一种智慧水务监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种智慧水务监测系统，包括监测杆、智能船和无人机；所述监测杆上搭载有气象设备、杆载视频设备、杆载通讯设备和杆载能源系统；所述监测杆竖直设置于水域岸边，通过所述气象设备监测整个水域的气象信息，并通过杆载视频设备实现水域固定区域的监视；所述智能船上搭载有水环境监测设备、船载视频设备、船载通讯设备和船载能源系统；所述智能船在水域自主航行时，可通过水环境监测设备实时监测水域的水质状态，并通过船载视频设备实现水域航线巡视；所述无人机上搭载有机载视频设备、机载通讯设备和机载能源系统；所述无人机在水域上空自主飞行时，可通过机载视频设备快速巡视整个水域。速巡视整个水域。速巡视整个水域。

【技术实现步骤摘要】
一种智慧水务监测系统


[0001]本技术涉及水环境控制
，尤其是一种智慧水务监测系统，能满足大型水域水务多维度监测需求。

技术介绍

[0002]传统大面积水环境监测时易遗漏点位，水质采样工作量大、不安全、不标准、耗时长、效率低；在环境复杂的水域监测区踩点难，尤其难以准确获知污染源头，导致突发水污染排查过程漫长；传统断面测速或水下地形测绘时测量数据不精准的弊端；水域中部分特征断面尤其是闸门出水口的水务信息，难以通过智能船持续监测，而且智能船负载能力有限，不具备水质在线监测和在线分析等综合功能，尤其是有限的电源容量和螺旋桨系统功率限制了智能船的航速和航程，难以满足大范围水域快速巡视的综合需求。
[0003]鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本
亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本技术需要解决的技术问题是：现有智能船在水域水务监测时，即不能满足特征断面持续水务监测的需求，也不能满足大范围水域快速巡视的需求。
[0005]本技术通过如下技术方案达到上述目的：提供一种智慧水务监测系统，包括监测杆、智能船和无人机；
[0006]所述监测杆上搭载有杆载控制器、气象设备、杆载视频设备、杆载通讯设备和杆载能源系统；所述杆载控制器作为监测杆的控制中枢，连接并监控气象设备、杆载视频设备、杆载通讯设备和杆载能源系统的运行工况，所述杆载能源系统为杆载控制器、气象设备、杆载视频设备和杆载通讯设备提供工作电源；所述监测杆为竖直设置于水域岸边的杆子、铁架或铁塔，通过所述气象设备监测整个水域的气象信息，并通过杆载视频设备实现水域固定区域的监视，尤其是可对准闸门出口的水位线进行拍摄，实时得到水位信息；
[0007]所述智能船上搭载有船载控制器、水环境监测设备、船载视频设备、船载通讯设备和船载能源系统；所述船载控制器作为智能船的控制中枢，连接并监控水环境监测设备、船载视频设备、船载通讯设备和船载能源系统的运行工况，所述船载能源系统为船载控制器、水环境监测设备、船载视频设备和船载通讯设备提供工作电源；初始状态下，所述智能船停靠于水域码头内进行充电和设备维护；出航工作时，所述智能船在水域自主航行，可通过水环境监测设备实时监测水域的水质状态，并通过船载视频设备实现水域航线巡视；
[0008]所述无人机上搭载有机载控制器、机载视频设备、机载通讯设备和机载能源系统；所述机载控制器作为无人机的控制中枢，连接并监控机载视频设备、机载通讯设备和机载能源系统的运行工况，所述机载能源系统为机载控制器、机载视频设备和机载通讯设备提供工作电源；初始状态下，所述无人机停放于智能船上或水域岸边；出航工作时，所述无人机在水域上空自主飞行，并通过机载视频设备快速巡视整个水域；
[0009]所述杆载通讯设备、船载通讯设备和机载通讯设备之间相互无线通讯，从而确保
实现监测杆、智能船和无人机之间的数据交换，并可分别向监控中心汇报数据。
[0010]进一步的，所述监测杆包括杆底座、竖直杆和横向杆；所述杆底座可固定在水域岸边，所述竖直杆垂直固定在杆底座上，所述横向杆垂直固定在竖直杆的中上端；所述横向杆分为第一横杆和第二横杆；
[0011]所述气象设备包括气温计、气压计、湿度仪、风速风向仪和雨量计，可同时监测气温、气压、湿度、风速风向和降雨量；所述气温计、气压计和湿度仪设置于第一横杆的一端，所述杆载通讯设备设置于第一横杆的另一端；所述风速风向仪设置于第二横杆的一端，所述杆载视频设备设置于第二横杆的另一端；所述雨量计设置于竖直杆的顶端；所述杆载控制器设置于竖直杆的中下部，设置高度应该便于维护；
[0012]所述杆载能源系统包括杆载太阳能板和杆载蓄电池；所述杆载太阳能板固定在竖直杆上，具体处于横向杆之下和杆载控制器之上，所述杆载蓄电池固定在竖直杆上；所述杆载太阳能板可吸收太阳能并给杆载蓄电池充电；所述杆载蓄电池给监测杆提供电源；所述杆载能源系统还包括外接电源口，可引入交流市电为杆载蓄电池充电。
[0013]进一步的，所述智能船包括船顶、设备舱、船底板，所述水环境监测设备包括取配水装置、水质监测仪器柜、储样柜、ADCP流速仪和/或测深设备；
[0014]所述取配水装置、水质监测仪器柜、储样柜安装于设备舱；
[0015]具体的，所述取配水装置安装于船底板上端面的中间部位；所述水质监测仪器柜安装于船底板上端面的中间部位和/或设备舱的船尾端；所述储样柜安装于设备舱的船头端；
[0016]所述取配水装置包括配套设置的抽水泵、引水管、过滤装置和分水管，所述引水管穿过船底板后插入水体中；所述抽水泵动作时，抽起来的水经引水管进入过滤装置中，由过滤装置净化过滤后，通过分水管分配给水质监测仪器柜和储样柜；
[0017]所述水质监测仪器柜可实时检测水质数据和持续分析水质状况，其中实时检测水质数据可实时得到结果，持续分析水质状况则需要10
‑
30分钟才可得到测试结果；
[0018]具体的，所述水质监测仪器柜包括多参数水质检测仪和在线水质分析仪，其中多参数水质检测仪安装于船底板上端面的中间部位，其中在线水质分析仪安装于设备舱的船尾端；所述多参数水质检测仪中包括水温传感器、水位传感器、pH值传感器、电导率传感器、溶解氧传感器、高锰酸盐指数传感器、化学需氧量传感器、氨氮传感器和/或叶绿素传感器，可实时检测出水温、水位、pH值、电导率、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮和/或叶绿素a对应的值；所述在线水质分析仪包括五日生化需氧量分析仪、总磷分析仪、总氮分析仪、透明度分析仪和/或氟化物分析仪，可通过对水质样品的持续分析，得到五日生化需氧量、总磷、总氮、透明度、氟化物的对应值，还可根据实际需求增加分析流域特征污染物，例如铜、锌、硒、砷、汞、镉、铬（六价）、铅、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物和/或粪大肠菌群；
[0019]所述储样柜可保存水质样品，作为标准水质样品适时转交给实验员，可进一步在实验室内处理；具体的，所述储样柜包括多套采样器材、冷藏箱和药剂箱，其中每套采样器材包含多个装液容器；
[0020]所述ADCP流速仪安装于船底板的底部，对应探头插入水体后，可监测水体流速流量；
[0021]所述测深设备安装于船底板底部，对应探头插入水体后，可监测水深数据；
[0022]所述船载控制器安装于设备舱中，通过信号线与取配水装置、水质监测仪器柜、储样柜、ADCP流速仪和/或测深设备相连，监控取配水装置、水质监测仪器柜、储样柜、ADCP流速仪和/或测深设备的运行工况。
[0023]进一步的，所述船载能源系统包括船载太阳能板、船载蓄电池；所述船载太阳能板安装于船顶上端面，所述船载蓄电池安装于设备舱中，所述船载太阳能板吸收太阳能并给船载蓄电池充电，所述船载蓄电池给智能船上用电设备供电。
[0024]进一步的，还包括机巢系统，所述机巢系统设置于水域岸边、监测杆或智慧船上，用于停放所述无人机，并给无人机充电。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智慧水务监测系统，其特征在于，包括监测杆（2）、智慧船（3）和无人机（4）；所述监测杆（2）上搭载有杆载控制器（212）、气象设备、杆载视频设备（214）、杆载通讯设备（213）和杆载能源系统；所述杆载控制器（212）作为监测杆（2）的控制中枢，连接并监控气象设备、杆载视频设备（214）、杆载通讯设备（213）和杆载能源系统的运行工况，所述杆载能源系统为杆载控制器（212）、气象设备、杆载视频设备（214）和杆载通讯设备（213）提供工作电源；所述监测杆（2）竖直设置于水域岸边，通过所述气象设备监测整个水域的气象信息，并通过杆载视频设备（214）实现水域固定区域的监视；所述智慧船（3）上搭载有船载控制器（313）、水环境监测设备、船载视频设备、船载通讯设备和船载能源系统；所述船载控制器（313）作为智慧船（3）的控制中枢，连接并监控水环境监测设备、船载视频设备、船载通讯设备和船载能源系统的运行工况，所述船载能源系统为船载控制器（313）、水环境监测设备、船载视频设备和船载通讯设备提供工作电源；所述智慧船（3）在水域自主航行时，可通过水环境监测设备实时监测水域的水质状态，并通过船载视频设备实现水域航线巡视；所述无人机（4）上搭载有机载控制器（403）、机载视频设备（404）、机载通讯设备（405）和机载能源系统（406）；所述机载控制器（403）作为无人机（4）的控制中枢，连接并监控机载视频设备（404）、机载通讯设备（405）和机载能源系统（406）的运行工况，所述机载能源系统（406）为机载控制器（403）、机载视频设备（404）和机载通讯设备（405）提供工作电源；所述无人机（4）在水域上空自主飞行时，可通过机载视频设备（404）快速巡视整个水域；所述船载通讯设备、机载通讯设备（405）和杆载通讯设备（213）之间相互无线通讯，从而确保实现智慧船（3）、无人机（4）和监测杆（2）之间的数据交换。2.根据权利要求1所述的智慧水务监测系统，其特征在于，所述监测杆（2）包括杆底座（201）、竖直杆（202）和横向杆；所述杆底座（201）可固定在水域岸边，所述竖直杆（202）垂直固定在杆底座（201）上，所述横向杆垂直固定在竖直杆（202）的中上端；所述横向杆分为第一横杆（203）和第二横杆（204）；所述气象设备包括气温计（205）、气压计（206）、湿度仪（207）、风速风向仪（208）和雨量计（209），可同时监测气温、气压、湿度、风速风向和降雨量；所述气温计（205）、气压计（206）和湿度仪（207）设置于第一横杆（203）的一端，所述杆载通讯设备（213）设置于第一横杆（203）的另一端；所述风速风向仪（208）设置于第二横杆（204）的一端，所述杆载视频设备（214）设置于第二横杆（204）的另一端；所述雨量计（209）设置于竖直杆（202）的顶端；所述杆载控制器（212）设置于竖直杆（202）的中下部；所述杆载能源系统包括杆载太阳能板（210）和杆载蓄电池（211）；所述杆载太阳能板（210）固定在竖直杆（202）上，所述杆载蓄电池（211）固定在竖直杆（202）上；所述杆载太阳能板（210）可吸收太阳能并给杆载蓄电池（211）充电；所述杆载蓄电池（211）给监测杆（2）提供电源；所述杆载能源系统还包括外接电源口，可引入市电为杆载蓄电池（211）充电。3.根据权利要求2所述的智慧水务监测系统，其特征在于，所述智慧船（3）包括船顶（301）、设备舱（302）、船底板（303），所述水环境监测设备包括取配水装置、水质监测仪器柜、储样柜（310）、ADCP流速仪（311）和/或测深设备（312）；所述取配水装置、水质监测仪器柜、储样柜（310）安装于设备舱（302）；具体的，所述取配水装置安装于船底板（303）上端面的中间部位；所述水质监测仪器柜
安装于船底板（303）上端面的中间部位和/或设备舱（302）的船尾端；所述储样柜（310）安装于设备舱（302）的船头端；所述取配水装置包括配套设置的抽水泵（304）、引水管（305）、过滤装置（306）和分水管（307），所述引水管（305）穿过船底板（303）后插入水体中；所述抽水泵（304）动作时，抽起来的水经引水管（305）进入过滤装置（306）中，由过滤装置（306）净化过滤后，通过分水管（307）分配给水质监测仪器柜和储样柜（310）；所述水质监测仪器柜可实时检测水质数据和持续分析水质状况，其中实时检测水质数据可实时得到结果...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClG零一N三三一八，
申请(专利权)人：青岛无疆技术有限公司，
类型：新型
国别省市：