本發(fā)明涉及一種河道污染源跟蹤系統(tǒng)，屬于河道環(huán)境監(jiān)測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國(guó)水環(huán)境惡化面臨的主要問(wèn)題是：由工業(yè)廢水、農(nóng)藥、生活污水以及各種固、氣體等廢棄物排放所造成的水體污染的面積越來(lái)越大，特別是一些河道及小型的湖泊。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)的河流、湖泊和水庫(kù)都遭到了不同程度的污染。因?yàn)橛邢薜乃w自凈能力，北方的污染負(fù)荷重于南方，86％的城市河段水質(zhì)普遍超標(biāo)，全國(guó)七八億人飲用污染超標(biāo)水。根據(jù)我國(guó)主要水系及湖泊的污染斷面監(jiān)測(cè)結(jié)果，僅36.9％的河段達(dá)到或優(yōu)于地面水環(huán)境質(zhì)量ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，所以治理河道污染刻不容緩，它關(guān)系著我們的生活環(huán)境。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)水質(zhì)環(huán)境的重視程度越來(lái)越高，也出臺(tái)相應(yīng)水體污染控制與治理的方案。在其治理中，主要的解決問(wèn)題是污染源源頭的查找，這樣才能對(duì)癥下藥，徹底根治水體污染問(wèn)題。目前，沒(méi)有一種檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)ξ廴驹催M(jìn)行良好的檢測(cè)和預(yù)警，對(duì)于污染源的監(jiān)控和查找有著很大的困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種河道污染源跟蹤系統(tǒng)，可應(yīng)用于河道、湖泊等，其實(shí)現(xiàn)了自主定位污染源源頭。解決了對(duì)河道中污染源的追蹤以及地方企業(yè)偷排、多排等問(wèn)題，加強(qiáng)了對(duì)地方河道環(huán)境的監(jiān)控。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種河道污染源跟蹤系統(tǒng)，主要包括岸基平臺(tái)和檢測(cè)跟蹤平臺(tái)，其特征在于：所述岸基平臺(tái)由控制終端、監(jiān)控中心、遠(yuǎn)程通訊模塊組成；所述檢測(cè)跟蹤平臺(tái)由中央控制器、定位模塊、動(dòng)力裝置、采集裝置和檢測(cè)裝置組成，所述檢測(cè)跟蹤平臺(tái)安裝在小型雙體無(wú)人艇上；所述岸基平臺(tái)與檢測(cè)跟蹤平臺(tái)采用433m無(wú)線模塊和5.8g圖傳模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)和視頻流交互。

所述岸基平臺(tái)中的控制終端和遠(yuǎn)程通訊模塊采用藍(lán)牙無(wú)線模式連接；所述的監(jiān)控中心與遠(yuǎn)程無(wú)線通訊模塊采用以太網(wǎng)接口進(jìn)行連接；所述控制終端是由兩種控制器組成，分別是手持式遙控器和手機(jī)移動(dòng)端，在這兩種控制器中都內(nèi)置有藍(lán)牙模塊；所述的監(jiān)控中心主要由網(wǎng)絡(luò)模塊，pc客戶端和后臺(tái)存儲(chǔ)器組成，監(jiān)控中心接收遠(yuǎn)程傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流和信息流，將接收到的數(shù)據(jù)在pc客戶端顯示出來(lái)，并實(shí)時(shí)的保存到后臺(tái)存儲(chǔ)器內(nèi)；所述的遠(yuǎn)程通訊模塊是由藍(lán)牙模塊、以太網(wǎng)接口模塊和無(wú)線模塊組成，其中無(wú)線模塊是由433m無(wú)線模塊和5.8g圖傳模塊組成。

所述檢測(cè)跟蹤平臺(tái)的中央控制器被安裝至一個(gè)防水盒內(nèi)，由無(wú)線模塊、供電模塊和集成電路組成，所述的無(wú)線模塊由rf模塊及圖傳模塊組成，分別傳輸數(shù)據(jù)和視頻；所述的供電系統(tǒng)是由蓄電池及轉(zhuǎn)壓模塊組成，對(duì)于轉(zhuǎn)壓模塊輸入+12v電壓，根據(jù)各模塊電路不同輸出電壓；所述的集成電路是由stm32控制處理單片機(jī)、以及外圍的驅(qū)動(dòng)電路組成；所述驅(qū)動(dòng)電路包括rs232接口、iic接口、以太網(wǎng)接口、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，這些驅(qū)動(dòng)電路主要是連接外圍的各種器件；所述檢測(cè)跟蹤平臺(tái)的定位模塊由慣導(dǎo)、gps模塊和電子羅盤(pán)組成；慣導(dǎo)和gps模塊與中央控制器之間采用rs232接口相連；電子羅盤(pán)與中央控制器之間采用iic接口進(jìn)行連接；所述檢測(cè)跟蹤平臺(tái)的檢測(cè)模塊由攝像頭和多位一體傳感器組成；所述的多位一體傳感器由溫度傳感器、ph傳感器、溶解氧傳感器、電導(dǎo)率傳感器以及濁度器組成；檢測(cè)模塊與中央控制器之間采用以太網(wǎng)接口進(jìn)行相連；所述檢測(cè)跟蹤平臺(tái)的動(dòng)力裝置是由兩個(gè)推進(jìn)器組成，被安裝在雙體無(wú)人艇的兩端，推動(dòng)無(wú)人艇前進(jìn)、轉(zhuǎn)向的基本操作；其與中央控制器的直流電機(jī)電路相連；所述檢測(cè)跟蹤平臺(tái)的采集模塊由水泵、采集瓶選擇器組成；采集污染區(qū)域水質(zhì)的樣品，與中央控制器的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路相連。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明河道污染源跟蹤系統(tǒng)可現(xiàn)實(shí)對(duì)污染源的探測(cè)跟蹤，并可應(yīng)用于河道及小型湖泊。整個(gè)對(duì)污染源的跟蹤實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，大大降低了人工勞動(dòng)成本的投入。此系統(tǒng)可以對(duì)河道水質(zhì)水源進(jìn)行監(jiān)測(cè)與預(yù)警，可開(kāi)展對(duì)河道污染源的追蹤定位研究來(lái)應(yīng)對(duì)污染負(fù)荷較高的企業(yè)偷排問(wèn)題，可為有關(guān)部口對(duì)受污染流域及周邊環(huán)境進(jìn)行整治提供強(qiáng)有力的幫助。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的污染源跟蹤系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的岸基平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的檢測(cè)跟蹤平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1所示，一種河道污染源跟蹤系統(tǒng)，主要包括岸基平臺(tái)和檢測(cè)跟蹤平臺(tái)，所述岸基平臺(tái)由控制終端、監(jiān)控中心、遠(yuǎn)程通訊模塊組成；所述檢測(cè)跟蹤平臺(tái)由中央控制器、定位模塊、動(dòng)力裝置、采集裝置和檢測(cè)裝置組成，所述檢測(cè)跟蹤平臺(tái)安裝在小型雙體無(wú)人艇上；所述岸基平臺(tái)與檢測(cè)跟蹤平臺(tái)采用433m無(wú)線模塊和5.8g圖傳模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)和視頻流交互。433m無(wú)線電模塊，其傳輸距離可達(dá)1公里，作用是進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)的傳輸，采用5.8g圖傳模塊是對(duì)攝像頭拍攝視頻流數(shù)據(jù)的傳輸，可達(dá)到實(shí)時(shí)播放的效果。

其工作過(guò)程為由岸基平臺(tái)的控制終端發(fā)出命令，通過(guò)遠(yuǎn)程通訊模塊遠(yuǎn)程傳輸?shù)綑z測(cè)跟蹤平臺(tái)，由中央處理器接收指令后，解析并執(zhí)行相應(yīng)指令。同時(shí)在執(zhí)行指令時(shí)由中央處理器實(shí)時(shí)反饋向岸基平臺(tái)實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)，并最終由監(jiān)控中心接收與顯示。

如圖2所示，所述岸基平臺(tái)中的控制終端和遠(yuǎn)程通訊模塊采用藍(lán)牙無(wú)線模式連接；所述的監(jiān)控中心與遠(yuǎn)程無(wú)線通訊模塊采用以太網(wǎng)接口（tcp/ip協(xié)議）進(jìn)行連接；所述控制終端是由兩種控制器組成，分別是手持式遙控器和手機(jī)移動(dòng)端，在這兩種控制器中都內(nèi)置有藍(lán)牙模塊；控制的方式有兩種，分別是手動(dòng)和自動(dòng)。手動(dòng)模式主要是調(diào)節(jié)監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程平臺(tái)的初始位置。自動(dòng)模式是讓遠(yuǎn)程平臺(tái)自動(dòng)跟蹤污染源；所述的監(jiān)控中心主要由網(wǎng)絡(luò)模塊，pc客戶端和后臺(tái)存儲(chǔ)器組成，監(jiān)控中心接收遠(yuǎn)程傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流和信息流，將接收到的數(shù)據(jù)在pc客戶端顯示出來(lái)，并實(shí)時(shí)的保存到后臺(tái)存儲(chǔ)器內(nèi)；所述的遠(yuǎn)程通訊模塊是由藍(lán)牙模塊、以太網(wǎng)接口模塊和無(wú)線模塊組成，其中無(wú)線模塊是由433m無(wú)線模塊和5.8g圖傳模塊組成。

如圖3所示，所述檢測(cè)跟蹤平臺(tái)的中央控制器被安裝至一個(gè)防水盒內(nèi)，由無(wú)線模塊、供電模塊和集成電路組成，所述的無(wú)線模塊由rf模塊及圖傳模塊組成，分別傳輸數(shù)據(jù)和視頻；所述的供電系統(tǒng)是由蓄電池及轉(zhuǎn)壓模塊組成，對(duì)于轉(zhuǎn)壓模塊輸入+12v電壓，根據(jù)各模塊電路不同輸出電壓，分別對(duì)+12v/+3.3vdc/dcstm32控制處理單片機(jī)、+12v/+12vdc/dc攝像頭、+12v/+24vdc/dc推進(jìn)器和+12v/+5vdc/dc各傳感器輸出轉(zhuǎn)換；所述的集成電路是由stm32控制處理單片機(jī)、以及外圍的驅(qū)動(dòng)電路組成；所述驅(qū)動(dòng)電路包括rs232接口、iic接口、以太網(wǎng)接口、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，這些驅(qū)動(dòng)電路主要是連接外圍的各種器件。

所述檢測(cè)跟蹤平臺(tái)的定位模塊由慣導(dǎo)、gps模塊和電子羅盤(pán)組成；慣導(dǎo)和gps模塊的作用是對(duì)檢查跟蹤平臺(tái)進(jìn)行融合定位，提高定位精度。慣導(dǎo)和gps模塊與中央控制器之間采用rs232接口相連；電子羅盤(pán)是對(duì)檢查跟蹤平臺(tái)（小型無(wú)人艇）自身狀態(tài)的判斷，與中央控制器之間采用iic接口進(jìn)行連接。

所述檢測(cè)跟蹤平臺(tái)的檢測(cè)模塊由攝像頭和多位一體傳感器組成；攝像頭主要是拍攝水質(zhì)區(qū)域的視頻信息，所述的多位一體傳感器由溫度傳感器、ph傳感器、溶解氧傳感器、電導(dǎo)率傳感器以及濁度器組成；檢測(cè)模塊與中央控制器之間采用以太網(wǎng)接口進(jìn)行相連；傳感器是實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，目的是檢測(cè)區(qū)域內(nèi)水質(zhì)的情況。通過(guò)對(duì)各傳感器值的加權(quán)累加，得出最終水質(zhì)的情況，得出最終的加權(quán)值。這個(gè)值的大小是檢測(cè)平臺(tái)自主導(dǎo)航的重要依據(jù)。

所述檢測(cè)跟蹤平臺(tái)的動(dòng)力裝置是由兩個(gè)推進(jìn)器組成，被安裝在雙體無(wú)人艇的兩端，推動(dòng)無(wú)人艇前進(jìn)、轉(zhuǎn)向的基本操作；其與中央控制器的直流電機(jī)電路相連。

所述檢測(cè)跟蹤平臺(tái)的采集模塊由水泵、采集瓶選擇器組成；采集污染區(qū)域水質(zhì)的樣品，與中央控制器的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路相連。