【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水利信息化，特别涉及一种基于北斗/gps模块的河水流速检测系统和检测方法。
技术介绍
1、河水流速测量在水文学和水资源管理等领域具有重要意义，了解河流的流速和流量对于洪水预警、水资源管理、水生态保护以及水利工程设计等方面至关重要。在当前社会背景下，面临着日益严峻的水资源管理挑战和水环境问题，河水流速测量成为一项紧迫而重要的研究任务。
2、全球范围内的水资源管理日益受到关注，科学测量河水流速是水资源管理的基础。洪水防治是各国亟需解决的问题，准确测量河水流速有助于预警洪水、科学规划防洪设施；水体的流速与水环境质量和生态修复密切相关，通过测量河水流速，可以了解水体的流动状况，对水生态系统的修复与保护具有重要意义；河水流速测量在水利工程的设计和运营管理中具有重要作用，水电站需要准确测量河水流速来计算水流能量，设计合理的水轮机和发电设施；全球气候变化对水资源和水环境产生了深远影响，测量河水流速有助于研究全球变化对水文过程和水循环的影响。
3、尽管已有多种测量方法应用于河水流速测量，但当前的河水流速测量方法普遍需要人工参与，存在较大的安全隐患，同时目前所采用的河水流速测量装置成本较高，自动化技术应用程度较低，仍然需要不断探索创新，提高测量精度、实现自动化监测和全面了解水流动态，以更好地应对水资源管理和水环境保护面临的挑战。
技术实现思路
1、针对上述已有技术中存在的不足，本专利技术旨在提供一种基于北斗/gps模块的河水流速检测系统和检测方法，结合北斗/gp
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述技术目的：
3、本专利技术公开的一方面为：一种基于北斗/gps模块的河水流速检测系统，包括上位机和检测机构，其中：
4、上位机，用于设置检测区域、起点线与终点线，并记录检测机构的运动轨迹；
5、检测机构，用于执行上位机发送的指令，并与上位机之间进行双向无线通信。
6、通过采用上述方案，进一步地，检测机构包括壳体，以及设置于壳体内部的单片机、北斗/gps模块和无线透传模块，北斗/gps模块与单片机的串口一连接，无线透传模与单片机的串口二连接，其中：
7、单片机，用于存储并执行上位机发送的指令信息；
8、北斗/gps模块，获取检测机构的实时位置信息并传输至单片机。
9、上述方案的进一步优选方案为：壳体内还设有太阳能电池板、电池和半有源rfid标签，太阳能电池板与电池分别位于单片机的顶部与底部，半有源rfid标签位于单片机上方，其中：
10、太阳能电池板为检测机构供电，当检测机构处于待机状态时，通过太阳光为太阳能电池板充电；
11、电池为单片机供电；
12、半有源rfid标签辅助定位检测机构。
13、上述方案的进一步优选方案为：壳体外的底部安装方向鳍，通过单片机控制方向鳍的角度。
14、上述方案的进一步优选方案为：壳体外周向设置浮力沿，通过浮力沿保持检测机构在工作状态下的平衡性。
15、上述方案的进一步优选方案为：壳体外的顶部设有两个天线孔，两个天线孔上分别对应连接无线透传天线和gps天线。
16、上述方案的进一步优选方案为：上位机与无线透传接收器连接，通过无线透传模块与无线透传接收器实现单片机与上位机的双向无线通信。
17、本专利技术公开的另一方面为：一种基于北斗/gps模块的河水流速检测方法，包括以下步骤：
18、步骤1：利用上位机设置待检测位置信息，并将设置的待检测位置信息发送至检测机构；
19、步骤2：检测机构将步骤1中接收的位置信息数据进行储存和部署后，将检测机构放入河流开始检测；
20、步骤3：实时获取检测机构的位置坐标并传输至上位机，利用上位机绘制检测机构的时间-位置轨迹图，将传输的位置坐标与实时速度储存至上位机；
21、步骤4：检测结束后，利用上位机对检测机构的靠岸过程进行轨迹绘制。
22、优选地，在步骤2中，通过检测机构内部的无线透传模块接收上位机发送的位置信息，并将接收的位置信息传输至单片机，利用单片机储存与部署待检测的区域范围、起点线和终点线。
23、优选地，在步骤3中，检测分为撞线起点线前、起点线至终点线之间、撞线终点线后三个过程，具体如下：
24、①撞线起点线前：
25、北斗/gps模块将获取的实时位置通过串口一传输至单片机，再通过无线透传模块传输至上位机，上位机自动绘制时间-位置轨迹图，并同步储存传输的位置坐标；
26、②起点线至终点线之间：
27、北斗/gps模块将同时获取的位置信息与速度信息传输至单片机，再通过无线透传模块传输至上位机，上位机继续绘制时间-位置轨迹图，并同步储存传输的位置坐标和实时速度信息；
28、③撞线终点线后：
29、检测机构停止传输实时速度信息，上位机分析检测机构从撞线起点线至撞线终点线的轨迹与时间，通过轨迹与时间计算河道的分段速度和全段速度。
30、本专利技术通过采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下有益的技术效果：
31、1、本专利技术的检测系统通过北斗/gps模块进行实时定位与测速，根据定位信息绘制北斗/gps模块在所测量水域中的位置与时间关系轨迹图，以位置与时间关系轨迹图计算的速度与北斗/gps模块实时测速进行比对修正，获取更精准的河流速度。
32、2、本专利技术的检测系统利用无线透传模块与无线透传接收器实现漂流球与上位机之间的双向通信，通过上位机将待检测区域信息等发送至漂流球，将漂流球在河流中运动的实时数据通过无线透传模块反馈至上位机，有效发挥了无线透传模块在数据传输时传输速率快、传输距离远的优势。
33、3、漂流球的内部配置有太阳能电池板和半有源rfid标签，可在非测量阶段为漂流球充电，半有源rfid标签发挥了漂流球中电池电量耗尽时，便于快速找到漂流瓶进行回收的作用。
34、4、本专利技术的检测系统在测量过程中除了放下漂流球和回收漂流球以外，不需要其他人为操作，总成本200~400元左右，达到了高精度、高自动化、低成本的测量系统的要求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于北斗/GPS模块的河水流速检测系统，其特征在于，包括上位机和检测机构，其中：
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗/GPS模块的河水流速检测系统，其特征在于，检测机构包括壳体（1），以及设置于壳体（1）内部的单片机、北斗/GPS模块和无线透传模块，北斗/GPS模块与单片机的串口一连接，无线透传模与单片机的串口二连接，其中：
3.根据权利要求2所述的一种基于北斗/GPS模块的河水流速检测系统，其特征在于，壳体（1）内还设有太阳能电池板（3）、电池（6）和半有源RFID标签（4），太阳能电池板（3）与电池（6）分别位于单片机的顶部与底部，半有源RFID标签（4）位于单片机上方，其中：
4.根据权利要求3所述的一种基于北斗/GPS模块的河水流速检测系统，其特征在于，壳体（1）外的底部安装方向鳍（2），通过单片机控制方向鳍（2）的角度。
5.根据权利要求4所述的一种基于北斗/GPS模块的河水流速检测系统，其特征在于，壳体（1）外周向设置浮力沿（8），通过浮力沿（8）保持检测机构在工作状态下的平衡性。
6.根据权利要求
7.根据权利要求6所述的一种基于北斗/GPS模块的河水流速检测系统，其特征在于，上位机与无线透传接收器连接，通过无线透传模块与无线透传接收器实现单片机与上位机的双向无线通信。
8.根据权利要求1所述的一种基于北斗/GPS模块的河水流速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种基于北斗/GPS模块的河水流速检测方法，其特征在于，在步骤2中，通过检测机构内部的无线透传模块接收上位机发送的位置信息，并将接收的位置信息传输至单片机，利用单片机储存与部署待检测的区域范围、起点线和终点线。
10.根据权利要求9所述的一种基于北斗/GPS模块的河水流速检测方法，其特征在于，在步骤3中，检测分为撞线起点线前、起点线至终点线之间、撞线终点线后三个过程，具体如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于北斗/gps模块的河水流速检测系统，其特征在于，包括上位机和检测机构，其中：
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗/gps模块的河水流速检测系统，其特征在于，检测机构包括壳体（1），以及设置于壳体（1）内部的单片机、北斗/gps模块和无线透传模块，北斗/gps模块与单片机的串口一连接，无线透传模与单片机的串口二连接，其中：
3.根据权利要求2所述的一种基于北斗/gps模块的河水流速检测系统，其特征在于，壳体（1）内还设有太阳能电池板（3）、电池（6）和半有源rfid标签（4），太阳能电池板（3）与电池（6）分别位于单片机的顶部与底部，半有源rfid标签（4）位于单片机上方，其中：
4.根据权利要求3所述的一种基于北斗/gps模块的河水流速检测系统，其特征在于，壳体（1）外的底部安装方向鳍（2），通过单片机控制方向鳍（2）的角度。
5.根据权利要求4所述的一种基于北斗/gps模块的河水流速检测系统，其特征在于，壳体（1）外周向设置浮力沿（8），通过浮力沿（8）保持检测机构...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。