【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通航枢纽，尤其涉及一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测方法及其数据有线传输装置。
技术介绍
1、在水利工程
，船闸作为航道上的重要通航建筑物，其安全、高效运行对于保障水路交通的顺畅至关重要。特别是高水头环境下的船闸系统，由于水流条件复杂，对船闸设施及其配套设备的性能提出了更高要求。浮式系船柱作为船闸中用于固定船舶的关键部件，其状态监测及数据传输技术一直是业界关注的重点。
2、目前，浮式系船柱的运行监护和日常巡检均采用人工目视的巡检方式，存在以下亟待解决的问题：在低能见度、恶劣天气、船间遮挡等客观条件下，目前通过图像监控系统目视监管的方式存在明显的弊端，无法高效观察并确认每个浮式系船柱的运行状态，影响过闸效率；随着船舶大型化发展，船舶靠泊系缆力较过去大大增加甚至频繁超过设计上限，设备可能存在超负荷工作状态，从运行安全角度出发需要对系船柱运行状态进行有效的、量化的主动实时监测；尤其是浮式系船柱运行中的卡阻、结构损伤变形等类型的设备缺陷以及闸室内充泄水末期因往复流引发的运行安全隐患很难通过目视及时发现，而且浮式系船柱毗邻水边，环境恶劣；船舶大型化导致遮挡和浮式系船柱所在的位置导致无法做到监测信号无线传输，因此，针对性研发一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测方法及装置很有必要。
3、现有技术研究中，针对浮式系船柱的监测多采用传统的传感器与无线传输方式。这些技术虽然在一定程度上实现了对系船柱状态的实时监测，但在高水头、大流量等恶劣工况下，往往存在监测不准确、信号衰减、传输不稳定等问题，影响了监测数据
4、为了解决上述问题，一些专利文献，例如cn213014159u公开了一种浮式系船柱监测系统，包括监测器、信息处理柜、控制中心上位机、语音警报器、灯光警报器，所述监测器对浮式系船柱进行实时监测，监测器将收集的信息发送给信息处理柜，信息处理柜将信息整理后发送给控制中心上位机，通过控制中心上位机能及时了解系船柱的运行情况，当系船柱发生异常情况，通过控制中心上位机经信息处理柜使语音警报器、灯光警报器报警从而及时提醒工作人员，所述监测器包括浮筒库、浮式系船柱、固定支架、位移传感器，浮筒库预置在闸室两侧的翼墙上，浮式系船柱在浮筒库内上下移动，固定支架安装在浮筒库的墙壁上；该系统采用位移传感器即激光测距仪实现了对系船柱的实时监测，然而，该技术方案仍主要依赖于间接监测和无线传输方式，未能从根本上解决高水头环境下监测不准确和数据传输的难题。
5、综上所述，现有技术在浮式系船柱的数字化监测与数据传输方面虽已取得一定进展，但仍存在信号不稳定、易受干扰等突出问题，难以满足高水头船闸系统对监测数据准确性和实时性的高要求。因此，有必要研发一种更加稳定、高效的数据传输装置及方法，以克服现有技术的不足，提高船闸系统的智能化管理水平。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测方法及其数据有线传输装置，解决现有人工监测技术的不准确、不及时，及现有技术研究中在高水头、大流量的恶劣工况下，监测不准确、信号衰减、传输不稳定的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种高水头船闸浮式系船柱的数字化监测方法，包括以下步骤：
3、step1：通过数据采集模块实时采集浮式系船柱的应力、位移和倾角数据，并将所述数据转换为数字信号；
4、step2：将所述数字信号传输至数据处理模块，进行滤波、加密处理，并将处理后的数据打包；
5、step3：通过有线传输模块，将打包后的数据稳定传输至监控中心；
6、step4：在监控中心接收并解密数据，实时显示浮式系船柱的监测数据。
7、一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测数据有线传输装置，是传输上述所述的一种高水头船闸浮式系船柱的数字化监测方法的数据有线传输装置，包括：
8、数据采集模块，用于实时采集浮式系船柱的应力、位移和倾角数据，并将所述数据转换为数字信号；
9、数据处理模块，与所述数据采集模块连接，用于接收所述数字信号，进行滤波、加密处理，并将处理后的数据打包；
10、有线传输模块，与所述数据处理模块连接，采用工业级有线通信接口，将打包后的数据稳定传输至监控中心；
11、电源管理模块，为上述各模块提供稳定可靠的电力供应，具备防水、防尘及过压、过流保护功能。
12、优选的方案中，所述数据采集模块包括多个传感器，分别用于监测浮式系船柱的应力、位移和倾角，且每个传感器均配置有信号调理电路，用于将模拟信号转换为数字信号。
13、优选的方案中，所述传感器为应变传感器，应变传感器与信号电缆的一端相连，信号电缆绕装在信号电缆筒上，另一端与应变采集器相连。
14、优选的方案中，所述数据处理模块包括数据加密单元，用于对处理后的数据进行加密处理，确保数据传输过程中的安全性。
15、优选的方案中，所述有线传输模块采用rs-485（recommended standard485，推荐标准-485）或can（controller area network，控制器局域网）总线通信协议，并设计有抗干扰电路，以确保在复杂环境下数据的稳定传输。
16、优选的方案中，所述有线传输模块还包括光纤电缆和光纤调制解调器，rs-485或can总线通信协议信号经由光纤调制解调器和光纤电缆传输给监控中心。
17、优选的方案中，一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测数据有线传输装置还包括显示屏，设置于监控中心，用于实时显示接收到的监测数据，便于操作人员监控浮式系船柱的状态。
18、优选的方案中，所述监控中心具备自我诊断和故障预警功能，能够在监测到数据传输异常或设备故障时，自动发送预警信息至相关管理人员，确保及时采取维修措施，保障船闸浮式系船柱数字化监测系统的稳定运行。
19、本专利技术提供的一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测方法及其数据有线传输装置，有如下有益效果：
20、1、本专利技术解决了现有人工监测技术的不准确、不及时，及现有技术研究中在高水头、大流量等恶劣工况下，信号衰减、传输不稳定等问题；
21、2、本专利技术采用了应变传感器的设计，结合了有线通信技术，实现了对水流、水位等参数的实时、准确监测，有效克服了恶劣工况下的信号衰减和传输不稳定问题，显著提高了监测效率和准确性；
22、3、本专利技术的每个传感器均配置有信号调理电路，用于将模拟信号转换为数字信号，实现了高精度数据采集，同时，本专利技术还设计了自适应通信协议，可根据网络环境自动调节通信速率，保证了数据的稳定传输；此外，本专利技术还具有低功耗、长寿命等特点，适用于长期无人值守的监测任务；
23、4、本专利技术提高了高水头船闸浮式系船柱数字化监测数据的传输效率和稳定性，降低了本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高水头船闸浮式系船柱的数字化监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测数据有线传输装置，是传输权利要求1所述的一种高水头船闸浮式系船柱的数字化监测方法的数据有线传输装置，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测数据有线传输装置，其特征在于：所述数据采集模块包括多个传感器（1），分别用于监测浮式系船柱（8）的应力、位移和倾角，且每个传感器（1）均配置有信号调理电路，用于将模拟信号转换为数字信号。
4.根据权利要求3所述的一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测数据有线传输装置，其特征在于：所述传感器（1）为应变传感器，应变传感器与信号电缆（3）的一端相连，信号电缆（3）绕装在信号电缆筒（4）上，另一端与应变采集器（2）相连。
5.根据权利要求2所述的一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测数据有线传输装置，其特征在于：所述数据处理模块（5）包括数据加密单元，用于对处理后的数据进行加密处理，确保数据传输过程中的安全性。
6.根据权利要求2所述的一种高水头船闸
7.根据权利要求6所述的一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测数据有线传输装置，其特征在于：所述有线传输模块还包括光纤电缆（6）和光纤调制解调器，RS-485或CAN总线通信协议信号经由光纤调制解调器和光纤电缆（6）传输给监控中心（7）。
8.根据权利要求2所述的一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测数据有线传输装置，其特征在于：还包括显示屏，设置于监控中心（7），用于实时显示接收到的监测数据，便于操作人员监控浮式系船柱（8）的状态。
9.根据权利要求8所述的一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测数据有线传输装置，其特征在于：所述监控中心（7）具备自我诊断和故障预警功能，能够在监测到数据传输异常或设备故障时，自动发送预警信息至相关管理人员，确保及时采取维修措施，保障船闸浮式系船柱数字化监测系统的稳定运行。
...【技术特征摘要】
1.一种高水头船闸浮式系船柱的数字化监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测数据有线传输装置，是传输权利要求1所述的一种高水头船闸浮式系船柱的数字化监测方法的数据有线传输装置，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测数据有线传输装置，其特征在于：所述数据采集模块包括多个传感器（1），分别用于监测浮式系船柱（8）的应力、位移和倾角，且每个传感器（1）均配置有信号调理电路，用于将模拟信号转换为数字信号。
4.根据权利要求3所述的一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测数据有线传输装置，其特征在于：所述传感器（1）为应变传感器，应变传感器与信号电缆（3）的一端相连，信号电缆（3）绕装在信号电缆筒（4）上，另一端与应变采集器（2）相连。
5.根据权利要求2所述的一种高水头船闸浮式系船柱数字化监测数据有线传输装置，其特征在于：所述数据处理模块（5）包括数据加密单元，用于对处理后的数据进行加密处理，确保数据传输过程中的安全性。
【专利技术属性】
技术研发人员：王雪萍，江涛，覃涛，沈保明，袁伟，边级，李红武，沈学军，乔小东，杨珏，李浩，孟兵，陈浩哲，
申请(专利权)人：长江三峡通航管理局，
类型：发明
国别省市：
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