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通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現遠程監(jiān)測的系統的制作方法

文檔序號:6272008閱讀:303來源:國知局
專利名稱:通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現遠程監(jiān)測的系統的制作方法
技術領域
通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現遠程監(jiān)測的系統技術領域[0001]本實用新型涉及一種水下地形地貌監(jiān)測技術,尤其涉及的是一種通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現實時遠程監(jiān)測的系統。
背景技術
[0002]目前,國內外的河道監(jiān)測可通過一定的傳輸方式把陸地GPS數據點同時備份到中心數據庫,或是通過攝像捕捉現場視頻圖象通過網絡傳輸到會商中心。而水下數據是靠儀器現場測量、后期整理、并通過網絡傳輸或紙介質匯報形式到會商中心。[0003]現有監(jiān)控大多通過以下兩種方式:[0004]其一、在各河道安裝無線網絡視頻監(jiān)控和河道水位遙測設備,在監(jiān)控中心安裝遠程監(jiān)控系統,主干傳輸網絡選用WLAN無線視頻監(jiān)控技術,該系統以高效率圖像的壓縮算法為手段,以Wifi無線傳輸作為數據傳輸方式,通過現場終端和監(jiān)控中心的信息交互,實現對遠程作業(yè)現場的有效實時圖像監(jiān)控;[0005]其二、以3G網絡和電信運營商的“監(jiān)控平臺”為基礎,實現防汛應急抗旱工程現場視頻圖像傳輸、現場監(jiān)控、現場語音通話、現場指揮。[0006]可見,目前傳輸系統的建設都是建設在攝像頭視頻圖象語音的傳輸,網絡架構多種形式,投入較大,一般要幾十萬或上百萬元。而對于測量行業(yè)尤其是河道監(jiān)測范疇,僅僅是局限于水面人肉眼能看得見的物體的監(jiān)測,對于水下物體地形、地貌監(jiān)測測量的監(jiān)控尚未有同類技術。視頻監(jiān)控的分辨率不高,且通訊方式多為內網有限傳輸或者短距離無線傳輸,不利于監(jiān)控的開展和應對策略的指定。[0007]因此,現有的傳輸形式和過程均不能滿足測量情況、水下地形地貌實時傳輸要求,不能實現現場和會商中心測量數據和監(jiān)控畫面的同步,不能滿足成果共享的需求,更不能滿足當今應急監(jiān)測發(fā)展的需要。因此,現有技術還有待于改進和發(fā)展。實用新型內容[0008]鑒于上述現有技術的不足,本實用新型的目的在于提供一種通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現實時遠程監(jiān)測的系統,以解決現有的傳輸形式和過程均不能滿足測量情況、水下地形地貌實時傳輸要求,以及不能實現現場和會商中心測量數據和監(jiān)控畫面的同步的問題。[0009]本實用新型的技術方案如下:[0010]一種通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現實時遠程監(jiān)測的系統,其中,所述系統包括:[0011]一用于實時監(jiān)測水下的地形信息、地貌信息以及流速流場信息的,并對監(jiān)測到的所述地形信息、地貌信息以及流速流場信息進行預處理的監(jiān)控裝置;[0012]一用于對經過預處理的地形信息、地貌信息以及流速流場信息進行分屏顯示的顯示裝置;[0013]所述監(jiān)控裝置、顯示裝置、發(fā)送裝置、存儲裝置和共享裝置依次連接。[0014]一用于將經過預處理的地形信息、地貌信息以及流速流場信息通過無線網絡發(fā)送給遠程監(jiān)控中心的發(fā)送裝置;[0015]一用于存儲所述發(fā)送裝置發(fā)送的經過預處理的地形信息、地貌信息以及流速流場信息的存儲裝置;[0016]以及一用于對經過預處理的地形信息、地貌信息以及流速流場信息進行網絡共享和瀏覽的共享裝置。[0017]所述的通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現實時遠程監(jiān)測的系統,其中,所述監(jiān)控裝置還包括一對監(jiān)測到的地形信息、地貌信息以及流速流場信息進行去噪以及壓縮處理的預處理電路。[0018]所述的通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現實時遠程監(jiān)測的系統,其中,所述系統還包括一用于通過網絡實時發(fā)布地形信息、地貌信息以及流速流場信息的信息發(fā)布>J-U ρ α裝直。[0019]所述的通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現實時遠程監(jiān)測的系統,其中,所述系統還包括一根據監(jiān)測現場的3G網絡信號強度,調整現場監(jiān)測的視頻采集分辨率的調節(jié)裝置。[0020]所述的通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現實時遠程監(jiān)測的系統,其中,所述監(jiān)控裝置包括用于監(jiān)測水下的地形信息的多波束地形測量系統、監(jiān)測水下的地貌信息的旁掃聲納地貌測量儀以及監(jiān)測水下流速流場信息的聲學多普勒流速剖面儀。[0021]本實用新型所提供的通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現實時遠程監(jiān)測的系統,采用了實時監(jiān)測水下地形、地貌、流速流場等相關信息,并通過無線公網傳輸給遠程監(jiān)控中心進行存儲和分屏顯示,解決了現有的傳輸形式和過程均不能滿足測量情況、水下地形地貌實時傳輸要求以及不能實現現場和會商中心測量數據和監(jiān)控畫面的同步的問題,不僅充分發(fā)揮了無線公網機動性強、覆蓋面廣的特點、實現及時、準確、快速為防災減災提供現場監(jiān)測信息,突出了水文機動應急監(jiān)測的時效性。而且遠程信息傳輸便于水文應急的遠程指揮,并能夠實現監(jiān)測的水文信息的資源共享。


[0022]圖1是本實用新型提供`的通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現實時遠程監(jiān)測的系統結構示意圖。[0023]圖2是本實用新型提供的通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現實時遠程監(jiān)測的系統中一優(yōu)選實施例的結構示意圖。
具體實施方式
[0024]本實用新型的主要思想是,針對現有河道監(jiān)測中存在的問題,通過實時監(jiān)測水下下地形、地貌、ADCP相關參數或信息,對這些參數或信息進行整合處理,并采用無線公網傳輸的方式,將監(jiān)測到的數據實時傳輸給遠程監(jiān)控中心存儲,并對監(jiān)測到的各個參數或數據進行分類處理和分屏顯示,以供決策指揮,為防災減災提供貼身服務,突出了水文機動應急的科學性。同時,還將監(jiān)測到的水下下地形、地貌、ADCP相關參數或者信息通過網絡進行發(fā)布,以便指揮決策的專家進行遠程會商。[0025]本實用新型提供一種通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實時遠程監(jiān)控的系統,為使本實用新型的目的、技術方案及效果更加清楚、明確,以下參照附圖并舉實例對本實用新型進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。[0026]參見圖1,圖1是本實用新型提供的通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實時遠程監(jiān)控的系統結構示意圖,所述系統包括依次連接的監(jiān)控裝置10、顯示裝置20、發(fā)送裝置30、存儲裝置40以及共享裝置50。[0027]其中,監(jiān)控裝置10用于實時監(jiān)測水下的地形信息、地貌信息以及流速流場信息的,并對監(jiān)測到的所述地形信息、地貌信息以及流速流場信息進行預處理;顯示裝置20用于對經過預處理的地形信息、地貌信息以及流速流場信息進行分屏顯示。發(fā)送裝置30用于將經過預處理的地形信息、地貌信息以及流速流場信息通過無線網絡發(fā)送給遠程監(jiān)控中心;存儲裝置40用于存儲所述發(fā)送裝置30發(fā)送的經過預處理的地形信息、地貌信息以及流速流場信息;共享裝置50用于通過互聯網的用戶認證后,對經過預處理的地形信息、地貌信息以及流速流場信息等信息進行實時網絡共享和瀏覽,,利于其他人員遠程查看實時監(jiān)測到的地形信息、地貌信息以及流速流場信息等信息,便于遠程決策。[0028]本實用新型的監(jiān)控裝置10主要包括用于監(jiān)測水下的地形信息的多波束地形測量系統、監(jiān)測水下的地貌信息的旁掃聲納地貌測量儀以及監(jiān)測水下流速流場信息的聲學多普勒流速剖面儀。[0029]具體地,多波束地形測量系統主要通過安裝在測船底部的探頭發(fā)射和接收聲波信號,由聲波在水體中的傳播時間與聲速的乘積可計算出水深;利用它也可以進行水深數據采集、側掃成圖及實時聲納圖象顯示,可以獲得各種比例尺的水下地形圖、DTM數字高程圖,還可以精確反映水下細微的地形變化和目標情況,以及生成直觀生動的三維動畫等。旁掃聲納地貌測量儀主要是通過旁掃聲納在大范圍內對水下目標進行探測和定位,獲取水下地貌信息;聲學多普勒流速剖面儀主要是利用多普勒效應原理進行流速測量,用聲波換能器作傳感器,換能器發(fā)射聲脈沖波,聲脈沖波通過水體中不均勻分布的泥沙顆粒、浮游生物等反散射體反散射,由換能器接收信號,經測定多普勒頻移而測算出流速。[0030]在通過上述三個系統分別實時監(jiān)測河道內水下的地形信息、地貌信息以及流速流場信息后,如圖2所示,本實用新型的監(jiān)控裝置10中的預處理電路11開始并對上述信息進行預處理,以便監(jiān)測的這些信息更加準確和便于后續(xù)的無線傳輸。而對監(jiān)測到的地形信息、地貌信息以及流速流場信息的預處理主要進行去噪和壓縮處理。因為測量的地形信息、地貌信息以及流速流場信息是對水下情況實時監(jiān)測得到的數據,且水下的水溫情況大多非常復雜,該監(jiān)測過程會受到很大的干擾,監(jiān)測到的數據信號中會存在很多噪聲,因此必須經過去噪處理,使監(jiān)測的信息數據更加準確。同時,因為本發(fā)明通過無線方式傳輸,傳輸效率受到網絡信號強度的影響,因此需對經過去噪處理的信息數據進行壓縮處理,以保證傳輸的信息數據不會失真,進一步提高數據的準確性。壓縮方法不限于具體哪一種,比如LZW壓縮算法。[0031]此外,本實用新型的監(jiān)控裝置11還包括有視頻監(jiān)控裝置(圖中未示出),監(jiān)控河道水面上以及水下的視頻畫面,并將監(jiān)測的上述視頻畫面發(fā)送到遠程監(jiān)控中心,以便給出一個直觀的監(jiān)控畫面,方便后續(xù)的分析決策。[0032]本實用新型對監(jiān)測信息的傳輸主要通過無線網絡,包括3G網絡或者GPS網絡,3G網絡和GPS網絡具有覆蓋面廣、信號穩(wěn)定的特點。因此,通過3G網絡和GPS網絡進行監(jiān)測信息的傳輸能夠及時、準確且穩(wěn)定的為為防災減災提供現場監(jiān)測信息,突出了水文機動應急監(jiān)測的時效性。[0033]在遠程監(jiān)控中心,通過專門的數據分析電路對接收到的經過預處理的地形信息、地貌信息以及流速流場信息進行分析處理,根據他們各自具體的數據參數,實時繪制水下的地形地貌變化圖以及流速流場變化圖,并在不同的顯示器上分屏顯示。繪制水下的地形地貌變化圖以及流速流場變化圖能夠便于工作人員對河道地形地貌的變化以及水下流速流場的變化有更加直觀的判斷。而對地形信息、地貌信息、流速流場信息以及地形地貌變化圖和流速流場變化圖進行分屏顯示,便于工作人員根據具體的情況對水文情況進行分類分析。當然,為了增強監(jiān)控的安全性,可以針對監(jiān)測的地形信息、地貌信息以及流速流場信息中的各數據設定一定的安全閥值,當超過該安全閥值時,就發(fā)出報警信號。比如,蜂鳴器報警或者燈光閃爍報警等等。[0034]本實用新型的顯示裝置20包括多個顯示器,分屏顯示時一臺計算器連接多臺顯示器,在各個顯示器上顯示不同的信息或者畫面,實現成倍的擴展計算機桌面尺寸的目的,且分屏顯示及方便工作人員的使用,也利于遠程監(jiān)控對需求信息的查看,以便對現場的細節(jié)有更加清楚的查看。[0035]優(yōu)選地,本實用新型的遠程監(jiān)控中心將接收的河道內水下的地形信息、地貌信息、流速流場信息以及視頻監(jiān)控畫面都保存在本地服務器中,為了方便指揮決策的專家進行遠程會商,遠程監(jiān)控中心設置信息發(fā)布裝置70,通過網絡實時發(fā)布地形信息、地貌信息以及流速流場信息、以及視頻監(jiān)控畫面。工作人員可以通過電腦、或手機等移動終端訪問遠程監(jiān)控中心的本地服務器,對各個信息進行實施瀏覽,方便指揮決策的專家進行遠程會商,解決了專家無法親臨應急監(jiān)測現場查看險情的難題,能夠最大限度發(fā)揮信息的作用,提高水文應急的效率。[0036]另外,本實用新型的遠程監(jiān)控中心還包括有調節(jié)裝置60,可以根據監(jiān)測現場的3G網絡信號強度,調整現場監(jiān)測的視頻采集的分辨率,在現場監(jiān)測的視頻采集裝置中加裝信號強度監(jiān)測單元,對監(jiān)測現場的3G網絡信號強度進行實時監(jiān)測,如果發(fā)現3G網絡信號強度有大的變化,則將這種變化發(fā)送給遠程監(jiān)控中心,遠程監(jiān)控中心根據實際情況對視頻采集的分辨率進行適當的調整。本發(fā)明視頻采集的分辨率可以為以下幾種:720P@50HZ:1280X720 ;720Pi60HZ:1280X 720 ; VGAi60HZ: 1024 X 768 ;SVGAi60HZ:800X600 ;XGAi60HZ:1024 X 768 ;WXGAi60HZ:1280 X 800 ;SXGAi60HZ:1280 X 1024 ;WXGA+i60HZ:1440X900。[0037]綜上所述,本實用新型提供的通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現實時遠程監(jiān)測的系統,通過實時監(jiān)測水下地形、地貌、流速流場等相關信息,并通過無線公網傳輸給遠程監(jiān)控中心進行存儲和網絡共享,解決了現有的傳輸形式和過程均不能滿足測量情況、水下地形地貌實時傳輸要求以及不能實現現場和會商中心測量數據和監(jiān)控畫面的同步的問題,不僅充分發(fā)揮了無線公網機動性強、覆蓋面廣的特點、實現及時、準確、快速為防災減災提供現場監(jiān)測信息,突出了水文機動應急監(jiān)測的時效性。而且遠程信息傳輸便于水文應急的遠程指揮,并能夠實現監(jiān)測的水文信息的資源共享。[0038]應當理解的是,本實用新型的應用不限于上述的舉例,對本領域普通技術人員來說,可以根據上述說明加以改進或變換,所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。
權利要求1.一種通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現實時遠程監(jiān)測的系統,其特征在于,所述系統包括: 一用于實時監(jiān)測水下的地形信息、地貌信息以及流速流場信息的,并對監(jiān)測到的所述地形信息、地貌信息以及流速流場信息進行預處理的監(jiān)控裝置; 一用于對經過預處理的地形信息、地貌信息以及流速流場信息進行分屏顯示的顯示裝置; 一用于將經過預處理的地形信息、地貌信息以及流速流場信息通過無線網絡發(fā)送給遠程監(jiān)控中心的發(fā)送裝置; 一用于存儲所述發(fā)送裝置發(fā)送的經過預處理的地形信息、地貌信息以及流速流場信息的存儲裝置; 以及一用于對經過預處理的地形信息、地貌信息以及流速流場信息進行網絡共享和瀏覽的共享裝置; 所述監(jiān)控裝置、顯示裝置、發(fā)送裝置、存儲裝置和共享裝置依次連接。
2.根據權利要求1所述的通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現實時遠程監(jiān)測的系統,其特征在于,所述監(jiān)控裝置還包括一對監(jiān)測到的地形信息、地貌信息以及流速流場信息進行去噪以及壓縮處理的預處理電路。
3.根據權利要求1所述的通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現實時遠程監(jiān)測的系統,其特征在于,所述系統還包括一用于通過網絡實時發(fā)布地形信息、地貌信息以及流速流場信息的信息發(fā)布裝置。
4.根據權利要求1所述的通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現實時遠程監(jiān)測的系統,其特征在于,所述系統還包括一根據監(jiān)測現場的3G網絡信號強度,調整現場監(jiān)測的視頻采集分辨率的調節(jié)裝置。
5.根據權利要求1所述的通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現實時遠程監(jiān)測的系統,其特征在于,所述監(jiān)控裝置包括用于監(jiān)測水下的地形信息的多波束地形測量系統、監(jiān)測水下的地貌信息的旁掃聲納地貌測量儀以及監(jiān)測水下流速流場信息的聲學多普勒流速剖面儀。
專利摘要本實用新型公開了一種通過無線傳輸水下地形地貌流場流態(tài)實現遠程監(jiān)測的系統,包括依次連接的監(jiān)控裝置、顯示裝置、發(fā)送裝置、存儲裝置以及共享裝置,通過實時監(jiān)測水下地形、地貌、流速流場等相關信息,并通過無線公網傳輸給遠程監(jiān)控中心進行存儲和網絡共享,解決了現有的傳輸形式和過程均不能滿足測量情況、水下地形地貌實時傳輸要求以及不能實現現場和會商中心測量數據和監(jiān)控畫面的同步的問題,不僅充分發(fā)揮了無線公網機動性強、覆蓋面廣的特點、實現及時、準確、快速為防災減災決策提供現場監(jiān)測信息,突出了水文機動應急監(jiān)測的時效性。而且遠程信息傳輸便于水文應急的遠程指揮,并能夠實現監(jiān)測的水文信息的資源共享。
文檔編號G05B19/418GK202975750SQ20122064852
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權日2012年11月30日
發(fā)明者杜文印, 鐘永, 李遠青, 劉幼萍, 郭志強, 向亮 申請人:廣東省水文局佛山水文分局
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