一種河流微型綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及河流微型綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)對(duì)河流的氣象、水文、水質(zhì)等監(jiān)測(cè)越來(lái)越為人們所關(guān)注，河流水資源整體的保護(hù)、調(diào)度與綜合利用成為必要研究方向。國(guó)家對(duì)河流的監(jiān)測(cè)投入了大量的人力、物力和財(cái)力，建設(shè)了許多大型水文站、水位站、氣象站以及環(huán)境監(jiān)測(cè)站，這些監(jiān)測(cè)站的投入和使用對(duì)河流流域的監(jiān)測(cè)和保護(hù)起到了至關(guān)重要的作用，但是現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)站還不能滿足對(duì)河流流域整體監(jiān)測(cè)的要求，主要體現(xiàn)在:
[0003](1)數(shù)量不足。目前干流上雖然已建設(shè)有諸多的水文站，但是還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠?qū)崿F(xiàn)全方位立體的監(jiān)控和調(diào)度:針對(duì)水污染和氣象的監(jiān)測(cè)站數(shù)量不足；針對(duì)采砂的監(jiān)測(cè)站還沒(méi)有；支流水域監(jiān)測(cè)站更加不足。
[0004](2)信息不能共享。目前由于工作特點(diǎn)和管理體制等因素影響，干支流、上下游、局與局、站與站之間資料交流較少，流域內(nèi)氣象、水文、水質(zhì)等信息無(wú)法共享，主要還是通過(guò)年度資料匯編、刊印實(shí)現(xiàn)共享和交流，這不能滿足流域管理治理建設(shè)、防汛搶險(xiǎn)、水資源管理以及污染源的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管控等方面的要求。另外由于某些干流流域存在私自采砂行為，嚴(yán)重影響了河道正常的行洪與泄洪，每到汛期，政府需要額外花大量的人力物力監(jiān)控私采濫挖行為。
[0005](3)所建監(jiān)測(cè)站都為固定式。目前特殊的時(shí)段以及特殊的地點(diǎn)，在沒(méi)有監(jiān)測(cè)站的地方，突然暴發(fā)洪水，水污染等突發(fā)性的事件，管理部門(mén)無(wú)法及時(shí)的調(diào)查取證，掌握動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的情況。
[0006](4)目前所建的大型有人或無(wú)人監(jiān)測(cè)站，不論建設(shè)還是運(yùn)營(yíng)，都需要大量的人力和財(cái)力，限制監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)量的增長(zhǎng)。
[0007]隨著技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)大型有人監(jiān)測(cè)站的不足，有人提出無(wú)人小型(微型)監(jiān)測(cè)站系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要采用各種高精度傳感器，將所采集到的信息傳送到后臺(tái)。此類小型監(jiān)測(cè)站的發(fā)展趨勢(shì)，一是結(jié)構(gòu)由集中式向分布式發(fā)展，小型監(jiān)測(cè)站應(yīng)最大程度地保證自動(dòng)運(yùn)行以減少維護(hù)費(fèi)用和人力資源，因此其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要充分注意模塊化和擴(kuò)展性；并且任何硬件模塊都應(yīng)是可升級(jí)的，以適應(yīng)儀器將來(lái)的擴(kuò)展。二是傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步以及要素傳感器種類不斷增多，由于社會(huì)需求的不斷增加，要求觀測(cè)項(xiàng)目與之同步增加，這需要更多的要素傳感器應(yīng)用到監(jiān)測(cè)站中，例如:測(cè)云傳感器、能見(jiàn)度傳感器、天氣現(xiàn)象傳感器等等。但目前這種功能單一的小型監(jiān)測(cè)站主要是針對(duì)某一種應(yīng)用監(jiān)測(cè)，比如有小型氣象監(jiān)測(cè)站或小型水文監(jiān)測(cè)站，仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息的綜合監(jiān)測(cè)，而要采集更多信息需要投資建造更多不同的監(jiān)測(cè)站，浪費(fèi)了人力和物力。另外由于此類監(jiān)測(cè)站固定，仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)監(jiān)測(cè)站地點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型旨在提供一種河流微型綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其在河流內(nèi)每個(gè)預(yù)設(shè)距離設(shè)置一個(gè)微型監(jiān)測(cè)站，并且在河流上空設(shè)置河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)河流內(nèi)水文信息、水質(zhì)信息、第一氣象信息以及第一視頻圖像信息、第二氣象信息以及第二視頻圖像信息的采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)河流的全方位監(jiān)測(cè)。
[0009]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下:
[0010]一種河流微型綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述河流微型綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中包括:至少一個(gè)用于采集第一信息的微型監(jiān)測(cè)站，用于采集第二信息的河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)，和用于接收所述第一信息和所述第二信息并分別對(duì)所述第一信息和所述第二信息進(jìn)行整合、分析和顯示以及用于對(duì)每個(gè)所述微型監(jiān)測(cè)站和所述河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)進(jìn)行控制的監(jiān)控中心；所述微型監(jiān)測(cè)站均勻分布在河流內(nèi)，且每個(gè)所述微型監(jiān)測(cè)站通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與所述監(jiān)控中心進(jìn)行雙向通信；所述河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)設(shè)置在所述河流上空，且所述河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與所述監(jiān)控中心進(jìn)行雙向通信。
[0011]優(yōu)選地，所述第一信息包括河流內(nèi)的水文信息、水質(zhì)信息、第一氣象信息以及第一視頻圖像彳g息；
[0012]所述第二信息包括河流上空的第二氣象信息和第二視頻圖像信息。
[0013]優(yōu)選地，每個(gè)所述微型監(jiān)測(cè)站(10)中包括:多個(gè)用于采集所述水文信息和所述水質(zhì)信息的有線傳感器(11)，多個(gè)用于采集所述第一氣象信息的無(wú)線傳感器(12)，用于采集所述第一視頻圖像信息的攝像頭(14)以及用于接收所述水文信息、所述水質(zhì)信息、所述第一氣象信息和所述第一視頻圖像信息并進(jìn)行處理的處理器(13)，以及用于實(shí)現(xiàn)微型監(jiān)測(cè)站
(10)與監(jiān)控中心(30)之間無(wú)線通信的第一無(wú)線通信模塊(15);其中，每個(gè)所述有線傳感器
(11)通過(guò)有線的方式與所述處理器(13)進(jìn)行雙向通信，每個(gè)所述無(wú)線傳感器(12)通過(guò)無(wú)線的方式與所述處理器(13)進(jìn)行雙向通信，所述攝像頭(14)通過(guò)有線的方式與所述處理器(13)進(jìn)行雙向通信；所述第一無(wú)線通信模塊(15)與所述處理器(13)連接并進(jìn)行雙向通
?目Ο
[0014]優(yōu)選地，所述有線傳感器通過(guò)RS-485總線與所述處理器進(jìn)行雙向通信。
[0015]優(yōu)選地，所述無(wú)線傳感器(12)由第一 CC2530芯片和采集氣象信息的相關(guān)傳感器構(gòu)成，并與處理器(13)連接的第二 CC2530芯片構(gòu)成Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，且所述無(wú)線傳感器
(12)通過(guò)所述第二CC2530芯片實(shí)現(xiàn)與所述處理器(13)之間的無(wú)線雙向通信。
[0016]優(yōu)選地，所述攝像頭通過(guò)USB方式與所述處理器進(jìn)行雙向通信；
[0017]優(yōu)選地，每個(gè)所述微型監(jiān)測(cè)站通過(guò)GPRS/3G網(wǎng)絡(luò)與所述監(jiān)控中心進(jìn)行雙向無(wú)線通
?目Ο
[0018]優(yōu)選地，所述河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)(20)包括:用于控制所述河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)(20)飛行狀態(tài)的飛行控制器(21)、用于對(duì)所述河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)(20)的位置進(jìn)行定位的GPS定位器
(22)、用于采集所述第二氣象信息的傳感器組(23)、用于采集所述第二視頻圖像信息的圖像采集器(24)、用于獲取所述第二氣象信息和所述第二視頻圖像信息并進(jìn)行處理的主控制器(25)以及用于實(shí)現(xiàn)河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)(20)與監(jiān)控中心(30)之間無(wú)線通信的第二無(wú)線通信模塊(26);其中，所述飛行控制器(21)與所述主控制器(25)連接并進(jìn)行雙向通信，所述GPS定位器(22)與所述主控制器(25)連接并進(jìn)行雙向通信，所述傳感器組(23)與所述主控制器(25)連接并進(jìn)行雙向通信，所述圖像采集器(24)與所述主控制器(25)連接并進(jìn)行雙向通信，所述第二無(wú)線通信模塊(26)與主控制器(25)連接并進(jìn)行雙向通信。
[0019]優(yōu)選地，所述第二無(wú)線通信模塊(26)與所述監(jiān)控中心(30)之間進(jìn)行通信的頻率為 2.4GHzo
[0020]優(yōu)選地，所述河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)的工作模式包括:視距內(nèi)的人工遙控飛行模式和視距外的GPS導(dǎo)航自助巡航模式。
[0021]本實(shí)用新型提供的河流微型綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠帶來(lái)以下有益效果:
[0022]在本實(shí)用新型中提供的河流微型綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)在河流內(nèi)設(shè)置多個(gè)微型監(jiān)測(cè)站、河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)以及監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)了對(duì)河流水文信息、水質(zhì)信息、氣象信息以及視頻圖像信息的全方位監(jiān)測(cè)，同時(shí)具備監(jiān)測(cè)、預(yù)警和數(shù)據(jù)分析等功能；再有，本實(shí)用新型提供的系統(tǒng)成本低且無(wú)人值守，故可在河流流域內(nèi)大量部署，而不必?fù)?dān)心耗費(fèi)過(guò)多的人力物力?’另夕卜，在本實(shí)用新型中，在固定微型監(jiān)測(cè)站之間或沒(méi)有設(shè)置微型監(jiān)測(cè)站的地方部署河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)，進(jìn)而將河流的突發(fā)事件等動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的情況反饋回給監(jiān)控中心；最后，在微型監(jiān)測(cè)站中設(shè)置有線傳感器和無(wú)線傳感器來(lái)獲取各種數(shù)據(jù)，使得本實(shí)用新型提供的河流微型綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)適應(yīng)性更廣。
【附圖說(shuō)明】
[0023]下面將以明確易懂的方式，結(jié)合【附圖說(shuō)明】?jī)?yōu)選實(shí)施方式，對(duì)上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方式予以進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024]圖1為本實(shí)用新型中河流微型綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型中微型監(jiān)測(cè)站結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本實(shí)用新型中河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)流程示意圖。
[0027]附圖標(biāo)記:
[0028]10-微型監(jiān)測(cè)站，11-有線傳感器，12-無(wú)線傳感器，13-處理器，14-攝像頭，15-第一無(wú)線通信模塊，20-河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)，21-飛行控制器，22-GPS定位器，23-傳感器組，
24-圖像采集器，25-主控制器，26-第二無(wú)線通信模塊，30-監(jiān)控中心。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)照【附圖說(shuō)明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖，并獲得其他的實(shí)施方式。
[0030]如圖1所示為本實(shí)用新型提供的河流微型綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中可以看出，該河流微型綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中包括:至少一個(gè)微型監(jiān)測(cè)站10(如圖中，包括第一微型監(jiān)測(cè)站、第二微型監(jiān)測(cè)站等)、河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)20以及監(jiān)控中心30，其中，微型監(jiān)測(cè)站10均勻分布在河流內(nèi)(每?jī)蓚€(gè)微型監(jiān)測(cè)站10之間間距相同的距離，當(dāng)然，也要根據(jù)具體情況而定，有的時(shí)候有些地方需要多設(shè)置幾個(gè)微型監(jiān)測(cè)站10，則多設(shè)置幾個(gè))，且每個(gè)微型監(jiān)測(cè)站10通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心30進(jìn)行雙向通信；河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)20設(shè)置在河流上空，且河流監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)20通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心30進(jìn)行雙向通信。
[0031]具體來(lái)說(shuō)，所述微型監(jiān)測(cè)站10用于采集第一信息，該第一信息包括河流內(nèi)的水文信息、水質(zhì)信息、第一氣象信息以及第一視頻圖像信息。在具體實(shí)施例中，如圖2所示，每個(gè)微型監(jiān)測(cè)站10中包括:多個(gè)用于采集水文信息和水質(zhì)信息的有線傳感器11 (如圖中第一有線傳感器、第二有線傳感器等)，多個(gè)用于采集第一氣象信息的無(wú)線傳感器12 (如圖中第