生态浮标监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种生态浮标监测系统，生态浮标监测系统主要包括浮标体，锚系，安装在所述浮标体上的供电设备、数据采集传输设备、防护设备、传感器、岸站接收设备；传感器实时监测现场水体及水面气象数据，数据采集传输设备采集传感器监测的数据，并进行处理后通过GPRS/CDMA/卫星等无线传输方式传输至岸站接收设备，岸站接收设备接收到数据后进行数据存贮、显示、统计等，从而实现实时自动在线监测水环境变化情况。本实用新型有益的效果是：提供的一种用于水体环境监测的浮标系统，可以实时在线监测水体生态环境，实时了解水环境变化情况，相对于人工采样监测的方式，具有数据量大、实时性强、劳动强度低、操作方便等特点。
【专利说明】生态浮标监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型为一种水环境自动在线监测设备，主要是一种实时采集常规水质参数、营养盐、气象、碳氢化合物等参数的生态浮标监测系统，将传感器安装在浮体上，实时自动在线监测水体生态环境参数和气象参数，并通过无线传输模块将数据传输至岸站接收设备，用于监测水体生态环境变化情况，预测水体变化趋势，为环保部门、水利部门、海洋环境监测部门提供水体治理、防止水污染提供数据。
【背景技术】
[0002]水环境的监测最初是通过人工采样，参水样带回实验室进行分析后，得出水环境参数。之后出现了一些现场测量的仪器，可将仪器带到现场进行测量，并可即时出结果。随着科技的发展，出现了较多的在线监测仪器，从而出现了以固定站为主要形式的自动在线监测方式，即在岸边建造站房，将水样引入站房内进行自动分析，得出数据，或是将传感器直接投入水体中进行监测。人工采样需要耗费较大的人力、物力、财力，而且数据量少，样品保存不当还可能导致测量不准确。固定站监测方式只能监测岸边处水体，且费用高。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的正是为了克服上述不足，而提供的一种自动在线监测的生态浮标监测系统，监测系统可根据需要布放在监测水域的任何地方，在浮标上根据需要安装各种类型的传感器，即可实现实时自动在线监测，并将监测数据实时发送至岸站接收体设备，实时了解水环境变化情况。
[0004]实现本实用新型目的的技术方案是:这种生态浮标监测系统，该系统包括浮标体，锚系，安装在所述浮标体上的供电设备、数据采集传输设备、防护设备、传感器、岸站接收设备;
[0005]浮标体，通过锚系固定漂浮在监测水域；所述浮标体包括浮体、设置在浮体上方的标架和设置在浮体下方的稳定锤，所述浮体的中心部位设置有一密闭电子舱。
[0006]供电设备，用于向所述监测系统提供工作电压；
[0007]数据采集传输设备，所述数据采集传输设备包括数据采集模块和无线传输模块；所述数据采集模块布置在电子舱内，用于分时控制各传感器工作，采集传感器系统数据，并经数据处理、打包、加密后通过无线传输模块传输至岸站接收设备；所述无线传输模块布置在标架顶部。
[0008]防护设备，用于保护所述监测系统；
[0009]传感器，用于实时监测现场水体及水面气象数据，并将采集到的数据实时传输至数据采集传输设备；
[0010]岸站接收设备，用于接收数据采集传输设备传输的数据，并对其进行存贮、显示、统计。
[0011]所述锚系包括相互连接的锚和锚链，所述锚链由不锈钢链和尼龙绳组成。[0012]所述供电设备包括用于将光能转换为电能的太阳能电池板、蓄电池组、用于给蓄电池组充电的充电控制模块、用于将12V直流电转换为5V、12V、24V直流电，并能够实现通断电控制的电源控制模块；其中太阳能电池板安装于标架上，充电控制模块、电源控制模块和蓄电池组布置于电子舱内。
[0013]所述防护设备包括安装在所述标架上的避雷装置、摄像头、雷达反射器、警示灯和GPS模块；其中避雷装置包括避雷针、接地线，将雷电导入水体中，防止设备被雷击坏；摄像头可观察周围情况，了解浮标状态；雷达反射器用于反射雷达波，增加反射信号；警示灯在晚上时自动闪亮，提示船只绕道行驶；GPS模块用于浮标定位。
[0014]所述传感器包括位于浮体上的水质传感器、水位传感器、营养盐传感器和位于标架顶部的气象传感器。
[0015]所述岸站接收设备包括用于接收数据的接收机，安装有数据处理软件、并用于存贮、显示数据的服务器。
[0016]本实用新型还可以进一步完善，加装声学水听器后，可用于水体噪声监测、水生物监测等。
[0017]本实用新型有益的效果是:由于本实用新型包括浮标体，锚系，安装在所述浮标体上的供电设备、数据采集传输设备、防护设备、传感器、岸站接收设备；其中浮标体可以通过锚系固定漂浮在监测水域的任何位置，传感器实时监测现场水体及水面气象数据，数据采集传输设备采集传感器监测的数据进行处理后通过GPRS/CDMA/卫星等无线传输方式传输至岸站接收设备，岸站接收设备接收到数据后进行数据存贮、显示、统计等，构成一套实时在线监测的水环境监测系统，从而解决了人工采样成本高、数据量少(相对于人工采样监测的方式，具有数据量大、实时性强、劳动强度低、操作方便等特点)，以及固定站监测方式监测位置受限、成本高的问题。
【专利附图】
【附图说明】:
[0018]图1是本实用新型的外形示意图；
[0019]图2是本实用新型浮标体结构示意图；
[0020]图3是本实用新型浮标体剖面结构示意图；
[0021]图4是本实用新型浮标体的侧视示意图；
[0022]图5是本实用新型电缆连接框图；
[0023]附图1-5的标记说明:浮标体I ;锚系2 ;岸站接收设备7 ;浮体1_1 ;标架1_2 ;稳定锤1-3 ;电子舱1-4 ;锚2-1 ;锚链2-2 ;太阳能电池板3-1 ;充电控制模块3_2 ;电源控制模块3-3 ;蓄电池组3-4 ;数据采集模块4-1 ;无线传输模块4-2 ;避雷针5_1 ;摄像头5_2 ;雷达反射器5-3 ;警标灯5-4 ；GPS模块5-5 ;水质传感器6_1 ;水位传感器6_2 ;营养盐传感器6-3 ;气象传感器6-4 ;接收机7-1 ;服务器7-2。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步介绍:
[0025]系统组成:
[0026]如图1-图5所示，本实用新型所述的生态浮标监测系统，主要包浮标体1、锚系2、供电设备、数据采集传输设备、防护设备、传感器和岸站接收设备7。所述浮标体I通过锚系2固定漂浮在监测水域；供电设备、数据采集传输设备、防护设备、传感器和岸站接收设备7分别安装在所述浮标体I上；传感器实时监测现场水体及水面气象数据，数据采集传输设备采集传感器监测的数据，并进行处理后通过GPRS/CDMA/卫星等无线传输方式传输至岸站接收设备7，岸站接收设备7接收到数据后进行数据存贮、显示、统计等，从而构成一套实时在线监测的水环境监测系统。
[0027]所述浮标体I包括浮体1-1、设置在浮体1-1上方的标架1-2和设置在浮体1_1下方的稳定锤1-3，所述浮体1-1的中心部位设置有一密闭电子舱1-4。所述浮体1-1为重量轻、耐腐蚀、耐碰撞三层环状结构，以玻璃钢、浮力材料为主材；标架1-2为框架结构，用于安装供电设备、数据采集传输设备、防护设备和传感器，稳定锤1-3用于调整浮标体I的重心。
[0028]所述锚系2包括相互连接的锚2-1和锚链2-2，所述锚链2_2由不锈钢链和尼龙绳组成。
[0029]所述供电设备包括太阳能电池板3-1、充电控制模块3-2、电源控制模块3-3和免维护蓄电池组3-4 ;所述太阳能电池板3-1将光能转化为电能，通过充电控制模块3-2给蓄电池组3-4充电，电源控制模块3-3用于将12V直流电转换为5V、12V、24V直流电，并可进行通断电控制。所述太阳能电池板3-1安装于标架1-2上，充电控制模块3-2、电源控制模块3-3和蓄电池组3-4布置于电子舱1-4内。
[0030]所述数据采集传输设备包括数据采集模块4-1和无线传输模块4-2 ;所述数据采集模块4-1布置在电子舱1-4内，用于分时控制各传感器工作，采集传感器系统数据，并经数据处理、打包、加密后通过无线传输模块4-2传输至岸站接收设备7 ;所述无线传输模块4-2布置在标架1-2顶部。
[0031]所述防护设备包括安装在所述标架1-2上的避雷装置5-1、摄像头5-2、雷达反射器5-3、警示灯5-4和GPS模块5-5。其中避雷装置5_1包括避雷针、接地线，将雷电导入水体中，防止设备被雷击坏；摄像头5-2可观察周围情况，了解浮标体I状态；雷达反射器5-3用于反射雷达波，增加反射信号；警示灯5-4在晚上时自动闪亮，提示船只绕道行驶；GPS模块5-5用于浮标体I定位。
[0032]所述传感器包括位于浮体1-1上的水质传感器6-1、水位传感器6-2、营养盐传感器6-3和位于标架1-2顶部的气象传感器6-4。也可根据需要安装碳氢化合物传感器、COD传感器、测流仪等。
[0033]所述岸站接收设备7包括用于接收数据的接收机7-1，用于存贮、显示数据的服务器7-2。所述接收机包括卫星接收机、短波通讯机等，服务器7-2内安装有专用数据处理软件，用于处理接收的数据。系统可实时自动在线监测水体生态环境参数和气象参数，专用数据处理软件可以图表形式显示测量参数，显示多个浮标参数，以及进行不同浮标参数的对t匕，构成一套完整的生态浮标监测系统。
[0034]系统工作原理:
[0035]浮标体I和锚系2作为系统的基础平台，传感器实时监测现场水体及水面气象数据，数据采集传输设备采集传感器监测的数据，并进行处理后通过GPRS/CDMA/卫星等无线传输方式传输至岸站接收设备7，岸站接收设备7接收到数据后进行数据存贮、显示、统计等，从而实现实时自动在线监测水环境变化情况。
[0036]除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种生态浮标监测系统，其特征在于:该系统包括浮标体(1)，锚系(2)，安装在所述浮标体(I)上的供电设备、数据采集传输设备、防护设备、传感器和岸站接收设备(7); 浮标体(I )，通过锚系(2)固定漂浮在监测水域；所述浮标体(I)包括浮体(1-1 )、设置在浮体(1-1)上方的标架(1-2)和设置在浮体(1-1)下方的稳定锤(1-3)，所述浮体(1-1)的中心部位设置有一密闭电子舱(1-4)； 供电设备，用于向所述监测系统提供工作电压； 数据采集传输设备，所述数据采集传输设备包括数据采集模块(4-1)和无线传输模块(4-2)；所述数据采集模块(4-1)布置在电子舱(1-4)内，用于分时控制各传感器工作，采集传感器系统数据，并经数据处理、打包、加密后通过无线传输模块(4-2)传输至岸站接收设备(7);所述无线传输模块(4-2)布置在标架(1-2)顶部； 防护设备，用于保护所述监测系统； 传感器，用于实时监测现场水体及水面气象数据，并将采集到的数据实时传输至数据采集传输设备； 岸站接收设备(7)，用于接收数据采集传输设备传输的数据，并对其进行存贮、显示、统计。
2.根据权利要求1所述的生态浮标监测系统，其特征在于:所述锚系(2)包括相互连接的锚(2-1)和锚链(2-2)，所述锚链(2-2)由不锈钢链和尼龙绳组成。
3.根据权利要求1所述的生态浮标监测系统，其特征在于:所述供电设备包括用于将光能转换为电能的太阳能电池板(3-1)、蓄电池组(3-4)、用于给蓄电池组(3-4)充电的充电控制模块(3-2)、用于将12V直流电转换为5V、12V、24V直流电，并能够实现通断电控制的电源控制模块(3-3 );所述太阳能电池板(3-1)安装于标架(1-2 )上，充电控制模块(3-2 )、电源控制模块(3-3)和蓄电池组(3-4)布置于电子舱(1-4)内。
4.根据权利要求1所述的生态浮标监测系统，其特征在于:所述防护设备包括安装在所述标架(1-2)上的避雷装置(5-1)、摄像头(5-2)、雷达反射器(5-3)、警示灯(5-4)和GPS模块(5-5)。
5.根据权利要求1所述的生态浮标监测系统，其特征在于:所述传感器包括位于浮体(1-1)上的水质传感器(6-1)、水位传感器(6-2)、营养盐传感器(6-3)和位于标架(1-2)顶部的气象传感器(6-4)。
6.根据权利要求1所述的生态浮标监测系统，其特征在于:所述岸站接收设备(7)包括用于接收数据的接收机(7-1)，安装有数据处理软件、并用于存贮、显示数据的服务器(7-2)。
【文档编号】G01C13/00GK203561360SQ201320626347
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】何志强, 朱建刚, 仰孝辉, 王欣, 陈建青, 康勇, 周凯 申请人:中国船舶重工集团公司第七一五研究所