本項(xiàng)目涉及一種無(wú)人水文監(jiān)測(cè)船。本系統(tǒng)主要針對(duì)中小河流流域水文信息的監(jiān)測(cè)和分析，提出以遠(yuǎn)程水文監(jiān)測(cè)模塊為核心，以無(wú)線傳感模塊節(jié)點(diǎn)為基礎(chǔ)，構(gòu)建中小河流流域監(jiān)測(cè)區(qū)域的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合BDS\GPS無(wú)人定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的分析和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程水文信息的分析和預(yù)警，根據(jù)分析和預(yù)警結(jié)果提出相應(yīng)的應(yīng)用方案或指導(dǎo)性對(duì)策。

背景技術(shù)：
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1.國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀：

我國(guó)的水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)各種探測(cè)器，探測(cè)到水利的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、水質(zhì)、水流速、水量、視頻圖像或圖片等數(shù)字化信息，通過(guò)GPRS通道，上傳到在線監(jiān)測(cè)監(jiān)視中心，同時(shí)可通過(guò)內(nèi)部網(wǎng)登錄各種內(nèi)部管理系統(tǒng)和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。傳輸通信通道可以兼容GPRS、CDMA、3G、Internet或性能更優(yōu)越的通訊形式。但是記錄方式以模擬方式為主，就是數(shù)字方式記錄也很難方便的輸入計(jì)算機(jī)處理；數(shù)據(jù)處理基本靠人工處理判斷，費(fèi)時(shí)易錯(cuò)；水文信息采集、傳輸、處理的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性較差，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代水文的需求。總之，我國(guó)水文監(jiān)測(cè)技術(shù)還處于萌芽階段。

2.國(guó)外研究現(xiàn)狀：

無(wú)人船設(shè)計(jì)遠(yuǎn)距離推進(jìn)動(dòng)力技術(shù)，抗風(fēng)浪技術(shù)等，其核心技術(shù)是遠(yuǎn)程控制技術(shù)，涉及無(wú)線通信技術(shù)，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等技術(shù)。已經(jīng)有了原型機(jī)能夠完成遠(yuǎn)程遙控，水域偵查的任務(wù)，根據(jù)具體應(yīng)用的不同可在原型機(jī)上安裝相應(yīng)的組件。綜合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，還沒(méi)有一個(gè)價(jià)格低廉，運(yùn)動(dòng)靈活，記錄方式方便的專利產(chǎn)生，我們小組的作品便是針對(duì)這一現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)與制作了本項(xiàng)目。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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1.發(fā)明目的：

通過(guò)該系統(tǒng)跟蹤水文水質(zhì)的變化。通過(guò)檢查對(duì)比上位機(jī)生成的數(shù)據(jù)，在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)某一節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)生異常時(shí)及時(shí)警告，安排人員到相應(yīng)水域去處理水污染等可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

2.基本思路：

設(shè)計(jì)船體結(jié)構(gòu)，搭載無(wú)線模塊，構(gòu)建監(jiān)測(cè)區(qū)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，搭載BDS\GPS定位模塊，對(duì)監(jiān)測(cè)的 遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的分析和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程水文信息的分析和預(yù)警，并提出相應(yīng)的應(yīng)用方案或指導(dǎo)性對(duì)策。

3.創(chuàng)新點(diǎn)：

(1)基于Hadoop平臺(tái)--實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的處理，并進(jìn)行一定階段內(nèi)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)，將結(jié)果調(diào)度分配給用戶。

(2)基于BDS/GPS雙模定位系統(tǒng)--實(shí)現(xiàn)自導(dǎo)航監(jiān)測(cè)，精準(zhǔn)定位，極大節(jié)省了監(jiān)測(cè)過(guò)程中消耗的人力物力。

(3)無(wú)線回傳模塊及攝像頭--實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回傳。

(4)太陽(yáng)能電池板提供動(dòng)力--解決供能問(wèn)題，提高續(xù)航能力。

4.技術(shù)關(guān)鍵：

無(wú)線通信技術(shù)；Hadoop技術(shù)：PC機(jī)數(shù)據(jù)接收和處理模塊技術(shù)。

5.主要技術(shù)指標(biāo)：

基于Hadoop平臺(tái)結(jié)構(gòu)化處理數(shù)據(jù)；基于BDS/GPS雙模無(wú)人定位系統(tǒng)；基于多節(jié)點(diǎn)式的測(cè)量；采用太陽(yáng)能電池板供電；攝像頭實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視。

6.作品的科學(xué)性先進(jìn)性：

現(xiàn)在最先進(jìn)的水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)各種探測(cè)器，探測(cè)到水利的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、水質(zhì)、水流速、水量、視頻圖像或圖片等數(shù)字化信息，通過(guò)GPRS通道，上傳到在線監(jiān)測(cè)監(jiān)視中心，同時(shí)可通過(guò)內(nèi)部網(wǎng)登錄各種內(nèi)部管理系統(tǒng)和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。傳輸通信通道可以兼容GPRS、CDMA、3G、Internet或性能更優(yōu)越的通訊形式。但是價(jià)格普遍較貴，系統(tǒng)的載體靈活性很差，記錄數(shù)據(jù)的方式還需優(yōu)化。綜合當(dāng)前先進(jìn)技術(shù)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)價(jià)格低廉，運(yùn)動(dòng)靈活，記錄方式方便的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)并制作了本項(xiàng)目。由于本項(xiàng)目制作成本低廉，并且適合中小型河流湖泊使用，通過(guò)市場(chǎng)分析，預(yù)計(jì)魚(yú)塘主的購(gòu)買量會(huì)占據(jù)主導(dǎo)地位，由于其低廉的價(jià)格，是魚(yú)塘主等小資本階層會(huì)普遍接受的，可被用于測(cè)量魚(yú)塘小池不同深度的水溫以及空氣溫度，這樣才便于比較分析不同水層隨氣溫的變化特征，為魚(yú)的養(yǎng)殖做好水溫調(diào)控和科學(xué)養(yǎng)殖管理提供科學(xué)依據(jù)。

7.該作品適用范圍及推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明及市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)；

運(yùn)用BDS/GPS雙模衛(wèi)星定位系統(tǒng)，定位精度高，誤差小。相對(duì)于水工測(cè)量中，利用全站儀來(lái)確定水面上一點(diǎn)，再施工放樣要更加精確，避免了人為讀數(shù)的誤差。水文監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)無(wú)人操控，具有很大的應(yīng)用前景。作品將從如下幾個(gè)方面分析它的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)及經(jīng)濟(jì)效益；

(1)監(jiān)測(cè)指標(biāo)記錄更加準(zhǔn)確，應(yīng)用價(jià)值高。

(2)利用該種監(jiān)測(cè)器測(cè)量更加靈活多變，突破因水域特殊對(duì)人工采集水樣的限制。

(3)水利部門(mén)可在一艘母船上，同時(shí)攜帶若干個(gè)該種監(jiān)測(cè)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)同一河流，不同位置，多種水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的測(cè)量，減少人力物力。

(4)本項(xiàng)目小巧靈便，適用于多種復(fù)雜水域，續(xù)航能力強(qiáng)，使用周期長(zhǎng)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

(5)本項(xiàng)目制作成本低廉，適合中小型河流湖泊使用，通過(guò)市場(chǎng)分析，預(yù)計(jì)魚(yú)塘主的購(gòu)買量會(huì)占據(jù)主導(dǎo)地位，由于其低廉的價(jià)格，是魚(yú)塘主等小資本階層會(huì)普遍接受的，可被用于測(cè)量魚(yú)塘水池不同深度的水溫以及空氣溫度，這樣才便于比較分析不同水層隨氣溫的變化特征，為魚(yú)的養(yǎng)殖做好水溫調(diào)控和科學(xué)養(yǎng)殖管理提供科學(xué)依據(jù)。

附圖說(shuō)明：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2是本發(fā)明的俯視圖。

圖3是本發(fā)明的數(shù)據(jù)接收終端的正視圖。

圖4是本發(fā)明的正視圖。

圖5是本發(fā)明的數(shù)據(jù)接收終端顯示屏圖。

具體實(shí)施方式：

打開(kāi)圖3中的數(shù)據(jù)接收終端的電源，即打開(kāi)了無(wú)線攝像頭的顯示屏和水文數(shù)據(jù)的顯示屏的電源開(kāi)關(guān)：終端引出一個(gè)串口線，連接到電腦上，采集數(shù)據(jù)并保留歷史數(shù)據(jù)。再將圖4中的水文監(jiān)測(cè)船放于要監(jiān)測(cè)水域中，通過(guò)自導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)操作讓其行駛到制定監(jiān)測(cè)的地點(diǎn)，測(cè)量水文數(shù)據(jù)。最后傳回到數(shù)據(jù)接收終端，在圖5的顯示屏上顯示數(shù)據(jù)。