本實(shí)用新型專利涉及一種基于北斗定位的水面垃圾清理系統(tǒng)，屬于水面環(huán)境治理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來，我國經(jīng)濟(jì)高速增長的同時(shí)付出了高昂的環(huán)境和生態(tài)代價(jià)，嚴(yán)峻的環(huán)境污染和扭曲的生態(tài)破壞引人深思，河湖重大污染事件頻發(fā)，藍(lán)藻等水生物以及旅游帶來的水面漂浮垃圾嚴(yán)重?cái)_亂生態(tài)平衡。傳統(tǒng)清理方式多采用駁船，由工人手持網(wǎng)兜進(jìn)行打撈，效率低下，安全性低，受自然環(huán)境影響較大；后期有一般機(jī)械化打撈設(shè)備，雖有提高，但是作業(yè)環(huán)境仍有相當(dāng)大的限制，狹窄水域難以清理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的發(fā)明目的是克服現(xiàn)有人工及一般機(jī)械化設(shè)備清理水面垃圾的不足，提供一種智能、高效的水面垃圾處理系統(tǒng)；本系統(tǒng)基于北斗定位，可以自動(dòng)識(shí)別和檢測(cè)垃圾并將信息反饋給清理船，使其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航和打撈，靈活高效，不受制于作業(yè)水域的環(huán)境，使用太陽能，環(huán)保安全，本系統(tǒng)還可以將清理船的位置信息和航向速度及時(shí)反饋給服務(wù)器，穩(wěn)定便捷，可以廣泛應(yīng)用于水面垃圾清理。

本實(shí)用新型的基于北斗定位的水面垃圾清理系統(tǒng)主要是通過下述技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。

基于北斗定位的水面垃圾清理系統(tǒng)包括北斗定位模塊、無線傳輸模塊、光伏控制模塊、GSM網(wǎng)絡(luò)報(bào)警模塊、外設(shè)接口模塊和電源變換模塊，北斗定位模塊、無線傳輸模塊、光伏控制模塊、GSM網(wǎng)絡(luò)報(bào)警模塊、外設(shè)接口模塊和電源變換模塊均與STM32微控制器連接，在自動(dòng)尋找到垃圾上，本設(shè)計(jì)加入實(shí)時(shí)圖傳模塊；在地理位置的反饋方面加入北斗定位和無線通訊模塊，清理船STM32F103C8T6芯片分別控制兩個(gè)主管清理船運(yùn)動(dòng)的電機(jī)、主管垃圾清理的舵機(jī)。

本實(shí)用新型還有以下技術(shù)特點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述北斗定位模塊能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)清理船的位置信息和航行速度。

優(yōu)選的，所述垃圾檢測(cè)模塊包含圖傳模塊，可將圖片信息分析對(duì)垃圾進(jìn)行分類，采用SONY HAD CCD彩色攝像頭，分辨率為700TVL，在平穩(wěn)航行的情況下，能對(duì)水面圖像進(jìn)行清晰拍攝。

優(yōu)選的，所述光伏控制模塊包含光敏傳感器、穩(wěn)壓模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊，主控制實(shí)時(shí)采集光敏傳感器采集的電壓信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)采集的信號(hào)比較跟蹤，通過控制直流電機(jī)對(duì)調(diào)整太陽能電池板存儲(chǔ)電能。

優(yōu)選的，所述自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)包含超聲波水下測(cè)距儀、航向測(cè)量模塊DCM260B和超聲波測(cè)距傳感器及其電源組成，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航。

優(yōu)選的，所述GSM采用的是SIM900A模塊，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將船舶的位置信息發(fā)送給服務(wù)器，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障向指定手機(jī)撥打電話或者發(fā)送信息。

本實(shí)用新型專利的優(yōu)點(diǎn)：加入太陽能自動(dòng)跟蹤發(fā)電裝置，節(jié)能環(huán)保；垃圾檢測(cè)模塊可以有效的進(jìn)行垃圾處理分類，高效便捷，GPS和GSM使得系統(tǒng)更加安全可靠。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的北斗定位模塊圖。

圖3為本實(shí)用新型的圖傳模塊圖。

圖4為本實(shí)用新型的GSM網(wǎng)絡(luò)報(bào)警流程圖。

圖5為本實(shí)用新型的主程序流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，包括北斗定位模塊、無線傳輸模塊、光伏控制模塊、GSM網(wǎng)絡(luò)報(bào)警模塊、外設(shè)接口模塊和電源變換模塊；電源變換模塊可以將蓄電池的電壓轉(zhuǎn)換為5V和3.3V，將轉(zhuǎn)換的電壓給系統(tǒng)的各個(gè)模塊供電。

如圖2所示北斗定位模塊圖，采用UM220—III N雙系統(tǒng)高性能模塊，采用USART串口，支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，輸入/輸出信號(hào)類型為LVTTL電平。默認(rèn)波特率為9600bps；GPS芯片可用于記錄各類日志的圖形化窗口，顯示衛(wèi)星的概略方位、軌跡點(diǎn)操作等。利用STM32開發(fā)板串口，接收到GPS信號(hào)，得到當(dāng)前位置的經(jīng)緯度值，再把當(dāng)前位置的經(jīng)緯度值利用無線傳輸發(fā)送到地面站上，這樣就實(shí)現(xiàn)了地面站對(duì)無人機(jī)地面位置的實(shí)時(shí)獲取和監(jiān)視。

如圖3所示的圖傳模塊圖，本設(shè)計(jì)采用SONY HAD CCD彩色攝像頭，分辨率為700TVL，在平穩(wěn)巡航的情況下，能對(duì)水面圖像清晰拍攝；5.8G600MW AV圖傳發(fā)射接收器TS832、RC832是600MW的32個(gè)頻點(diǎn)5.8克影像系統(tǒng)，新的設(shè)計(jì)，豐富的頻率資源，變送器的小尺寸，無風(fēng)扇設(shè)計(jì)；發(fā)射和接收全部采用LED數(shù)碼管顯示，發(fā)射機(jī)與攝像頭相連，接收機(jī)連接顯示屏，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)帶動(dòng)的水面圖像的實(shí)時(shí)顯示。

如圖4所示的GSM網(wǎng)絡(luò)報(bào)警模塊圖，GSM模塊需要接5V直流電源，RX端口與單片機(jī)P3.1（TX）端口相連；TX端口需要與單片機(jī)P3.0(RX)端口相連；SIM900A模塊采用單電源供電，VBAT供電范圍3.2～4.8V之間，推薦電壓為4.0V，模塊射頻發(fā)射時(shí)會(huì)導(dǎo)致電壓跌落，這時(shí)電流的峰值最高會(huì)達(dá)到2A以上，因此電源供電能力盡可能達(dá)到2A，并建議VBAT引腳并接大電容（電容根據(jù)供電IC輸出能力確定）。

如圖5所示的主程序流程圖，首先對(duì)系統(tǒng)初始化，檢測(cè)蓄電池電量，當(dāng)系統(tǒng)沒有出現(xiàn)異常的狀態(tài)，實(shí)時(shí)接收位置信息、速度信息，穩(wěn)定運(yùn)行；如果接收到異常信號(hào)，通過GSM網(wǎng)絡(luò)報(bào)警發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信息。