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海岸帶生態(tài)環(huán)境動態(tài)巡航監(jiān)測與預警系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:11341847閱讀:473來源:國知局

本實用新型涉及海岸帶生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域、數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域,特別是海岸帶生態(tài)環(huán)境動態(tài)巡航監(jiān)測與預警系統(tǒng)。



背景技術(shù):

隨著海洋經(jīng)濟的發(fā)展和養(yǎng)殖活動的加劇,海岸帶生態(tài)環(huán)境日趨惡化,資源破壞和水域污染嚴重,而且赤潮、滸苔等災害頻發(fā)。傳統(tǒng)的海岸帶資源與環(huán)境背景資料的收集還處于半人工半自動的狀態(tài),科學設(shè)備與探測手段還不夠成熟,進口設(shè)備與成套系統(tǒng)價格非常昂貴。所以目前我國海洋環(huán)境監(jiān)測的主要技術(shù)手段還是現(xiàn)場采樣實驗分析法,數(shù)據(jù)的實時性、連續(xù)性差。而現(xiàn)有的海岸帶深水探測浮標一般長年固定在某個位置,探測的數(shù)據(jù)以點帶面,以偏蓋全,缺乏代表性。以往的方式并不適合快速監(jiān)測區(qū)域海岸環(huán)境的動態(tài)過程,無法及時反饋一定區(qū)間范圍內(nèi)的有害海藻繁殖過程,赤潮災害發(fā)生時監(jiān)測區(qū)間與反應(yīng)時間同樣重要,有時會避免一個重大海產(chǎn)品養(yǎng)殖品種的大面積絕收。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本實用新型針對上述技術(shù)問題做出改進,即本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能實現(xiàn)非接觸式感應(yīng)自動充電、配置環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的海岸帶深水探測浮標,以及可實現(xiàn)自動絕對定位和相對定位、按軌跡自主巡航、自動障礙物識別避讓且基于NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)通訊的半潛式小型動態(tài)探測船,組成海岸帶生態(tài)環(huán)境動態(tài)巡航監(jiān)測與預警的系統(tǒng)裝置。

為了解決上述技術(shù)問題,本實用新型的一種技術(shù)方案是: 海岸帶生態(tài)環(huán)境動態(tài)巡航監(jiān)測與預警系統(tǒng),包括海岸帶深水探測浮標和半潛式小型動態(tài)探測船。

進一步的,所述海岸帶深水探測浮標包括基于NB-IoT技術(shù)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊、非接觸式感應(yīng)充電的送電線圈、尾端一節(jié)可自動轉(zhuǎn)向的泊船伸縮桿、為整個系統(tǒng)提供能源動力的太陽能組合、環(huán)境監(jiān)測傳感器組合、用于浮標定位的GPS模塊。

進一步的,所述泊船伸縮桿具備伸縮功能且分為兩節(jié),其尾端一節(jié)可旋轉(zhuǎn),在所述半潛式小型動態(tài)探測船靠近所述送電線圈時,所述泊船伸縮桿啟動緩慢伸長動作且尾端一節(jié)自動定位分析按一定角度旋轉(zhuǎn),將所述半潛式小型動態(tài)探測船限制在可自動充電的活動區(qū)間范圍內(nèi),優(yōu)選地,泊船伸縮桿可根據(jù)所述海岸帶深水探測浮標的大小多布置幾個。

進一步的,所述半潛式小型動態(tài)探測船是一個半潛式、低功耗、小型的探測器,包括基于NB-IoT技術(shù)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊、非接觸式感應(yīng)充電的受電線圈、驅(qū)動探測船的動力系統(tǒng)、姿態(tài)控制與定位組合、用于水體參數(shù)探測的水體傳感器組合、配置有障礙物識別避讓系統(tǒng)且?guī)в屑t外功能的攝像頭、用于探測船所在位置警示的周期性閃爍的警示燈,以及用于電量補充的小型太陽能板組合。

進一步的,所述姿態(tài)控制與定位組合包括傾角傳感器、航向陀螺儀、加速度傳感器、窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊,所述姿態(tài)控制與定位組合實現(xiàn)所述半潛式小型動態(tài)探測船的定位、坐標變換與修正、位置與速度推算以及姿態(tài)控制功能。

進一步的,所述海岸帶深水探測浮標和所述半潛式小型動態(tài)探測船配有非接觸式感應(yīng)充電電路裝置,所述送電線圈布置在海岸帶深水探測浮標四周的吃水線上方位置,所述受電線圈布置在半潛式小型動態(tài)探測船的船身兩側(cè),所述非接觸式感應(yīng)充電電路裝置有電量檢測電路,且當所述半潛式小型動態(tài)探測船電量充滿時按已設(shè)定策略離開所述海岸帶深水探測浮標,啟動探測任務(wù)。

進一步的,所述海岸帶深水探測浮標和所述半潛式小型動態(tài)探測船通過所述GPS模塊和所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊進行動態(tài)的絕對定位和相對定位,使得所述半潛式小型動態(tài)探測船能夠以所述海岸帶深水探測浮標為中心,且按照已經(jīng)程序設(shè)定好的巡航軌跡進行自主導航巡回檢測。

進一步的,所述海岸帶深水探測浮標上布置的所述環(huán)境監(jiān)測傳感器組合和所述半潛式小型動態(tài)探測船上布置的所述水體傳感器組合的監(jiān)測數(shù)據(jù)是通過基于NB-IoT技術(shù)的所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊發(fā)射到云平臺上。

進一步的,所述半潛式小型動態(tài)探測船上布置的所述攝像頭是一個多功能組合裝置,包括攝像頭、紅外感應(yīng)器、前方障礙物識別避讓程序系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型具有以下有益效果:通過海岸帶深水探測浮標定點監(jiān)測,結(jié)合半潛式小型動態(tài)探測船的自主巡航監(jiān)測,實現(xiàn)在一定區(qū)域范圍內(nèi)的水上水下全方位的生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測。半潛式小型動態(tài)探測船通過非接觸式感應(yīng)自動充電和太陽能補充供電的方式,結(jié)合窄帶物聯(lián)網(wǎng)通訊的低功耗設(shè)計,完善能源供電的可靠性。通過自動障礙物識別避讓系統(tǒng)以及位置、速度、姿態(tài)的推算與修正,保證了半潛式小型動態(tài)探測船的可靠航行與準確探測。本實用新型通過動態(tài)的探測過程,可提前掌握并反饋一定范圍內(nèi)的有害海藻繁殖事件,幫助海洋科研與管理者獲得更多的海洋環(huán)境信息,減少因有害海藻給海洋經(jīng)濟帶來的巨大損失。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的構(gòu)造示意圖。

圖中:1-海岸帶深水探測浮標,2-半潛式小型動態(tài)探測船,101-窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊,102-送電線圈,103-泊船伸縮桿,104-太陽能組合,105-環(huán)境監(jiān)測傳感器組合,106-GPS模塊,201-窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊,202-受電線圈,203-動力系統(tǒng),204-姿態(tài)控制與定位組合,205-水體傳感器組合,206-攝像頭,207-警示燈,208-小型太陽能板組合。

具體實施方式

如圖1所示,海岸帶生態(tài)環(huán)境動態(tài)巡航監(jiān)測與預警系統(tǒng),包括海岸帶深水探測浮標1和半潛式小型動態(tài)探測船2。

在本實施例中,所述海岸帶深水探測浮標1包括基于NB-IoT技術(shù)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊101、非接觸式感應(yīng)充電的送電線圈102、尾端一節(jié)可自動轉(zhuǎn)向的泊船伸縮桿103、為整個系統(tǒng)提供能源動力的太陽能組合104、環(huán)境監(jiān)測傳感器組合105、用于浮標定位的GPS模塊106。

在本實施例中,所述泊船伸縮桿103具備伸縮功能且分為兩節(jié),其尾端一節(jié)可旋轉(zhuǎn),在所述半潛式小型動態(tài)探測船2靠近所述送電線圈102時,所述泊船伸縮桿103啟動緩慢伸長動作且尾端一節(jié)自動定位分析按一定角度旋轉(zhuǎn),將所述半潛式小型動態(tài)探測船2限制在可自動充電的活動區(qū)間范圍內(nèi),優(yōu)選地,泊船伸縮桿103可根據(jù)所述海岸帶深水探測浮標1的大小多布置幾個。

在本實施例中,所述半潛式小型動態(tài)探測船2是一個半潛式、低功耗、小型的探測器,包括基于NB-IoT技術(shù)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊201、非接觸式感應(yīng)充電的受電線圈202、驅(qū)動探測船的動力系統(tǒng)203、姿態(tài)控制與定位組合204、用于水體參數(shù)探測的水體傳感器組合205、用于躲避障礙物帶有紅外功能的攝像頭206、用于探測船位置警示的周期性閃爍的警示燈207以及用于電量補充的小型太陽能板組合208。

在本實施例中,所述姿態(tài)控制與定位組合204包括傾角傳感器、航向陀螺儀、加速度傳感器、窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊,所述姿態(tài)控制與定位組合204實現(xiàn)所述半潛式小型動態(tài)探測船2的定位、坐標變換與修正、位置與速度推算以及姿態(tài)控制功能。

在本實施例中,所述海岸帶深水探測浮標1和所述半潛式小型動態(tài)探測船2配有非接觸式感應(yīng)充電電路裝置,所述送電線圈102布置在海岸帶深水探測浮標四周的吃水線上方位置,所述受電線圈202布置在半潛式小型動態(tài)探測船2的船身兩側(cè),所述非接觸式感應(yīng)充電電路裝置有電量檢測電路,當所述半潛式小型動態(tài)探測船2電量充滿時,按已設(shè)定策略駛離所述海岸帶深水探測浮標1啟動探測工作。

在本實施例中,所述海岸帶深水探測浮標1和所述半潛式小型動態(tài)探測船2通過所述GPS模塊106和所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊101及201進行動態(tài)的絕對定位和相對定位,使得所述半潛式小型動態(tài)探測船2能夠以所述海岸帶深水探測浮標1為中心,且按照已經(jīng)程序設(shè)定好的巡航軌跡進行自主導航巡回檢測。

在本實施例中,所述海岸帶深水探測浮標1上布置的所述環(huán)境監(jiān)測傳感器組合105和半潛式小型動態(tài)探測船2上布置的所述水體傳感器組合205的監(jiān)測數(shù)據(jù)是通過基于NB-IoT技術(shù)的所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊101及201發(fā)射到云平臺。

在本實施例中,所述半潛式小型動態(tài)探測船2上布置的所述攝像頭206是一個多功能組合裝置,包括攝像頭、紅外感應(yīng)器、前方障礙物識別躲避程序系統(tǒng)。

在本實施例中,本實用新型通過海岸帶深水探測浮標監(jiān)測,結(jié)合半潛式小型動態(tài)探測船的自主巡航監(jiān)測,實現(xiàn)在一定區(qū)域范圍內(nèi)的水上水下全方位的生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測。半潛式小型動態(tài)探測船通過非接觸式感應(yīng)自動充電和太陽能補充供電的方式,結(jié)合窄帶物聯(lián)網(wǎng)通訊的低功耗設(shè)計,完善能源供電的可靠性。通過自動障礙物識別避讓系統(tǒng)以及位置、速度、姿態(tài)的推算與修正,保證了半潛式小型動態(tài)探測船的可靠航行與準確探測。本實用新型通過動態(tài)的巡航探測過程,可提前掌握并反饋一定區(qū)間范圍內(nèi)的有害海藻繁殖事件,幫助海洋科研與管理者獲得更多的海洋環(huán)境信息,減少因有害海藻給海洋經(jīng)濟帶來的巨大損失。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例,凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾,皆應(yīng)屬本實用新型的涵蓋范圍。

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