一種赤潮自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種赤潮自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，包括若干個(gè)水上浮標(biāo)、岸上服務(wù)器及客戶端，所述水上浮標(biāo)包括微處理器、獲取地理坐標(biāo)信息的GPS模組、無線傳輸模組和水質(zhì)檢測傳感器；所述岸上服務(wù)器與所述水上浮標(biāo)和所述客戶端無線連接，所述水質(zhì)檢測傳感器包括采集海水顏色的水色傳感器、檢測海水酸堿度的pH值傳感器、采集海水溫度的水溫傳感器、檢測海水電導(dǎo)率的電導(dǎo)率傳感器及檢測海水溶解氧的溶解氧傳感器。極大地提高了管理效率，并能夠極為精確的提供赤潮預(yù)警信號，最大程度的方便管理者進(jìn)行赤潮信息的獲得并且制定出相應(yīng)的防治措施，能夠?yàn)檠睾业某喑狈乐巫龀鰳O大貢獻(xiàn)。
【專利說明】
一種赤潮自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域，特別是涉及一種赤潮自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]赤潮是一種復(fù)雜的生態(tài)異?，F(xiàn)象，發(fā)生的原因也比較復(fù)雜。關(guān)于赤潮發(fā)生的機(jī)理雖然至今尚無定論，但是赤潮發(fā)生的首要條件是赤潮生物增殖要達(dá)到一定的密度，否則，盡管其他因子都適宜，也不會(huì)發(fā)生赤潮，在正常的理化環(huán)境條件下，赤潮生物在浮游生物中所占的比重并不大，有些甲藻類(或是)鞭毛蟲類還是一些魚蝦的食物。但是，由于特殊的環(huán)境條件，使某些赤潮生物過量繁殖，便形成了赤潮。
[0003]目前的赤潮監(jiān)測儀器通常一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備，成本較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型目的在于提供一種赤潮自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，旨在解決的目前赤潮監(jiān)測儀器，成本較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。
[0005]本實(shí)用新型提供了一種赤潮自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，包括若干個(gè)水上浮標(biāo)、岸上服務(wù)器及客戶端，所述水上浮標(biāo)包括微處理器、獲取地理坐標(biāo)信息的GPS模組、無線傳輸模組和水質(zhì)檢測傳感器;所述岸上服務(wù)器與所述水上浮標(biāo)和所述客戶端無線連接，所述水質(zhì)檢測傳感器包括采集海水顏色的水色傳感器、檢測海水酸堿度的PH值傳感器、采集海水溫度的水溫傳感器、檢測海水電導(dǎo)率的電導(dǎo)率傳感器及檢測海水溶解氧的溶解氧傳感器。
[0006]優(yōu)選地，所述無線傳輸模組為GPRS模塊。
[0007]優(yōu)選地，所述水上浮標(biāo)還包括電機(jī)及與所述電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接的葉輪。
[0008]優(yōu)選地，所述客戶端為智能手機(jī)。
[0009]本赤潮自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)將GPS定位技術(shù)和GPRS無線傳輸技術(shù)、傳感器電子技術(shù)、嵌入式技術(shù)融合在海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中，通過傳感器獲得水體顏色和理化信息，處理后連同水域的地理位置信息一同反饋給岸上服務(wù)器，最終以地理圖形的形式展示給管理員并計(jì)入數(shù)據(jù)庫，而且能夠直接發(fā)送預(yù)警到管理者的手機(jī)終端;本實(shí)用新型最大的效益就是極大地提高了管理效率，并能夠極為精確的提供赤潮預(yù)警信號，最大程度的方便管理者進(jìn)行赤潮信息的獲得并且制定出相應(yīng)的防治措施，能夠?yàn)檠睾业某喑狈乐巫龀鰳O大貢獻(xiàn)。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中赤潮自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中赤潮自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)中水上浮標(biāo)部分的工作流程圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中赤潮自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)中岸上服務(wù)器部分的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0014]請參閱圖1，赤潮自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)包括若干個(gè)水上浮標(biāo)10、岸上服務(wù)器20及客戶端30，所述水上浮標(biāo)10包括微處理器11、水質(zhì)檢測傳感器12、獲取地理坐標(biāo)信息的GPS模組13和無線傳輸模組14;所述岸上服務(wù)器20與所述水上浮標(biāo)10和所述客戶端30無線連接，所述水質(zhì)檢測傳感器12包括采集海水顏色的水色傳感器121、檢測海水酸堿度的PH值傳感器122、采集海水溫度的水溫傳感器123、檢測海水電導(dǎo)率的電導(dǎo)率傳感器124及檢測海水溶解氧的溶解氧傳感器125。
[0015]優(yōu)選地，所述無線傳輸模組為GPRS模塊。水上浮標(biāo)10還包括電機(jī)15及與所述電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接的葉輪16。所述客戶端30為智能手機(jī)。
[0016]水上浮標(biāo)10通過GPS模組13獲取地理坐標(biāo)信息并定點(diǎn)采集水上數(shù)據(jù)的若干，水上浮標(biāo)10通過傳感器采集到水上檢測數(shù)據(jù)信息后，將采集的數(shù)據(jù)信息通過GPRS無線傳輸傳到處理各浮標(biāo)采集的水域檢測信息的岸上服務(wù)器20，所述系統(tǒng)還包括將所述岸上服務(wù)器20處理的信號發(fā)送到客戶的若干客戶機(jī)，岸上服務(wù)器20將處理的海水的水質(zhì)異常報(bào)警通過GPRS無線傳輸技術(shù)發(fā)送至用戶客戶端30。
[0017]本赤潮自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)將GPS定位技術(shù)和GPRS無線傳輸技術(shù)、傳感器電子技術(shù)、嵌入式技術(shù)融合在海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中，通過傳感器獲得水體顏色和理化信息，處理后連同水域的地理位置信息一同反饋給岸上服務(wù)器20，最終以地理圖形的形式展示給管理員并計(jì)入數(shù)據(jù)庫，而且能夠直接發(fā)送預(yù)警到管理者客戶端30;本實(shí)用新型最大的效益就是極大地提高了管理效率，并能夠極為精確的提供赤潮預(yù)警信號，最大程度的方便管理者進(jìn)行赤潮信息的獲得并且制定出相應(yīng)的防治措施，能夠?yàn)檠睾业某喑狈乐巫龀鰳O大貢獻(xiàn)。
[0018]系統(tǒng)的每個(gè)水上浮標(biāo)1安裝有必要的傳感器，并且每個(gè)浮標(biāo)可以初步獨(dú)立的篩選相關(guān)數(shù)據(jù)。水上浮標(biāo)1安裝有顏色傳感器、PH值傳感器，溫度傳感器，鹽度傳感器，溶解氧傳感器等其他海水理化因子傳感器。其中顏色傳感器主要用來進(jìn)行水色的測量。水色是赤潮爆發(fā)的關(guān)鍵變量，抓住水色的變化就可以有效地監(jiān)測赤潮擴(kuò)散范圍。PH值傳感器、溫度傳感器、鹽度傳感器、溶解氧傳感器分別用來測量特定水域的PH值、溫度、鹽度和溶解氧量等，赤潮爆發(fā)會(huì)弓I起水體的PH值、溫度、鹽度和溶解氧量等數(shù)據(jù)的變化。
[0019]這里篩選出的數(shù)據(jù)信號主要有特定水域點(diǎn)的必要水體顏色和GPS數(shù)據(jù)等特征值數(shù)據(jù)。每個(gè)浮標(biāo)有序地將篩選好的數(shù)據(jù)通過GPRS發(fā)送到岸上主機(jī)，由岸上主機(jī)進(jìn)行匯總并作相應(yīng)處理。移動(dòng)浮標(biāo)單元通過特定水域進(jìn)行掃海式運(yùn)作，并且對在這個(gè)水域中收集到的信息進(jìn)行初步綜合處理并且反饋給岸上服務(wù)器20。
[0020]如圖2所示。實(shí)際操作過程中水上浮標(biāo)10工作步驟如下:
[0021 ] 開始，初始化MCU ；水上浮標(biāo)10的電機(jī)啟動(dòng)，浮標(biāo)前進(jìn)一段距離;通過水上浮標(biāo)10上的傳感器獲取溶解氧數(shù)據(jù)、PH值數(shù)據(jù)、水溫?cái)?shù)據(jù)、電導(dǎo)率數(shù)據(jù)、水色數(shù)據(jù);并通過GPS模組13獲取水上浮標(biāo)10的地理坐標(biāo);然后通過GPRS發(fā)送浮標(biāo)記錄的數(shù)據(jù)給岸上服務(wù)器20;在浮標(biāo)前進(jìn)過程中如果偏離計(jì)劃路線，則需要重新調(diào)整水上浮標(biāo)10的前進(jìn)方向。反之，將水上浮標(biāo)10獲取的數(shù)據(jù)傳給岸上服務(wù)器20。
[0022]如圖3所示，岸上服務(wù)器20通過上位機(jī)軟件直觀的呈現(xiàn)被觀測水域的污染狀況，繪制海洋赤潮的擴(kuò)散情況。上位機(jī)GIS軟件把海上浮標(biāo)傳輸回來的數(shù)據(jù)整合到電子地圖上，最后以電子地圖的形式直觀的呈現(xiàn)給管理者。上位機(jī)軟件通過一定的算法對有可能發(fā)生赤潮的水域進(jìn)行預(yù)警，將預(yù)警信號發(fā)送到客戶端30，并將警報(bào)直接發(fā)送到管理者手機(jī)終端;對已經(jīng)發(fā)生赤潮的海域繪制赤潮擴(kuò)散路徑進(jìn)行預(yù)測，形成圖形信息，存入數(shù)據(jù)庫。通過這種方式，本系統(tǒng)就實(shí)現(xiàn)了一種實(shí)時(shí)的，全天候的，精確方便而且直觀的新型赤潮預(yù)警系統(tǒng)。
[0023]本實(shí)用新型采用的主要技術(shù)如下:
[0024]I XPS定位技術(shù)
[0025]GPS技術(shù)是一種具有全天候、高精度和全球覆蓋率的全球定位技術(shù)。本系統(tǒng)通過GPS技術(shù)獲得水域的地理坐標(biāo)精確可靠，對于提高監(jiān)測精度有著重要的意義。本系統(tǒng)將地理位置信息和水體顏色信息等水體特征值相結(jié)合，有助于岸上服務(wù)器20制作出友好的圖形上位機(jī)界面。
[0026]2.GPRS無線傳輸技術(shù)
[0027]通過GPRS無線傳輸技術(shù)將海上數(shù)據(jù)發(fā)送到岸上服務(wù)器20，處理成為便于管理的圖形化上位機(jī)交互界面，并將信息計(jì)入數(shù)據(jù)庫。岸上服務(wù)器20通過一定的算法計(jì)算出可能發(fā)生赤潮的預(yù)警，并且發(fā)送到管理員的手機(jī)客戶端30，以最快最有效的方式來采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。
[0028]3.傳感器電子技術(shù)
[0029]通過海上浮標(biāo)相互協(xié)作，利用各種傳感器采集并且處理各種有用的數(shù)據(jù)，并且將GPS信號和水體特征信號等有用信號發(fā)送到岸上服務(wù)器20。
[0030]4.GIS 技術(shù)
[0031]針對海洋赤潮災(zāi)害預(yù)警以及海洋環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測的需要，將圖形化界面軟件開發(fā)技術(shù)、海洋災(zāi)害預(yù)警技術(shù)與地理信息系統(tǒng)(GIS)等方面有機(jī)結(jié)合起來，對信息系統(tǒng)集成、建模、分析、多學(xué)科仿真及優(yōu)化等展開多層次的、有重點(diǎn)的、多學(xué)科交叉的研究和創(chuàng)新，最終建立了能夠自動(dòng)、連續(xù)監(jiān)測海洋環(huán)境參數(shù)，自動(dòng)存儲(chǔ)、傳輸、處理和分析數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)產(chǎn)品自動(dòng)發(fā)布和共享的高精度、網(wǎng)絡(luò)化、分布化、智能化、綜合化的海洋環(huán)境在線監(jiān)測及赤潮災(zāi)害智能預(yù)警系統(tǒng)。
[0032]5.自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
[0033]水上浮標(biāo)10應(yīng)用無線自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行通訊，進(jìn)而協(xié)同工作、數(shù)據(jù)共享。
[0034]移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)是一種移動(dòng)通訊和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)，是移動(dòng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一種，用戶端可以在網(wǎng)內(nèi)隨意移動(dòng)而保持通信。作為一種分布式網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)自組織是一種自治、多跳網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)沒有固定的基礎(chǔ)設(shè)施，能夠在不能利用或者不便利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施(如基站、AP)的情況下，提供終端之間的相互通信。
[0035]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種赤潮自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括若干個(gè)水上浮標(biāo)、岸上服務(wù)器及客戶端，所述水上浮標(biāo)包括微處理器、獲取地理坐標(biāo)信息的GPS模組、無線傳輸模組和水質(zhì)檢測傳感器;所述岸上服務(wù)器與所述水上浮標(biāo)和所述客戶端無線連接，所述水質(zhì)檢測傳感器包括采集海水顏色的水色傳感器、檢測海水酸堿度的PH值傳感器、采集海水溫度的水溫傳感器、檢測海水電導(dǎo)率的電導(dǎo)率傳感器及檢測海水溶解氧的溶解氧傳感器。2.如權(quán)利要求1所述的赤潮自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述無線傳輸模組為GPRS模塊。3.如權(quán)利要求1所述的赤潮自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述水上浮標(biāo)還包括電機(jī)及與所述電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接的葉輪。4.如權(quán)利要求1所述的赤潮自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述客戶端為智能手機(jī)。
【文檔編號】G01N33/18GK205643324SQ201620233837
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】王勝利, 陳娟, 楊旭
【申請人】宇星科技發(fā)展(深圳)有限公司