水域监测装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水域监测装置及控制方法，包括接收器和至少一个监测浮标；所述监测浮标包括设于浮标上的航标灯、若干个用于检测水中参数的水探测器、若干个用于检测水上环境的环境探测器和若干个备用探测器接口，设于浮标内的电源管理芯片、处理器、第一存储器、第一无线收发器、第一扬声器、漏水检测器、北斗定位仪，设于浮标上部的第一电源开关、摄像头接口、第一天线和北斗天线；本发明专利技术具有探测器可任意加减，调整灵活，安装简单，节省用户成本，易于推广；浮标工作灵活，可构建大范围的监测网络，功能强大的特点。

【技术实现步骤摘要】
水域监测装置及控制方法
本专利技术涉及水域监测
，尤其是涉及一种可以灵活的增减探测器的水域监测装置及控制方法。
技术介绍
现有的水域监测装置存在售价昂贵，功能固定，使用不够灵活，缺少面向广大普通消费者(如水产养殖户、有环境监测需求的小型单位等)的功能。现有监测浮标不能随意加减功能模块，如果用户需要某些功能，只能通过订制来实现，订制费用高昂，若需求量不高，会造成极大浪费。而且由于浮标功能固定的缘故，若有新的监测任务，只能重新购买、订制新的浮标，旧的浮标只能闲置，这会造成资源的浪费，而本专利技术只需添加相应模块即可，极大地节省成本，扩展使用面，增加浮标工作的灵活性。中国专利授权公开号：CN200520097592.X，授权公开日2006年12月13日，公开了一种海洋水域监测装置，它由海水温度传感电路、水流传感电路、PH值传感电路、光照度传感电路、无线发射接收电路、发射接收天线和微处理器所组成，所述海水温度传感电路、水流传感电路、PH值传感电路、光照度传感电路、无线发射接收电路分别与微处理器双向电连接；所述发射接收天线与无线发射接收电路双向电连接。该专利技术的不足之处是，监测功能固定，不能灵活增减探测器。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是为了克服现有技术中的海洋水域监测装置的监测功能固定，不能灵活增减探测器的不足，提供了一种可以灵活的增减探测器的水域监测装置及控制方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种水域监测装置，包括接收器和至少一个监测浮标；所述监测浮标包括设于浮标上的航标灯、若干个用于检测水中参数的水探测器、若干个用于检测水上环境的环境探测器和若干个备用探测器接口，设于浮标内的电源管理芯片、处理器、第一存储器、第一无线收发器、第一扬声器、漏水检测器、北斗定位仪，设于浮标上部的第一电源开关、摄像头接口、第一天线和北斗天线，设于浮标底部的用于供电的蓄电池；处理器分别与第一电源开关、航标灯、摄像头接口、各个水探测器、各个环境探测器、各个探测器接口、第一存储器、第一无线收发器、第一扬声器、漏水检测器和北斗定位仪电连接，北斗定位仪与北斗天线相连接，第一天线与第一无线收发器相连接；电源管理芯片分别与处理器和蓄电池电连接；所述接收器包括外壳，设于外壳内的微处理器、第二存储器、第二无线收发器和第二扬声器，设于外壳上的第二电源开关、第二天线和触摸显示屏；微处理器分别与第二电源开关、第二存储器、第二无线收发器、第二扬声器和触摸显示屏电连接，第二无线收发器与第二天线相连接，第一天线和第二天线无线连接。第一无线收发器和第二无线收发器可随应用环境调整使用哪种通信模块：在池塘等较近距离情况下使用WIFI通讯方式、在湖泊或江河里采用GPRS或EDGE等基于基站的通讯方式、在海上使用北斗或数据传输卫星等基于卫星的通讯方式。第一存储器包括ROM模块与RAM模块，第一存储器负责程序存储并提供程序运行空间及提供临时数据的存储空间。电源管理芯片负责管理装置的用电及蓄电池的充电。各个备用探测器接口用于连接添加探测器，探测器是将高精度传感器模块化制作而成的，探测器是将传感器及相关电路(如果有需要的话)制成一块集成电路，将其放在一个固定规格的外壳中，该外壳依据需要确保传感器与外部接触的空间(一般即为传感器探头露出外壳外部)，相关电路引脚引出外壳。其中，探测器可随使用需求加减。处理器的引脚引出为探测器接口，探测器接口在不连接探测器时处于密封状态，防止探测器接口遇水。漏水检测器用于监测浮标内是否进水，当检测到有水时，漏水检测器发送漏水警示信号至处理器，处理器接收到警示信号后，通过第一扬声器发出蜂鸣声，并在传输至接收器的传输数据中添加漏水信息。北斗定位仪收到定位数据后，将定位数据进行初步处理后传输至处理器，处理器获得数据后，对数据进行再次处理，将数据存储至第一存储器。锚起固定浮标的作用，类似船锚。本专利技术利用探测器检测水域环境，并利用摄像头获得水域环境图像，接收器发送指令给处理器，从而实现对各个探测器、航标灯、第一扬声器和数据回传的控制，本专利技术的可操作性强，智能化高。本专利技术采用了北斗定位系统，较GPS系统，浮标的定位信息不易受影响，使得探测工作稳定进行，可以在敏感海域保证探测的自主性、安全性；在池塘等较近距离情况下使用WIFI通讯方式、在湖泊或江河里采用GPRS或EDGE等基于基站的通讯方式、在海上使用北斗或数据传输卫星等基于卫星的通讯方式，节省了成本，适用范围广，提高了工作效率；将多种传感器模块化，制作成探测器，可按使用需求直接安装、拆卸，安装过程简单，安装后系统自动判别出探测传感器的数目、类别，并调用相应程序读取探测数据。也就是说，一旦安装上探测器，无需人员干预，便能完成自动判别探测器类型、读取探测数据的功能。优势是需要探测哪种数据时将相应探测器安装上即可，有效节省电量，探测器可任意加减，调整灵活，安装简单，节省用户成本，易于推广；能够实现遥控操作，通过指令数据，用户远程遥控监测浮标工作，增加浮标工作灵活，提高使用的安全性，保证工作效率；接收器为便携装置，可转发数据，可构建大范围的监测网络，功能强大；可实时对浮标内部进行漏水检测，保证监测浮标的安全。因此，本专利技术具有自主性、安全性好；节省了成本，适用范围广；提高了工作效率，有效节省电量，探测器可任意加减，调整灵活，安装简单，节省用户成本，易于推广；浮标工作灵活，可构建大范围的监测网络，功能强大；可实时对浮标内部进行进行漏水检测，保证监测浮标的安全的特点。作为优选，所述浮标内设有卷收器，浮标下方设有锚，锚通过连接绳与卷收器相连接，卷收器与处理器电连接。处理器根据北斗定位仪检测的定位数据得到位置数据，第一存储器中存储有位置数据(位置数据与水深相对应)和连接绳长度的对应关系，处理器得到浮标所处位置的连接绳长度数据，处理器控制卷收器旋转从而使连接绳伸缩，使锚处于水下的预定深度处。作为优选，所述浮标前部内设有舵机，浮标后部内设有动力电机，浮标下部设有与舵机相连接的方向舵和与动力电机相连接的推进器；舵机和动力电机分别与处理器电连接。用户通过接收器给监测浮标发送操作指令，处理器依据遥控信号，控制动力电机、舵机、方向舵、推进器的工作，实现左右、进退各方位的运动和停止。作为优选，所述浮标上设有两块太阳能电池板，两块太阳能电池板均通过电源管理芯片与蓄电池电连接。太阳能电池板采集太阳能并将其转化为电能，通过电源管理芯片为蓄电池充电。作为优选，接收器上还设有若干个按键，每个按键均与微处理器电连接；所述漏水检测器为线式水浸传感器。当触摸显示屏因为用户手指有水而无法操作时，用户可以使用各个按键发出操作指令。一种水域监测装置的控制方法，包括如下步骤：一、监测浮标包括如下控制步骤：(1-1)对于每个监测浮标均进行如下步骤：用户根据需要调整安装在每个监测浮标上的探测器的种类及数量，当探测器调整完毕后，将每个监测浮标的第一电源开关打开，并将各个监测浮标施放到预定水域中；(1-2)步骤(1-2-1)、(1-2-2)和(1-2-3)同时进行，每个监测浮标的控制步骤均如下：(1-2-1)将摄像头与摄像头接口连接，摄像头每隔时间A捕捉装置周围的环境图像，捕捉的图像存入第一存储器中；处理器将图像通过第一无线收发器发出；(1-2-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水域监测装置，其特征是，包括接收器(2)和至少一个监测浮标(1)；所述监测浮标包括设于浮标上的航标灯(4)、若干个用于检测水中参数的水探测器(25)、若干个用于检测水上环境的环境探测器(26)和若干个备用探测器接口(5)，设于浮标内的电源管理芯片(6)、处理器(8)、第一存储器(9)、第一无线收发器(10)、第一扬声器(11)、漏水检测器(12)、北斗定位仪(13)，设于浮标上部的第一电源开关(28)、摄像头接口(27)、第一天线(14)和北斗天线(15)，设于浮标底部的用于供电的蓄电池(7)；处理器分别与第一电源开关、航标灯、摄像头接口、各个水探测器、各个环境探测器、各个探测器接口、第一存储器、第一无线收发器、第一扬声器、漏水检测器和北斗定位仪电连接，北斗定位仪与北斗天线相连接，第一天线与第一无线收发器相连接；电源管理芯片分别与处理器和蓄电池电连接；所述接收器包括外壳，设于外壳内的微处理器(16)、第二存储器(17)、第二无线收发器(18)和第二扬声器(20)，设于外壳上的第二电源开关(31)、第二天线(19)和触摸显示屏(21)；微处理器分别与电源开关、第二存储器、第二无线收发器、第二扬声器和触摸显示屏电连接，第二无线收发器与第二天线相连接，第一天线和第二天线无线连接。...

【技术特征摘要】
1.一种水域监测装置的控制方法，水域监测装置包括接收器(2)和至少一个监测浮标(1)；所述监测浮标包括设于浮标上的航标灯(4)、若干个用于检测水中参数的水探测器(25)、若干个用于检测水上环境的环境探测器(26)和若干个备用探测器接口(5)，设于浮标内的电源管理芯片(6)、处理器(8)、第一存储器(9)、第一无线收发器(10)、第一扬声器(11)、漏水检测器(12)、北斗定位仪(13)，设于浮标上部的第一电源开关(28)、摄像头接口(27)、第一天线(14)和北斗天线(15)，设于浮标底部的用于供电的蓄电池(7)；处理器分别与第一电源开关、航标灯、摄像头接口、各个水探测器、各个环境探测器、各个探测器接口、第一存储器、第一无线收发器、第一扬声器、漏水检测器和北斗定位仪电连接，北斗定位仪与北斗天线相连接，第一天线与第一无线收发器相连接；电源管理芯片分别与处理器和蓄电池电连接；所述接收器包括外壳，设于外壳内的微处理器(16)、第二存储器(17)、第二无线收发器(18)和第二扬声器(20)，设于外壳上的第二电源开关(31)、第二天线(19)和触摸显示屏(21)；微处理器分别与第二电源开关、第二存储器、第二无线收发器、第二扬声器和触摸显示屏电连接，第二无线收发器与第二天线相连接，第一天线和第二天线无线连接；其特征是，所述控制方法包括如下步骤：一、监测浮标包括如下控制步骤：(1-1)对于每个监测浮标均进行如下步骤：用户根据需要调整安装在每个监测浮标上的探测器的种类及数量，当探测器调整完毕后，将每个监测浮标的第一电源开关打开，并将各个监测浮标施放到预定水域中；(1-2)步骤(1-2-1)、(1-2-2)和(1-2-3)同时进行，每个监测浮标的控制步骤均如下：(1-2-1)将摄像头与摄像头接口连接，摄像头每隔时间A捕捉装置周围的环境图像，捕捉的图像存入第一存储器中；处理器将图像通过第一无线收发器发出；(1-2-2)北斗定位仪获得卫星定位数据后，处理器经过一系列计算得到监测浮标的位置数据，并存入第一存储器中；(1-2-3)每个监测浮标的各个探测器均向处理器发送所述探测器的类型数据，处理器依据类型数据确定与相关引脚相连的各个探测器的类型；各个探测器获得探测数据，处理器依据各个探测器的类型，调用相应子程序处理各个探测器的探测数据，并将探测数据存储到第一存储器中；(1-3)处理器检测当前监测浮标的状态信息，状态信息包括：剩余电量、连接的探测器数量及各个探测器是否处于工作状态、是否漏水、开启时间；将状态信息存入第一存储器中；其中，连接的探测器数量和开启时间在监测浮标重启之前不必检测；剩余电量、各个探测器是否处于工作状态、是否漏水需要在每次检测时进行更新；每隔时间B处理器读取存储在第一存储器中的最新位置数据与探测数据，并结合当前的状态信息，通过第一无线收发器发出；(1-4)处理器检测是否通过第一无线收发器接收到数据；若没有接收到数据，返回步骤(1-2)；若有数据发送至处理器，处理器判断接收到的数据的数据类型；根据所接收到的数据类型的不同做相应处理，返回步骤(1-2)；二、接收器包括如下控制步骤：(2-1)微处理器读取本装置的ID、剩余电量、采用的通讯模块、开启时间、当前时间；其中“ID、开启时间、采用的通讯模块”信息在开启后第一次检测时进行检测，检测结果存入第二存储器中，在重启前不再更新；“剩余电量、当前时间”信息需要在每次检测时进行更新；(2-2)微处理器将读取的本装置信息显示在触摸显示屏上，供用户了解本机ID、剩余电量、通讯方式、开启时间、当前时间；...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，白植湖，倪旭辉，周晓，周汛，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所北仑科学艺术实验中心，
类型：发明
国别省市：浙江;33