專(zhuān)利名稱(chēng)：水質(zhì)多參數(shù)水下三維分布檢測(cè)與標(biāo)注及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水質(zhì)多參數(shù)水下三維分布檢測(cè)與標(biāo)注及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，通過(guò)水下機(jī)器人多參數(shù)檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)剿螾C基站，水體中各經(jīng)緯度的水質(zhì)參數(shù)經(jīng)分析后，以三維圖形的形式標(biāo)注并顯示出來(lái)，有助于數(shù)據(jù)分析和處理。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，水資源的保護(hù)問(wèn)題成為社會(huì)發(fā)展中不可忽略的問(wèn)題之一。水質(zhì)檢測(cè)是水資源保護(hù)的重要環(huán)節(jié)。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備主要是:浮標(biāo)式檢測(cè)系統(tǒng)和應(yīng)急自動(dòng)檢測(cè)車(chē)(船)系統(tǒng)。浮標(biāo)式檢測(cè)系統(tǒng)采用浮標(biāo)觀測(cè)技術(shù)，可以定點(diǎn)全天候、連續(xù)、定點(diǎn)觀測(cè)浮標(biāo)周邊區(qū)域的水質(zhì)參數(shù)，并實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨?。?yīng)急自動(dòng)檢測(cè)車(chē)(船)系統(tǒng)是一種可移動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備，根據(jù)環(huán)境需要而行駛到固定點(diǎn)檢測(cè)水質(zhì)。但是從當(dāng)前應(yīng)用現(xiàn)狀看，浮標(biāo)式水質(zhì)檢測(cè)范圍有限，靈活性比較低。而且長(zhǎng)期的定點(diǎn)檢測(cè)致使浮標(biāo)底座滋長(zhǎng)雜物，影響測(cè)量精度。車(chē)(船)載式水質(zhì)檢測(cè)成本較高，需要投資大量的人力物力，而且實(shí)時(shí)性要求也比較低。因此迫切需要一種可以靈活測(cè)試水質(zhì)參數(shù)的系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型提出一種簡(jiǎn)單實(shí)用的水質(zhì)多參數(shù)水下三維分布檢測(cè)與標(biāo)注及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，不僅解決了以上不足，而且結(jié)合基站和無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，實(shí)時(shí)以圖像的形式形象地顯示水體各個(gè)經(jīng)緯度的水質(zhì)參數(shù)，以便進(jìn)一步數(shù)據(jù)分析。技術(shù)方案:一種水質(zhì)多參數(shù)水下三維分布檢測(cè)與標(biāo)注及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括用于數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的PC基站，內(nèi)嵌導(dǎo)航和多個(gè)傳感器裝置的水下機(jī)器人(AUV)設(shè)備，以及用于多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)傳遞數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)；所述PC基站，通過(guò)GPS衛(wèi)星信號(hào)接收器接收衛(wèi)星地圖，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)接收水質(zhì)參數(shù)和水下機(jī)器人設(shè)備的經(jīng)緯度信息；PC基站初始化水下機(jī)器人設(shè)備在測(cè)試區(qū)域的航線(xiàn)、航速和定點(diǎn)測(cè)試時(shí)間數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)串口將所述初始化數(shù)據(jù)上載到水下機(jī)器人設(shè)備的內(nèi)置計(jì)算機(jī)上；PC基站通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)獲得的水下水質(zhì)參數(shù)信息，并通過(guò)計(jì)算機(jī)上直觀顯示水質(zhì)參數(shù)信息；所述水下機(jī)器人設(shè)備包括內(nèi)置計(jì)算機(jī)、多普勒測(cè)速儀、指南針、側(cè)掃聲納、多傳感器采集系統(tǒng)等，是水下導(dǎo)航和水質(zhì)參數(shù)測(cè)定的核心單元；所述內(nèi)置計(jì)算機(jī)接收到PC基站發(fā)來(lái)的初始化數(shù)據(jù)后，告知側(cè)掃聲納，側(cè)掃聲納結(jié)合多普勒測(cè)速儀、指南針對(duì)水下機(jī)器人設(shè)備進(jìn)行水下導(dǎo)航到相應(yīng)的經(jīng)緯度，進(jìn)行設(shè)定點(diǎn)的水質(zhì)參數(shù)測(cè)試；所述多傳感器采集系統(tǒng)采集水質(zhì)參數(shù)，并且匹配到相應(yīng)的經(jīng)緯度，將匹配結(jié)果送到水下機(jī)器人設(shè)備的內(nèi)置計(jì)算機(jī)；當(dāng)水下機(jī)器人設(shè)備浮出水面測(cè)下一個(gè)測(cè)試點(diǎn)之前，水下機(jī)器人設(shè)備將此刻測(cè)試點(diǎn)的匹配結(jié)果通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到PC基站，然后開(kāi)始測(cè)試下一個(gè)點(diǎn)，依次循環(huán)下去，直到測(cè)試完所有的點(diǎn)，回歸到初始化的地點(diǎn)，停止執(zhí)行任務(wù)。[0008]所述水下機(jī)器人設(shè)備的頭頂配備了天線(xiàn)和調(diào)制解調(diào)器；內(nèi)置計(jì)算機(jī)將接收的數(shù)據(jù)傳送給調(diào)制解調(diào)器，再通過(guò)天線(xiàn)以無(wú)線(xiàn)電波的形式發(fā)送到PC基站。所述水質(zhì)參數(shù)包括水溫、濁度、藍(lán)綠藻、葉綠素a、溶解氧、PH、0RP。所述多傳感器采集系統(tǒng)上設(shè)有自動(dòng)清洗裝置。有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所提供的水質(zhì)多參數(shù)水下三維分布檢測(cè)與標(biāo)注及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，具有如下優(yōu)點(diǎn):①PC基站可以預(yù)先設(shè)定需要檢測(cè)的點(diǎn)，并且在該點(diǎn)的水面及垂直以下90米的水質(zhì)參數(shù)均可測(cè)試到；②水下機(jī)器人放到水中，通過(guò)GPS自動(dòng)導(dǎo)航到設(shè)定的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，尤其是具有挑戰(zhàn)性的自然環(huán)境也不影響其執(zhí)行任務(wù)，因此是以最低的成本和最小的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)獲取最高分辨率的數(shù)據(jù)；③多傳感器融合技術(shù)，對(duì)水溫、濁度、藍(lán)綠藻、葉綠素a、溶解氧、PH、ORP等數(shù)據(jù)能有效獲取和處理，傳送的機(jī)器人內(nèi)置計(jì)算機(jī)。多源傳感器還配備了自動(dòng)清洗系統(tǒng)，可以定時(shí)清理在傳感器探頭的污染物，提高了測(cè)試的靈敏度；④AUV導(dǎo)航分為水上和水下兩種情形。水上導(dǎo)航主要通過(guò)GPS，水下導(dǎo)航借助于側(cè)掃聲納、多普勒測(cè)速儀、指南針三者協(xié)調(diào)獲得當(dāng)前AUV的經(jīng)緯度。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框架圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型。如圖1所示:水質(zhì)多參數(shù)水下三維分布檢測(cè)與標(biāo)注及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括用于數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的PC基站2，內(nèi)嵌導(dǎo)航和多個(gè)傳感器裝置的水下機(jī)器人5設(shè)備，以及用于多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)傳遞數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)；PC基站2，通過(guò)GPS衛(wèi)星信號(hào)接收器4接收衛(wèi)星地圖，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)接收水質(zhì)參數(shù)和水下機(jī)器人5設(shè)備的經(jīng)緯度信息；PC基站2初始化水下機(jī)器人5設(shè)備在測(cè)試區(qū)域的航線(xiàn)、航速和定點(diǎn)測(cè)試時(shí)間一系列數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)串口將所述初始化數(shù)據(jù)上載到水下機(jī)器人5設(shè)備的內(nèi)置計(jì)算機(jī)上；PC基站2通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)獲得的水下水質(zhì)參數(shù)信息，并通過(guò)計(jì)算機(jī)上直觀顯示水質(zhì)參數(shù)信息；水下機(jī)器人5設(shè)備的頭頂配備了天線(xiàn)和調(diào)制解調(diào)器6 ;內(nèi)置計(jì)算機(jī)將接受的數(shù)據(jù)傳送給調(diào)制解調(diào)器6，再通過(guò)天線(xiàn)以無(wú)線(xiàn)電波的形式發(fā)送到PC基站2。水下機(jī)器人5設(shè)備包括內(nèi)置計(jì)算機(jī)7、多普勒測(cè)速儀8、指南針、側(cè)掃聲納9、多傳感器采集系統(tǒng)等，是水下導(dǎo)航和水質(zhì)參數(shù)測(cè)定的核心單元；內(nèi)置計(jì)算機(jī)7接收到PC基站2發(fā)來(lái)的初始化數(shù)據(jù)后，告知側(cè)掃聲納9，側(cè)掃聲納9結(jié)合多普勒測(cè)速儀8、指南針對(duì)水下機(jī)器人5設(shè)備進(jìn)行水下導(dǎo)航到相應(yīng)的經(jīng)緯度；多傳感器采集系統(tǒng)上設(shè)有自動(dòng)清洗裝置，可以定時(shí)清理在傳感器探頭的污染物，提高了測(cè)試的靈敏度；多傳感器采集系統(tǒng)采集水溫、濁度、藍(lán)綠藻、葉綠素a、溶解氧、PH、ORP等水質(zhì)參數(shù)，并且匹配到相應(yīng)的經(jīng)緯度，將匹配結(jié)果送到水下機(jī)器人5設(shè)備的內(nèi)置計(jì)算機(jī)7 ;當(dāng)水下機(jī)器人5設(shè)備浮出水面測(cè)下一個(gè)測(cè)試點(diǎn)之前，水下機(jī)器人5設(shè)備將此刻測(cè)試點(diǎn)的匹配結(jié)果通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到PC基站2，然后開(kāi)始測(cè)試下一個(gè)點(diǎn)，依次循環(huán)下去,直到測(cè)試完所有的點(diǎn)，回歸到初始化的地點(diǎn),停止執(zhí)行任務(wù)。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種水質(zhì)多參數(shù)水下三維分布檢測(cè)與標(biāo)注及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，其特征在于:包括用于數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的PC基站，內(nèi)嵌導(dǎo)航和多個(gè)傳感器裝置的水下機(jī)器人設(shè)備，以及用于多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)傳遞數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)； 所述PC基站，通過(guò)GPS衛(wèi)星信號(hào)接收器接收衛(wèi)星地圖，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)接收水質(zhì)參數(shù)和水下機(jī)器人設(shè)備的經(jīng)緯度信息；PC基站初始化水下機(jī)器人設(shè)備在測(cè)試區(qū)域的航線(xiàn)、航速和定點(diǎn)測(cè)試時(shí)間數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)串口將所述初始化數(shù)據(jù)上載到水下機(jī)器人設(shè)備的內(nèi)置計(jì)算機(jī)上；PC基站通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)獲得的水下水質(zhì)參數(shù)信息，并通過(guò)計(jì)算機(jī)上直觀顯示水質(zhì)參數(shù)信息； 所述水下機(jī)器人設(shè)備包括內(nèi)置計(jì)算機(jī)、多普勒測(cè)速儀、指南針、側(cè)掃聲納、多傳感器采集系統(tǒng)；所述內(nèi)置計(jì)算機(jī)接收到PC基站發(fā)來(lái)的初始化數(shù)據(jù)后，告知側(cè)掃聲納，側(cè)掃聲納結(jié)合多普勒測(cè)速儀、指南針對(duì)水下機(jī)器人設(shè)備進(jìn)行水下導(dǎo)航到相應(yīng)的經(jīng)緯度，進(jìn)行設(shè)定點(diǎn)的水質(zhì)參數(shù)測(cè)試；所述多傳感器采集系統(tǒng)采集水質(zhì)參數(shù)，并且匹配到相應(yīng)的經(jīng)緯度，將匹配結(jié)果送到水下機(jī)器人設(shè)備的內(nèi)置計(jì)算機(jī)；當(dāng)水下機(jī)器人設(shè)備浮出水面測(cè)下一個(gè)測(cè)試點(diǎn)之前，水下機(jī)器人設(shè)備將此刻測(cè)試點(diǎn)的匹配結(jié)果通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到PC基站，然后開(kāi)始測(cè)試下一個(gè)點(diǎn)，依次循環(huán)下去，直到測(cè)試完所有的點(diǎn)，回歸到初始化時(shí)設(shè)定的停留地點(diǎn)，完成任務(wù)。
2.如權(quán)利要求1所述的水質(zhì)多參數(shù)水下三維分布檢測(cè)與標(biāo)注及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，其特征在于:所述水下機(jī)器人設(shè)備的頭頂配備了天線(xiàn)和調(diào)制解調(diào)器；內(nèi)置計(jì)算機(jī)將接收的數(shù)據(jù)傳送給調(diào)制解調(diào)器，再通過(guò)天線(xiàn)以無(wú)線(xiàn)電波的形式發(fā)送到PC基站。
3.如權(quán)利要求1所述的水質(zhì)多參數(shù)水下三維分布檢測(cè)與標(biāo)注及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，其特征在于:所述多傳感器采集系統(tǒng)上設(shè)有自動(dòng)清洗裝置。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種水質(zhì)多參數(shù)水下三維分布檢測(cè)與標(biāo)注及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括用于數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的PC基站，內(nèi)嵌導(dǎo)航和多個(gè)傳感器裝置的水下機(jī)器人設(shè)備，以及用于多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)傳遞數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)；PC基站，通過(guò)GPS衛(wèi)星信號(hào)接收器接收衛(wèi)星地圖，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)接收水質(zhì)參數(shù)和水下機(jī)器人設(shè)備的經(jīng)緯度信息；PC基站初始化水下機(jī)器人設(shè)備在測(cè)試區(qū)域的航線(xiàn)、航速和定點(diǎn)測(cè)試時(shí)間數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)串口將所述初始化數(shù)據(jù)上載到水下機(jī)器人設(shè)備的內(nèi)置計(jì)算機(jī)上；PC基站通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)獲得的水下水質(zhì)參數(shù)信息，并通過(guò)計(jì)算機(jī)上直觀顯示水質(zhì)參數(shù)信息；水下機(jī)器人設(shè)備包括內(nèi)置計(jì)算機(jī)、多普勒測(cè)速儀、指南針、側(cè)掃聲納、多傳感器采集系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01N33/18GK203053954SQ201220398688
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者顧慧, 王慧斌, 沈潔, 王鑫, 徐立中 申請(qǐng)人:河海大學(xué)