期、報警閾值進行設置，北斗通信定位單元為水文數(shù)據(jù)采集單元、航標狀態(tài)采集及設置單元與服務器的通信媒介。所述水文數(shù)據(jù)采集單元對水溫、水位、風速、風向、溫度、濕度、能見度、流速、流向多項指標采集與處理。所述北斗通信定位單元為RDSS模塊通信和GNSS芯片定位混合通信定位模式。所述航標狀態(tài)采集及設置單元包括參數(shù)采集電路和監(jiān)控CPU，參數(shù)采集電路采集航標燈的工作電氣參數(shù)，經(jīng)監(jiān)控CPU發(fā)送給服務器，同時接收服務器對航標燈的亮滅周期、報警閾值等進行設置。所述浮標采用聚脲材料制作，浮體內(nèi)部填充彈性閉孔泡沫。所述客戶端包括水文信息公布系統(tǒng)、水文信息預測系統(tǒng)和航標管理系統(tǒng)，水文信息公布系統(tǒng)用來公示采集到的水文數(shù)據(jù)信息，水文信息預測系統(tǒng)用來對采集的數(shù)據(jù)信息做數(shù)據(jù)預測，航標管理系統(tǒng)為監(jiān)管部門提供航標的位置信息、電氣參數(shù)信息和航標參數(shù)的配置服務。所述服務器包括水文數(shù)據(jù)分析單元和航標數(shù)據(jù)管理單元，水文數(shù)據(jù)分析單元對未來數(shù)據(jù)進行預測，航標數(shù)據(jù)管理單元接收各數(shù)據(jù)采集終端發(fā)來的控制信息，并按照固定格式對數(shù)據(jù)進行組裝。
[0005]本發(fā)明有如下積極效果:本發(fā)明系統(tǒng)可以為船舶提供導航和助航信息、為各涉海企事業(yè)單位提供海洋水文氣象信息。通過該系統(tǒng)，涉海主管單位還可以實現(xiàn)對航標智能化管理。
【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明【具體實施方式】的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0007]下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發(fā)明的【具體實施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準確和深入的理解。
[0008]本發(fā)明的主要思路是:本發(fā)明系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集終端、服務器、通信模塊和客戶端，數(shù)據(jù)采集終端采集航道海域及附近海域的水文氣象數(shù)據(jù)，通信模塊是數(shù)據(jù)采集終端和服務器間的數(shù)據(jù)傳輸通道，服務器對數(shù)據(jù)采集終端傳送過來的數(shù)據(jù)進行分析處理并推送給客戶端，也接收來自客戶端的配置命令，然后推送給數(shù)據(jù)采集終端。
[0009]數(shù)據(jù)采集終端的作用是采集航道海域及附近海域的水文氣象數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、能見度、流速、流向、風力和風向等，并將水文數(shù)據(jù)以及終端的位置信息、狀態(tài)信息發(fā)送到服務器。
[0010]服務器為數(shù)據(jù)采集終端和客戶端服務，對數(shù)據(jù)采集終端發(fā)出的數(shù)據(jù)包進行解密和解包，將內(nèi)容保存在數(shù)據(jù)庫中；將數(shù)據(jù)進行分析處理，對當前的數(shù)據(jù)進行分析，預測未來一段時間的氣象數(shù)據(jù)，并通過客戶端發(fā)布出當前的數(shù)據(jù)和未來一段時間的數(shù)據(jù)。同時接收來自于客戶端的指令，并推送到相應的數(shù)據(jù)采集終端。
[0011]客戶端是用戶與系統(tǒng)進行交互的接口，為用戶提供海事監(jiān)管、航標狀態(tài)監(jiān)控和水文氣象信息發(fā)布等服務。數(shù)據(jù)采集終端、服務器端和客戶端相互協(xié)調(diào)工作，保證系統(tǒng)正常運行。
[0012]數(shù)據(jù)采集終端包括浮標、水文數(shù)據(jù)采集單元、北斗通信定位單元和航標狀態(tài)采集及設置單元，浮標為水文數(shù)據(jù)采集單元、北斗通信定位單元和航標狀態(tài)采集及設置單元的載體，北斗通信定位單元采用了 “RDSS模塊通信+GNSS芯片定位”的方案。RDSS(RadiC)Determinat1nSatellite System)收發(fā)模塊具有導航定位和短報文通信功能，每次可以傳輸120個漢字或420個B⑶碼，用戶還可以通過本地串口對模塊進行配置。
[0013]北斗通信定位單元實現(xiàn)了三個功能:1)獲得航標的精確定位信息，并發(fā)送信息到服務器；2)將水文氣象信息、航標電氣信息組裝成固定格式的數(shù)據(jù)包，并發(fā)送數(shù)據(jù)包到服務器；3)接收服務器發(fā)來的控制指令信息，并將控制指令轉(zhuǎn)發(fā)到航標狀態(tài)采集及設置單
J L.ο
[0014]航標狀態(tài)采集及設置單元包括參數(shù)采集電路和監(jiān)控CPU，參數(shù)采集電路采集航標燈的工作電氣參數(shù)，經(jīng)監(jiān)控CPU發(fā)送給服務器，同時接收服務器對航標燈的亮滅周期、報警閾值等進行設置。浮標采用聚脲材料制作，浮體內(nèi)部填充彈性閉孔泡沫。
[0015]服務器包括水文數(shù)據(jù)分析單元和航標數(shù)據(jù)管理單元，水文數(shù)據(jù)分析單元通過聚類分析的方法建立基于流時間序列趨勢分析模型，研宄流速的變化規(guī)律，為船舶出海和海上監(jiān)管部門的指揮調(diào)度提供決策支持。航標數(shù)據(jù)管理模塊具有兩個功能:1)接收各海域監(jiān)控平臺發(fā)來的控制信息，并按照固定格式對數(shù)據(jù)進行組裝。組裝好的數(shù)據(jù)包按順序進入發(fā)送隊列，并依次被發(fā)送到北斗通信單元。2)為各海域監(jiān)控平臺提供與航標電氣參數(shù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務和通信接口，實現(xiàn)航標電氣信息的監(jiān)測。
[0016]客戶端包括水文信息公布系統(tǒng)、水文信息預測系統(tǒng)和航標管理系統(tǒng)，水文信息公布系統(tǒng)為海事監(jiān)管部門提供航標附近海域的水深、水溫、氣溫、濕度、能見度等水溫氣象信息的實時監(jiān)測服務。水文信息預測系統(tǒng)用來為用戶提供流數(shù)據(jù)、能見度等水文氣象信息的預測服務，預測周期為周和月。航標管理系統(tǒng)為監(jiān)管部門提供航標的位置信息、電氣參數(shù)信息和航標參數(shù)的配置服務。
[0017]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于北斗的水文監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括數(shù)據(jù)采集終端、服務器、北斗通信定位單元和客戶端，所述數(shù)據(jù)采集終端采集航道海域及附近海域的水文氣象數(shù)據(jù)，北斗通信定位單元是數(shù)據(jù)采集終端和服務器間的數(shù)據(jù)傳輸通道，服務器對數(shù)據(jù)采集終端傳送過來的數(shù)據(jù)進行分析處理并推送給客戶端，也接收來自客戶端的配置命令，然后推送給數(shù)據(jù)采集終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗的水文監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集終端包括浮標、水文數(shù)據(jù)采集單元、北斗通信定位單元和航標狀態(tài)采集及設置單元，所述浮標為水文數(shù)據(jù)采集單元、北斗通信定位單元和航標狀態(tài)采集及設置單元的載體，航標狀態(tài)采集及設置單元監(jiān)測航標的工作狀態(tài)，并接收服務器的指令，實現(xiàn)對航標燈的亮滅周期、報警閾值進行設置，北斗通信定位單元為水文數(shù)據(jù)采集單元、航標狀態(tài)采集及設置單元與服務器的通信媒介。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于北斗的水文監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述水文數(shù)據(jù)采集單元對水溫、水位、風速、風向、溫度、濕度、能見度、流速、流向多項指標采集與處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于北斗的水文監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述北斗通信定位單元為RDSS模塊通信和GNSS芯片定位混合通信定位模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于北斗的水文監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述航標狀態(tài)采集及設置單元包括參數(shù)采集電路和監(jiān)控CPU，參數(shù)采集電路采集航標燈的工作電氣參數(shù)，經(jīng)監(jiān)控CPU發(fā)送給服務器，同時接收服務器對航標燈的亮滅周期、報警閾值等進行設置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于北斗的水文監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述浮標采用聚脲材料制作，浮體內(nèi)部填充彈性閉孔泡沫。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗的水文監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述客戶端包括水文信息公布系統(tǒng)、水文信息預測系統(tǒng)和航標管理系統(tǒng)，水文信息公布系統(tǒng)用來公示采集到的水文數(shù)據(jù)信息，水文信息預測系統(tǒng)用來對采集的數(shù)據(jù)信息做數(shù)據(jù)預測，航標管理系統(tǒng)為監(jiān)管部門提供航標的位置信息、電氣參數(shù)信息和航標參數(shù)的配置服務。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗的水文監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述服務器包括水文數(shù)據(jù)分析單元和航標數(shù)據(jù)管理單元，水文數(shù)據(jù)分析單元對未來數(shù)據(jù)進行預測，航標數(shù)據(jù)管理單元接收各數(shù)據(jù)采集終端發(fā)來的控制信息，并按照固定格式對數(shù)據(jù)進行組裝。
【專利摘要】一種基于北斗的水文監(jiān)測系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集終端、服務器、北斗通信定位單元和客戶端，數(shù)據(jù)采集終端采集航道海域及附近海域的水文氣象數(shù)據(jù)，北斗通信定位單元是數(shù)據(jù)采集終端和服務器間的數(shù)據(jù)傳輸通道，服務器對數(shù)據(jù)采集終端傳送過來的數(shù)據(jù)進行分析處理并推送給客戶端，也接收來自客戶端的配置命令，然后推送給數(shù)據(jù)采集終端。本發(fā)明系統(tǒng)，采用北斗通信衛(wèi)星傳輸具有定位、報文數(shù)據(jù)通信和授時功能,利用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的報文數(shù)據(jù)通信功能進行遠程水文監(jiān)測具有不受地域限制,抗自然災害能力強的特點。
【IPC分類】G01W1-02, G01C13-00
【公開號】CN104807450
【申請?zhí)枴緾N201510195095
【發(fā)明人】宋琪, 陳之典, 王宇航, 王威, 夏森, 趙偉, 陳坤, 朱倩
【申請人】蕪湖航飛科技股份有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月22日