一种基于无人机的水文监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于无人机的水文监测系统，包括无人机、服务器、用来进行水文监测的传感器组件、用来对传感器组件卷扬升降的卷扬机、数据传输模块、视频监控模块、定位模块，传感器组件处安装有振动式配重。通过无人机将传感器组件运送至待检测区域，通过传感器组件将待检测区域的溶解氧、pH、余氯、TOC、电导率、叶绿素、氨氮、液位、浊度、总磷、温度、水体图像或视频等水文数据进行监测并将监测获得的数据通过数据传输模块传输至服务器，服务器对获取的所有数据进行分类、整理、编号、进行标签化处理，根据事先设定的计算模型对水文数据进行综合分析，得到最终的监测结果。得到最终的监测结果。得到最终的监测结果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机的水文监测系统


[0001]本专利技术涉及一种基于无人机的水文监测系统，属于水文监测


技术介绍

[0002]水文水利监测系统主要用于监视河流、湖泊、水库的水利运行情况，及时反应各水域的水文特征，以便相关部门做出安排，防范洪涝灾害事故的发生。
[0003]目前现有的水文水利监测系统，通过各种探测器，探测到水利的温度、湿度、风速、风向、雨量、水质、水流速、水量、视频图像或图片等数字化信息，通过GPRS/CDMA通道，上传到在线监测监视中心，同时可通过内部网登录各种内部管理系统和调度自动化系统。
[0004]但是，对于一些特殊区域的水文监测，如悬崖峭壁附近以及无人区周边等，安装各种探测器的难度非常高。如果采用无人机来进行远程垂直下落的方式进行远程探测，理论上可行，但是为保证每次监测结果的准确，需要在探测一次后，都得对相应的探测器的探头进行清洗，否则可能存在因为探头表面附着的一些杂物导致测量误差变大。如此操作，对于续航能力有限的无人机来说，限制其探测效率的进一步提高。例如，对于一片海域中不同养殖场的水文信息进行探测，需要大量频繁的探测。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术存在的不足，提供了一种基于无人机的水文监测系统，具体技术方案如下：
[0006]一种基于无人机的水文监测系统，包括无人机、服务器、用来进行水文监测的传感器组件、用来对传感器组件卷扬升降的卷扬机、数据传输模块、视频监控模块、定位模块，所述卷扬机安装在无人机的起落架处，所述视频监控模块安装在无人机的底部，所述传感器组件通过卷扬机进行升降，所述传感器组件所探测的信息通过数据传输模块传输至服务器，所述视频监控模块所拍摄的图片或视频通过数据传输模块传输至服务器，所述传感器组件处安装有振动式配重；所述定位模块用于获取无人机当前的位置坐标信息。
[0007]上述技术方案的进一步优化，通过无人机将传感器组件运送至待检测区域，定位模块将待检测区域的位置坐标信息通过数据传输模块传输至服务器，通过传感器组件将待检测区域的水文数据进行监测并将监测获得的数据通过数据传输模块传输至服务器，通过视频监控模块将待检测区域的图片和视频信息通过数据传输模块传输至服务器，服务器对获取的所有数据进行分类、整理、编号、进行标签化处理，根据事先设定的计算模型对水文数据进行综合分析，得到最终的监测结果。
[0008]上述技术方案的进一步优化，所述传感器组件包括若干个传感器单元，所述传感器单元设置有电缆线；所述振动式配重包括安装在传感器单元上方的锥簧、圆形的电磁铁、套设在传感器单元外周的圆环形永磁铁、设置在传感器单元下方的弹片、安装在弹片下方的超声波振子，所述锥簧的大端与电磁铁固定连接，所述锥簧的小端与传感器单元固定连接，所述电缆线与电磁铁固定连接，所述永磁铁与弹片的边沿之间固定连接有两个呈对称
分布的椭圆环，所述永磁铁与弹片的边沿之间还设置有弧形杆，所述弧形杆设置有两个，两个弧形杆呈相对设置且在竖直平面的投影呈轴对称分布，两个弧形杆在竖直平面的投影呈交叉设置，所述弧形杆下端的切向与弹片呈垂直设置；所述弹片为圆形结构，所述弹片的外径大于永磁铁的外径，所述椭圆环的长轴方向与弹片之间的夹角为λ，λ为锐角。
[0009]上述技术方案的进一步优化，所述传感器单元是溶解氧传感器、pH传感器、余氯传感器、TOC传感器、电导率传感器、叶绿素传感器、氨氮传感器、液位传感器、浊度传感器、总磷传感器、温度传感器中的一种。
[0010]上述技术方案的进一步优化，所述标签化处理包括添加时间戳、人工填写的备注信息。
[0011]上述技术方案的进一步优化，所述电磁铁通电产生与永磁铁相斥的磁力，所述电磁铁呈间歇式通电；在单个周期内，所述电磁铁的通电时间均相等，所述电磁铁的不通电时间呈连续减小且减小幅度均相等；所述超声波振子的超声频率为20kHz。
[0012]上述技术方案的进一步优化，76
°
≤λ≤86
°
。
[0013]上述技术方案的进一步优化，所述椭圆环由钛青铜制成，所述弧形杆由维加洛合金制成。
[0014]本专利技术的有益效果：
[0015]本专利技术通过无人机将传感器组件运送至待检测区域，定位模块将待检测区域的位置坐标信息通过数据传输模块传输至服务器，通过传感器组件将待检测区域的溶解氧、pH、余氯、TOC、电导率、叶绿素、氨氮、液位、浊度、总磷、温度、水体图像或视频等水文数据进行监测并将监测获得的数据通过数据传输模块传输至服务器，通过视频监控模块将待检测区域的图片和视频信息通过数据传输模块传输至服务器，服务器对获取的所有数据进行分类、整理、编号、进行标签化处理，根据事先设定的计算模型对水文数据进行综合分析，得到最终的监测结果。监测结果准确率高，误差小。
附图说明
[0016]图1为本专利技术所述振动式配重、传感器单元的连接示意图；
[0017]图2为本专利技术所述振动式配重未安装锥簧时的示意图；
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]实施例1
[0020]所述基于无人机的水文监测系统，包括无人机、服务器、用来进行水文监测的传感器组件、用来对传感器组件卷扬升降的卷扬机、数据传输模块、视频监控模块、定位模块，所述卷扬机安装在无人机的起落架处，所述视频监控模块安装在无人机的底部，所述传感器组件通过卷扬机进行升降，所述传感器组件所探测的信息通过数据传输模块传输至服务器，所述视频监控模块所拍摄的图片或视频通过数据传输模块传输至服务器，所述传感器组件处安装有振动式配重；所述定位模块用于获取无人机当前的位置坐标信息。
[0021]在水质监测领域中，水温、电导率、pH、ORP、溶解氧、浊度、氨氮、COD等都是重要的监测指标，及时监测对于最大限度减轻和改善改善水质恶化的危害和确定污染源至关重要。
[0022]余氯传感器，余氯传感器可以检测出水体样本中游离氯、一氯胺和总氯的含量。TOC传感器，TOC也被称为总有机碳，它是分析水体样本中有机物污染情况的重要指标。电导率传感器，电导率传感器可以说是水质检测领域中使用最多的传感设备，它主要用于检测水体中总离子的浓度。PH传感器，PH传感器主要通过检测氢离子来获取水体的酸碱值，而PH值是水体的一个重要指标。ORP传感器，ORP传感器主要用于溶液的氧还原电位，它不仅能多针对水体进行检测。浊度传感器，是通过测量透过水的光量来测量水中的悬浮固体，而这些悬浮固体可以反映出水体受污染的情况；因此在水质检测仪对河流、污水以及废水的测量中会经常使用到。溶解氧传感器是一种用于测量氧气在水中的溶解量的传感设备。
[0023]叶绿素传感器是一种应用于环境和生态系统监测的技术，叶绿素是植物和藻类中的一种绿色色素，其浓度可以作为衡量水体和植物健康本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的水文监测系统，其特征在于：包括无人机、服务器、用来进行水文监测的传感器组件、用来对传感器组件卷扬升降的卷扬机、数据传输模块、视频监控模块、定位模块，所述卷扬机安装在无人机的起落架处，所述视频监控模块安装在无人机的底部，所述传感器组件通过卷扬机进行升降，所述传感器组件所探测的信息通过数据传输模块传输至服务器，所述视频监控模块所拍摄的图片或视频通过数据传输模块传输至服务器，所述传感器组件处安装有振动式配重；所述定位模块用于获取无人机当前的位置坐标信息。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的水文监测系统，其特征在于：通过无人机将传感器组件运送至待检测区域，定位模块将待检测区域的位置坐标信息通过数据传输模块传输至服务器，通过传感器组件将待检测区域的水文数据进行监测并将监测获得的数据通过数据传输模块传输至服务器，通过视频监控模块将待检测区域的图片和视频信息通过数据传输模块传输至服务器，服务器对获取的所有数据进行分类、整理、编号、进行标签化处理，根据事先设定的计算模型对水文数据进行综合分析，得到最终的监测结果。3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的水文监测系统，其特征在于：所述传感器组件包括若干个传感器单元(10)，所述传感器单元(10)设置有电缆线(11)；所述振动式配重包括安装在传感器单元(10)上方的锥簧(23)、圆形的电磁铁(21)、套设在传感器单元(10)外周的圆环形永磁铁(22)、设置在传感器单元(10)下方的弹片(24)、安装在弹片(24)下方的超声波振子(25)，所述锥簧(23)的大端与电磁铁(21)固定连接，所述锥簧(23)的小端与传感器单元(10)固定连接，所述电缆线(11)与电磁铁(21...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭广涛，王晶，杨永芹，连蔚，马达，王晓森，吴基伟，
申请(专利权)人：河南省平顶山水文水资源勘测局，
类型：发明
国别省市：