一種智慧港口溢油監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及一種智慧港口溢油監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)測終端及監(jiān)控中心，監(jiān)測終端包括用于向監(jiān)視的水域發(fā)射激光脈沖的激光發(fā)射器、用于接收激光誘發(fā)熒光并進行光電轉(zhuǎn)換的傳感器、用于接收傳感器發(fā)來的熒光電信號的MCU控制單元；監(jiān)測終端包括智能球型攝像機、聲光報警器、無線Mesh設(shè)備、太陽能/風能供電系統(tǒng)。本發(fā)明中的激光發(fā)射器實時發(fā)射激光、能量強，可使熒光的強度大大增強，提高熒光分析的靈敏度，減小溢油事件監(jiān)測的失誤率；同時可以增大監(jiān)測終端距離海面的位置，擴大智能球型攝像機對海面溢油的搜索范圍，提高監(jiān)測終端裝置的安全性及安裝、保養(yǎng)、維修的便利性。
【專利說明】一種智慧港口溢油監(jiān)控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種溢油監(jiān)控系統(tǒng)，尤其涉及一種智慧港口溢油監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟實力的不斷增強，進出口貿(mào)易需求的日益擴大，航運事業(yè)的蓬勃發(fā)展，港口船只的流通量大大增加的同時，也增加了港區(qū)水域發(fā)生溢油事故的風險。除了由于船舶各種突發(fā)狀況、涉油作業(yè)可能發(fā)生溢油事故及一些違法、違規(guī)的船舶偷排污油水、壓載水等，海上鉆井平臺、油碼頭、廢水池處理、儲油區(qū)、排污渠也是溢油事故發(fā)生的敏感地帶，給港口正常運轉(zhuǎn)和海洋生態(tài)帶來了極大的威脅。近幾年來，由于各涉海部門和企業(yè)對溢油事故的高度重視，不斷加強完善管理手段，使溢油事故的發(fā)生減少了許多。但傳統(tǒng)的浮標式探測器都安裝在水中，加之過往船只的磕碰，不僅對探測器的壽命造成很大的影響，而且給探測器的維修和安裝都帶來了很大的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種智慧港口溢油監(jiān)控系統(tǒng)，為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，由于該系統(tǒng)中的激光發(fā)射器實時發(fā)射激光、能量強，可使熒光的強度大大增強，提高熒光分析的靈敏度，減小溢油事件監(jiān)測的失誤率。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種港口溢油監(jiān)測報警系統(tǒng)，包括監(jiān)測終端及監(jiān)控中心，所述監(jiān)測終端包括用于向監(jiān)視的水域發(fā)射激光脈沖的激光發(fā)射器、用于接收激光誘發(fā)熒光并進行光電轉(zhuǎn)換的傳感器、用于接收傳感器發(fā)來的熒光電信號的MCU控制單元；所述監(jiān)測終端包括智能球型攝像機、聲光報警器、無線Mesh設(shè)備、太陽能/風能供電系統(tǒng)，所述激光發(fā)射器、智能球型攝像機、聲光報警器、太陽能/風能供電系統(tǒng)、無線Mesh設(shè)備、傳感器及監(jiān)控中心分別與MCU控制單元連接。
[0005]進一步:所述激光發(fā)射器、傳感器及智能球型攝像機分別在MCU控制單元控制下進行轉(zhuǎn)動。
[0006]進一步:所述激光發(fā)射器、聲光報警器、無線Mesh設(shè)備及傳感器分別與MCU控制單元 RS-232 或 RS-485 口 連接。
[0007]進一步:所述智能球型攝像機與MCU控制單元I/O 口連接。
[0008]進一步:所述監(jiān)控中心采用以太網(wǎng)通過網(wǎng)絡(luò)控制模塊與MCU控制單元I/O 口連接。
[0009]進一步:所述無線Mesh設(shè)備包括無線網(wǎng)卡、數(shù)據(jù)處理部分和10M/100M網(wǎng)口三個部分；所述數(shù)據(jù)處理部分的網(wǎng)絡(luò)處理芯片作為主控，外擴RAM和Flash芯片用于程序的存儲和數(shù)據(jù)的暫存，F(xiàn)PGA芯片和無線網(wǎng)卡通信將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的處理后發(fā)給網(wǎng)絡(luò)處理芯片，降低網(wǎng)絡(luò)處理芯片的負荷，加快數(shù)據(jù)傳輸速度；10M/100M網(wǎng)口將獲取的無線數(shù)據(jù)輸出和需要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)輸入。
[0010]進一步:每個路由器節(jié)點通過發(fā)送和接收節(jié)點發(fā)現(xiàn)消息NDMgs來實現(xiàn)路由表的建立，鏈路通信質(zhì)量的分析，進而實現(xiàn)路由；NDMgs包括的信息為版本、生存時間TTL、網(wǎng)關(guān)標志GWFlags、序列號、節(jié)點的IPv4地址；NDMgs數(shù)據(jù)包共10字節(jié)，其中版本為版本號，4個比特；生存時間TTL，8個比特，用來定義跳數(shù)的上限；網(wǎng)關(guān)標志GWFlags，8個比特，如果節(jié)點接入互聯(lián)網(wǎng)，那么它作為一個Internet網(wǎng)關(guān)，設(shè)置GWFlags為描述網(wǎng)絡(luò)連接的參數(shù)，如果節(jié)點不提供互聯(lián)網(wǎng)接入，它必須設(shè)定GWFlags為O ;網(wǎng)關(guān)端口，8個比特，定義網(wǎng)絡(luò)連接的端口 ；序列號，16個比特，NDMgs的連續(xù)編號，每個新的NDMgs序列號增加I ;節(jié)點地址:32個比特，節(jié)點的IPv4地址。
[0011]進一步:在組網(wǎng)過程中每個節(jié)點對于網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點維護以下信息:IPv4地址，序列號，如果該節(jié)點提供了一個互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，記錄其參數(shù)；建立鄰居信息列表，列表中的滑動窗口用來記錄收到的若干個NDMgs的序列號，數(shù)據(jù)包計數(shù)用來記錄收到的NDMgs的數(shù)目，最新TTL字段用來記錄最近接收的NDMgs的TTL ;根據(jù)權(quán)利要求1所述一種港口溢油監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于:每個節(jié)點都必須定期生成和廣播NDMgs ;發(fā)送時，根據(jù)自身信息來設(shè)置NDMgs消息的各字段；接收到NDMgs之后，首先要檢測NDMgs版本和發(fā)送地址信息，如果版本與自身不同，或者其發(fā)送者地址與自身地址相同，那么該NDMgs必須被丟棄；之后根據(jù)發(fā)送者地址建立或者更新對應鄰居信息列表表項；還需綜合發(fā)送方的通訊信號強度和預測的丟包率last_rx兩項，經(jīng)過時間積分后，量化為鏈路通信質(zhì)量，用以選擇最佳下一跳節(jié)點；最后對該NDMgs的TTL字段減I后，如果不等于0，那么將其重播；如果節(jié)點能夠接入互聯(lián)網(wǎng)，那么它就通過NDMgs向網(wǎng)絡(luò)中聲明自己為接入因特網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)；它的廣播報文包括了描述連接上行下行速率參數(shù)等；還發(fā)送一個用來建立的UDP通道端口號。
[0012]進一步:無線通訊使用64位或128位的AES加密方式,所有通訊信息以及NDMgs信息均加密發(fā)送，無線路由器工作在802.lla/b/g的方式。
[0013]進一步:智能球型攝像機、太陽能/風能供電系統(tǒng)采用現(xiàn)有的模塊；智能球型攝像機的模擬視頻輸出與視頻壓縮編碼芯片相連，視頻壓縮編碼芯片的將編碼壓縮后的視頻信號，通過無線Mesh設(shè)備的10M/100Mbps接口傳輸給無線Mesh設(shè)備，并將視頻信號發(fā)送到Mesh網(wǎng)絡(luò)中，最終回傳到監(jiān)控中心；圖像信號和控制信號均通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，無需外加控制電纜；太陽能/風能供電系統(tǒng)輸出功率在20W，輸出電壓12V/24V。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明中的激光發(fā)射器實時發(fā)射激光、能量強，可使熒光的強度大大增強，提高熒光分析的靈敏度，減小溢油事件監(jiān)測的失誤率；同時可以增大監(jiān)測終端距離海面的位置，擴大智能球型攝像機對海面溢油的搜索范圍，提高監(jiān)測終端裝置的安全性及安裝、保養(yǎng)、維修的便利性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0017]如圖1所示，為一種港口溢油監(jiān)測報警系統(tǒng)，包括監(jiān)測終端及監(jiān)控中心，所述監(jiān)測終端包括用于向監(jiān)視的水域發(fā)射激光脈沖的激光發(fā)射器、用于接收激光誘發(fā)熒光并進行光電轉(zhuǎn)換的傳感器、用于接收傳感器發(fā)來的熒光電信號的MCU控制單元；所述監(jiān)測終端包括智能球型攝像機、聲光報警器、無線Mesh設(shè)備、太陽能/風能供電系統(tǒng)，所述激光發(fā)射器、智能球型攝像機、聲光報警器、太陽能/風能供電系統(tǒng)、無線Mesh設(shè)備、傳感器及監(jiān)控中心分別與MCU控制單元連接。
[0018]所述激光發(fā)射器、傳感器及智能球型攝像機分別在MCU控制單元控制下進行轉(zhuǎn)動。
[0019]所述激光發(fā)射器、聲光報警器、無線Mesh設(shè)備及傳感器分別與MCU控制單元RS-232 或 RS-485 口 連接。
[0020]所述智能球型攝像機與MCU控制單元I/O 口連接。
[0021]所述監(jiān)控中心采用以太網(wǎng)通過網(wǎng)絡(luò)控制模塊與MCU控制單元I/O 口連接。
[0022]所述無線Mesh設(shè)備包括無線網(wǎng)卡、數(shù)據(jù)處理部分和10M/100M網(wǎng)口三個部分；所述數(shù)據(jù)處理部分的網(wǎng)絡(luò)處理芯片作為主控，外擴RAM和Flash芯片用于程序的存儲和數(shù)據(jù)的暫存，F(xiàn)PGA芯片和無線網(wǎng)卡通信將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的處理后發(fā)給網(wǎng)絡(luò)處理芯片，降低網(wǎng)絡(luò)處理芯片的負荷，加快數(shù)據(jù)傳輸速度；10M/100M網(wǎng)口將獲取的無線數(shù)據(jù)輸出和需要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)輸入。
[0023]每個路由器節(jié)點通過發(fā)送和接收節(jié)點發(fā)現(xiàn)消息NDMgs來實現(xiàn)路由表的建立，鏈路通信質(zhì)量的分析，進而實現(xiàn)路由；NDMgs包括的信息為版本、生存時間TTL、網(wǎng)關(guān)標志GWFlags、序列號、節(jié)點的IPv4地址；NDMgs數(shù)據(jù)包共10字節(jié)，其中版本為版本號，4個比特；生存時間TTL，8個比特，用來定義跳數(shù)的上限；網(wǎng)關(guān)標志GWFlags，8個比特，如果節(jié)點接入互聯(lián)網(wǎng)，那么它作為一個Internet網(wǎng)關(guān)，設(shè)置GWFlags為描述網(wǎng)絡(luò)連接的參數(shù)，如果節(jié)點不提供互聯(lián)網(wǎng)接入，它必須設(shè)定GWFlags為O ;網(wǎng)關(guān)端口，8個比特，定義網(wǎng)絡(luò)連接的端口 ；序列號，16個比特，NDMgs的連續(xù)編號，每個新的NDMgs序列號增加I ;節(jié)點地址:32個比特，節(jié)點的IPv4地址。
[0024]在組網(wǎng)過程中每個節(jié)點對于網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點維護以下信息:IPv4地址，序列號，如果該節(jié)點提供了一個互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，記錄其參數(shù)；建立鄰居信息列表，列表中的滑動窗口用來記錄收到的若干個NDMgs的序列號，數(shù)據(jù)包計數(shù)用來記錄收到的NDMgs的數(shù)目，最新TTL字段用來記錄最近接收的NDMgs的TTL ;根據(jù)權(quán)利要求1所述一種港口溢油監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于:每個節(jié)點都必須定期生成和廣播NDMgs ;發(fā)送時，根據(jù)自身信息來設(shè)置NDMgs消息的各字段；接收到NDMgs之后，首先要檢測NDMgs版本和發(fā)送地址信息，如果版本與自身不同，或者其發(fā)送者地址與自身地址相同，那么該NDMgs必須被丟棄；之后根據(jù)發(fā)送者地址建立或者更新對應鄰居信息列表表項；還需綜合發(fā)送方的通訊信號強度和預測的丟包率last_rX兩項，經(jīng)過時間積分后，量化為鏈路通信質(zhì)量，用以選擇最佳下一跳節(jié)點；最后對該NDMgs的TTL字段減I后，如果不等于0，那么將其重播；如果節(jié)點能夠接入互聯(lián)網(wǎng)，那么它就通過NDMgs向網(wǎng)絡(luò)中聲明自己為接入因特網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)；它的廣播報文包括了描述連接上行下行速率參數(shù)等；還發(fā)送一個用來建立的UDP通道端口號。
[0025]無線通訊使用64位或128位的AES加密方式,所有通訊信息以及NDMgs信息均加密發(fā)送，無線路由器工作在802.lla/b/g的方式。
[0026]智能球型攝像機、太陽能/風能供電系統(tǒng)采用現(xiàn)有的模塊；智能球型攝像機的模擬視頻輸出與視頻壓縮編碼芯片相連，視頻壓縮編碼芯片的將編碼壓縮后的視頻信號，通過無線Mesh設(shè)備的10M/100Mbps接口傳輸給無線Mesh設(shè)備，并將視頻信號發(fā)送到Mesh網(wǎng)絡(luò)中，最終回傳到監(jiān)控中心；圖像信號和控制信號均通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，無需外加控制電纜；太陽能/風能供電系統(tǒng)輸出功率在20W，輸出電壓12V/24V。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智慧港口溢油監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)測終端及監(jiān)控中心，其特征在于:所述監(jiān)測終端包括用于向監(jiān)視的水域發(fā)射激光脈沖的激光發(fā)射器、用于接收激光誘發(fā)熒光并進行光電轉(zhuǎn)換的傳感器、用于接收傳感器發(fā)來的熒光電信號的MCU控制單元；所述監(jiān)測終端包括智能球型攝像機、聲光報警器、無線Mesh設(shè)備、太陽能/風能供電系統(tǒng)，所述激光發(fā)射器、智能球型攝像機、聲光報警器、太陽能/風能供電系統(tǒng)、無線Mesh設(shè)備、傳感器及監(jiān)控中心分別與MCU控制單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智慧港口溢油監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述激光發(fā)射器、傳感器及智能球型攝像機分別在MCU控制單元控制下進行轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種智慧港口溢油監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述激光發(fā)射器、聲光報警器、無線Mesh設(shè)備及傳感器分別與MCU控制單元RS-232或RS-485 口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所 述一種智慧港口溢油監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述智能球型攝像機與MCU控制單元I/O 口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種智慧港口溢油監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控中心采用以太網(wǎng)通過網(wǎng)絡(luò)控制模塊與MCU控制單元I/O 口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述一種智慧港口溢油監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述無線Mesh設(shè)備包括無線網(wǎng)卡、數(shù)據(jù)處理部分和10M/100M網(wǎng)口三個部分；所述數(shù)據(jù)處理部分的網(wǎng)絡(luò)處理芯片作為主控，外擴RAM和Flash芯片用于程序的存儲和數(shù)據(jù)的暫存，F(xiàn)PGA芯片和無線網(wǎng)卡通信將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的處理后發(fā)給網(wǎng)絡(luò)處理芯片，降低網(wǎng)絡(luò)處理芯片的負荷，加快數(shù)據(jù)傳輸速度；10M/100M網(wǎng)口將獲取的無線數(shù)據(jù)輸出和需要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)輸入。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種智慧港口溢油監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:每個路由器節(jié)點通過發(fā)送和接收節(jié)點發(fā)現(xiàn)消息NDMgs來實現(xiàn)路由表的建立，鏈路通信質(zhì)量的分析，進而實現(xiàn)路由；NDMgs包括的信息為版本、生存時間TTL、網(wǎng)關(guān)標志GWFlags、序列號、節(jié)點的IPv4地址；NDMgs數(shù)據(jù)包共10字節(jié)，其中版本為版本號，4個比特；生存時間TTL，8個比特，用來定義跳數(shù)的上限；網(wǎng)關(guān)標志GWFlags，8個比特，如果節(jié)點接入互聯(lián)網(wǎng)，那么它作為一個Internet網(wǎng)關(guān)，設(shè)置GWFlags為描述網(wǎng)絡(luò)連接的參數(shù)，如果節(jié)點不提供互聯(lián)網(wǎng)接入，它必須設(shè)定GWFlags為O ;網(wǎng)關(guān)端口，8個比特，定義網(wǎng)絡(luò)連接的端口 ；序列號，16個比特，NDMgs的連續(xù)編號，每個新的NDMgs序列號增加I ;節(jié)點地址:32個比特，節(jié)點的IPv4地址。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種智慧港口溢油監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:在組網(wǎng)過程中每個節(jié)點對于網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點維護以下信息:IPv4地址，序列號，如果該節(jié)點提供了一個互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，記錄其參數(shù)；建立鄰居信息列表，列表中的滑動窗口用來記錄收到的若干個NDMgs的序列號，數(shù)據(jù)包計數(shù)用來記錄收到的NDMgs的數(shù)目，最新TTL字段用來記錄最近接收的NDMgs 的 TTL ； 每個節(jié)點都必須定期生成和廣播NDMgs ;發(fā)送時，根據(jù)自身信息來設(shè)置NDMgs消息的各字段；接收到NDMgs之后，首先要檢測NDMgs版本和發(fā)送地址信息，如果版本與自身不同，或者其發(fā)送者地址與自身地址相同，那么該NDMgs必須被丟棄；之后根據(jù)發(fā)送者地址建立或者更新對應鄰居信息列表表項；還需綜合發(fā)送方的通訊信號強度和預測的丟包率last_rx兩項，經(jīng)過時間積分后，量化為鏈路通信質(zhì)量，用以選擇最佳下一跳節(jié)點；最后對該NDMgs的TTL字段減I后，如果不等于0，那么將其重播； 如果節(jié)點能夠接入互聯(lián)網(wǎng)，那么它就通過NDMgs向網(wǎng)絡(luò)中聲明自己為接入因特網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)；它的廣播報文包括了描述連接上行下行速率參數(shù)等；還發(fā)送一個用來建立的UDP通道端口號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種智慧港口溢油監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:無線通訊使用64位或128位的AES加密方式，所有通訊信息以及NDMgs信息均加密發(fā)送，無線路由器工作在802.lla/b/g 的方式。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述一種智慧港口溢油監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:智能球型攝像機、太陽能/風能供電系統(tǒng)采用現(xiàn)有的模塊；智能球型攝像機的模擬視頻輸出與視頻壓縮編碼芯片相連，視頻壓縮編碼芯片的將編碼壓縮后的視頻信號，通過無線Mesh設(shè)備的10M/100Mbps接口傳輸給無線Mesh設(shè)備，并將視頻信號發(fā)送到Mesh網(wǎng)絡(luò)中，最終回傳到監(jiān)控中心；圖像信號和控制信號均通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，無需外加控制電纜；太陽能/風能供電系統(tǒng)輸出功率在20W，輸出電壓12V/24V。
【文檔編號】G08C17/02GK103761851SQ201410026807
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】張增芳, 張景平, 李蘇橋 申請人:柳州市鋒威汽車科技有限公司