一种基于智能循迹水质监测船的河道监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于智能循迹水质监测船的河道监测系统，包括至少一艘智能循迹水质监测船、与所有智能循迹水质监测船均信号连接的云端服务器和用于控制智能循迹水质监测船和获取智能循迹水质监测船所采集水质信息的控制显示终端；云端服务器与控制显示终端信号连接，云端服务器处理控制显示终端发来的水质采集点信息得到每条智能循迹水质监测船的控制方案，将控制方案发送至对应的智能循迹水质监测船，智能循迹水质监测船到达水质采集点后运行水质监测单元监测水样，云端服务器运行有用于处理水质监测单元所采集的信号得到水样水质信息的水质监测软件。本发明专利技术的河道监测系统，自动化程度高，数据采集便捷，成本低廉，应用前景好。用前景好。用前景好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能循迹水质监测船的河道监测系统


[0001]本专利技术涉及河道监测
，涉及一种利用监测船采集水质的河道监测系统，特别涉及一种基于智能循迹水质监测船的河道监测系统。

技术介绍

[0002]水是人类赖以生存的重要条件，但目前水污染的问题日益严重，实现对河流、湖泊以及养殖区域的水质检测，从而找到污染源的位置显得尤为重要。目前一般采用固定建设水质监测站、设置水质监测浮标、通过大型检测船沿河道采集样品等传统方式来完成河道水质检测，虽然其一定程度上能够检测水质，但上述方式存在成本高、检测不灵活以及时效性差等缺陷，同时其存在监测覆盖面小的问题，为解决对河湖水域的监测覆盖面小的问题，一般采用水域巡检配合完成对河道水质的检测，但水域巡检仍然以下的不足：1)巡检效率低，在传统人工巡查中，只能沿着岸边、在桥上或者是坐船进行巡查、取证、拍摄，但是河流附近环境复杂、树木茂密、巡河效率低下、行走不便，还容易发生危险；2)巡查成本高，河道两岸环境十分复杂且大部分的河流并不能通过坐船的方式进行巡河，就会导致巡查成本较高；3)巡查周期长，河湖(库)水域通常面积较大，单纯的通过人力巡检所需的时间一次都在几小时甚至几天，完成一次人力巡检的时间过长；4)信息共享不充分，通常以纸介质方式记录巡视情况，再人工录入计算机，容易出现信息传达不及时，信息共享不充分，不方便各级管理部门及时查看管辖区域内的水务工作开展情况。
[0003]因此，开发一种能够实现自动智能巡检并与其他监测装置配合组成完整体系的河道监测系统极具现实意义。
专利技术内容
[0004]由于现有技术存在上述缺陷，本专利技术提供了一种能够实现自动智能巡检并与其他监测装置配合组成完整体系的河道监测系统，克服了现有水域巡检依赖人工完成、巡检效率低、巡检成本高、巡检周期长且难以快速共享监测数据的缺陷。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种基于智能循迹水质监测船的河道监测系统，包括至少一艘智能循迹水质监测船、与所有智能循迹水质监测船均信号连接的云端服务器和用于控制智能循迹水质监测船和获取智能循迹水质监测船所采集水质信息的控制显示终端；
[0007]所述智能循迹水质监测船包括无线通讯单元、水质监测单元、动力推进单元、姿态感知单元、外界环境探测单元以及决策控制单元，所述决策控制单元分别与无线通讯单元、水质监测单元、动力推进单元、姿态感知单元、外界环境探测单元连接；
[0008]所述无线通讯单元用于与云端服务器、控制显示终端无线通讯连接；
[0009]所述水质监测单元用于采集水样并进行水质监测；
[0010]所述动力推进单元用于为智能循迹水质监测船提供动力；
[0011]所述姿态感知单元用于获取智能循迹水质监测船的位置信号及姿态信号；
[0012]所述外界环境探测单元用于获取智能循迹水质监测船所处的外部环境信号；
[0013]所述决策控制单元用于将水质监测单元、姿态感知单元以及外界环境探测单元所采集到的信号传递至无线通讯单元并将无线通讯单元获取的控制信号传递至动力推进单元；
[0014]所述云端服务器与所述控制显示终端信号连接，所述云端服务器处理控制显示终端发来的水质采集点信息，并根据所有智能循迹水质监测船当前的位置得到每条智能循迹水质监测船的控制方案，并将控制方案发送至对应的智能循迹水质监测船，智能循迹水质监测船根据控制方案到达水质采集点后运行水质监测单元监测水样，所述云端服务器还运行有用于处理水质监测单元所采集的信号得到水样水质信息的水质监测软件。
[0015]本专利技术的基于智能循迹水质监测船的河道监测系统，以智能循迹水质监测船作为水样采集工具，智能循迹水质监测船作为无人化设备(遥控船)，既可以通过控制显示终端遥控，也可通过云端服务器进行自动控制(无人船的自动控制为现有成熟技术，无人船的避障、导航、靠泊等技术均为现有成熟技术)，智能循迹水质监测船上不仅搭载有导航、感知设备，而且搭载有水质监测设备，船端搭载的控制元件主要负责信号传递，并不涉及信号处理这一工作，信号处理工作由云端服务器负责，这能够大大减轻船端控制元件的数据处理压力，当需要增大河道监测范围时，增加智能循迹水质监测船的数量即可，而智能循迹水质监测船成本较为低廉，本专利技术的系统整体成本较低且运行维护成本相对较低，只需对云端服务器的数据处理软件进行更新即可实现软件的更新(可以大大降低船端软件更新频率)，应用前景好。上述基于智能循迹水质监测船的河道监测系统，可实现对河流、湖泊、狭长水域和养殖区域等环境的水质监测，并能对现有的水质监测站、浮标和监测船所采集的相关水质数据进行处理，为“河长制”的落实提供有效的数据支撑。
[0016]作为优选的技术方案：
[0017]如上所述的一种基于智能循迹水质监测船的河道监测系统，所述智能循迹水质监测船还包括用于为无线通讯单元、水质监测单元、动力推进单元、姿态感知单元、外界环境探测单元和决策控制单元供电的供电单元。
[0018]如上所述的一种基于智能循迹水质监测船的河道监测系统，所述无线通讯单元包括4G通讯模组和WIFI通讯模组。
[0019]如上所述的一种基于智能循迹水质监测船的河道监测系统，所述水质监测单元包括温度传感器、pH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器和浊度传感器。
[0020]如上所述的一种基于智能循迹水质监测船的河道监测系统，所述动力推进单元包括电调和水下推进器，所述决策控制单元与电调信号连接；
[0021]所述动力推进单元共有两套，其分别安装在智能循迹水质监测船尾部的两侧。
[0022]如上所述的一种基于智能循迹水质监测船的河道监测系统，所述姿态感知单元包括GPS和IMU。
[0023]如上所述的一种基于智能循迹水质监测船的河道监测系统，所述外界环境探测单元包括激光雷达和视觉传感器。
[0024]如上所述的一种基于智能循迹水质监测船的河道监测系统，所述云服务器上运行有河道河段水质等级标定软件，所有智能循迹水质监测船采集到的水质数据及采集位置输入所述河道河段水质等级标定软件，所述河道河段水质等级标定软件生成河道各河段的水
质等级标定图，便于使用者直观的观察到河道各河段的水质等级信息。
[0025]上述基于智能循迹水质监测船的河道监测系统通过在河道内设置多个智能循迹水质监测船，监测船通过内置的4G路由器，通过云端服务器进行无线连接，实现数据传输，从而实现对河道的综合管理，能够对河道各个节点进行实时监测、配合姿态感知单元进行定位，便于了解河道各河段的水质情况，便于确定河流污染源的位置，进行后续治理；采集溶解氧、温度、浊度、电导率和pH等水质传感器信息，将水质传感器数据进行分析和绘图，有效分析河道的水质环境。
[0026]该河道监测系统能大大提高工作人员的效率并且减少水质检测的成本，同时也实现了对环境更好的保护；其适用于河流、水库、湖泊等地表水水质的全河段、全断面样品采集、实时监测与信息传输分析，可满足污本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能循迹水质监测船的河道监测系统，其特征在于：包括至少一艘智能循迹水质监测船、与所有智能循迹水质监测船均信号连接的云端服务器和用于控制智能循迹水质监测船和获取智能循迹水质监测船所采集水质信息的控制显示终端；所述智能循迹水质监测船包括无线通讯单元、水质监测单元、动力推进单元、姿态感知单元、外界环境探测单元以及决策控制单元，所述决策控制单元分别与无线通讯单元、水质监测单元、动力推进单元、姿态感知单元、外界环境探测单元连接；所述无线通讯单元用于与云端服务器、控制显示终端无线通讯连接；所述水质监测单元用于采集水样并进行水质监测；所述动力推进单元用于为智能循迹水质监测船提供动力；所述姿态感知单元用于获取智能循迹水质监测船的位置信号及姿态信号；所述外界环境探测单元用于获取智能循迹水质监测船所处的外部环境信号；所述决策控制单元用于将水质监测单元、姿态感知单元以及外界环境探测单元所采集到的信号传递至无线通讯单元并将无线通讯单元获取的控制信号传递至动力推进单元；所述云端服务器与所述控制显示终端信号连接，所述云端服务器处理控制显示终端发来的水质采集点信息，并根据所有智能循迹水质监测船当前的位置得到每条智能循迹水质监测船的控制方案，并将控制方案发送至对应的智能循迹水质监测船，智能循迹水质监测船根据控制方案到达水质采集点后运行水质监测单元监测水样，所述云端服务器还运行有用于处理水质监测单元所采集的信号得到水样水质信息的水质监测软件。...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫俊龙，董丽华，董耀华，项浩伟，黎嘉德，魏晶晶，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：