一種河流微型綜合監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及監(jiān)控技術領域，尤其涉及河流微型綜合監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]近年來對河流的氣象、水文、水質等監(jiān)測越來越為人們所關注，河流水資源整體的保護、調度與綜合利用成為必要研究方向。國家對河流的監(jiān)測投入了大量的人力、物力和財力，建設了許多大型水文站、水位站、氣象站以及環(huán)境監(jiān)測站，這些監(jiān)測站的投入和使用對河流流域的監(jiān)測和保護起到了至關重要的作用，但是現有的監(jiān)測站還不能滿足對河流流域整體監(jiān)測的要求，主要體現在:
[0003](1)數量不足。目前干流上雖然已建設有諸多的水文站，但是還遠遠不夠實現全方位立體的監(jiān)控和調度:針對水污染和氣象的監(jiān)測站數量不足；針對采砂的監(jiān)測站還沒有；支流水域監(jiān)測站更加不足。
[0004](2)信息不能共享。目前由于工作特點和管理體制等因素影響，干支流、上下游、局與局、站與站之間資料交流較少，流域內氣象、水文、水質等信息無法共享，主要還是通過年度資料匯編、刊印實現共享和交流，這不能滿足流域管理治理建設、防汛搶險、水資源管理以及污染源的實時監(jiān)測與管控等方面的要求。另外由于某些干流流域存在私自采砂行為，嚴重影響了河道正常的行洪與泄洪，每到汛期，政府需要額外花大量的人力物力監(jiān)控私采濫挖行為。
[0005](3)所建監(jiān)測站都為固定式。目前特殊的時段以及特殊的地點，在沒有監(jiān)測站的地方，突然暴發(fā)洪水，水污染等突發(fā)性的事件，管理部門無法及時的調查取證，掌握動態(tài)實時的情況。
[0006](4)目前所建的大型有人或無人監(jiān)測站，不論建設還是運營，都需要大量的人力和財力，限制監(jiān)測站點數量的增長。
[0007]隨著技術的發(fā)展，針對大型有人監(jiān)測站的不足，有人提出無人小型(微型)監(jiān)測站系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要采用各種高精度傳感器，將所采集到的信息傳送到后臺。此類小型監(jiān)測站的發(fā)展趨勢，一是結構由集中式向分布式發(fā)展，小型監(jiān)測站應最大程度地保證自動運行以減少維護費用和人力資源，因此其結構設計要充分注意模塊化和擴展性；并且任何硬件模塊都應是可升級的，以適應儀器將來的擴展。二是傳感器技術的不斷進步以及要素傳感器種類不斷增多，由于社會需求的不斷增加，要求觀測項目與之同步增加，這需要更多的要素傳感器應用到監(jiān)測站中，例如:測云傳感器、能見度傳感器、天氣現象傳感器等等。但目前這種功能單一的小型監(jiān)測站主要是針對某一種應用監(jiān)測，比如有小型氣象監(jiān)測站或小型水文監(jiān)測站，仍無法實現信息的綜合監(jiān)測，而要采集更多信息需要投資建造更多不同的監(jiān)測站，浪費了人力和物力。另外由于此類監(jiān)測站固定，仍無法實現無監(jiān)測站地點的實時監(jiān)測。
【實用新型內容】
[0008]針對上述問題，本實用新型旨在提供一種河流微型綜合監(jiān)測系統(tǒng)，其在河流內每個預設距離設置一個微型監(jiān)測站，并且在河流上空設置河流監(jiān)測無人機，實現對河流內水文信息、水質信息、第一氣象信息以及第一視頻圖像信息、第二氣象信息以及第二視頻圖像信息的采集，實現對河流的全方位監(jiān)測。
[0009]本實用新型提供的技術方案如下:
[0010]一種河流微型綜合監(jiān)測系統(tǒng)，所述河流微型綜合監(jiān)測系統(tǒng)中包括:至少一個用于采集第一信息的微型監(jiān)測站，用于采集第二信息的河流監(jiān)測無人機，和用于接收所述第一信息和所述第二信息并分別對所述第一信息和所述第二信息進行整合、分析和顯示以及用于對每個所述微型監(jiān)測站和所述河流監(jiān)測無人機進行控制的監(jiān)控中心；所述微型監(jiān)測站均勻分布在河流內，且每個所述微型監(jiān)測站通過無線網絡與所述監(jiān)控中心進行雙向通信；所述河流監(jiān)測無人機設置在所述河流上空，且所述河流監(jiān)測無人機通過無線網絡與所述監(jiān)控中心進行雙向通信。
[0011]優(yōu)選地，所述第一信息包括河流內的水文信息、水質信息、第一氣象信息以及第一視頻圖像彳g息；
[0012]所述第二信息包括河流上空的第二氣象信息和第二視頻圖像信息。
[0013]優(yōu)選地，每個所述微型監(jiān)測站(10)中包括:多個用于采集所述水文信息和所述水質信息的有線傳感器(11)，多個用于采集所述第一氣象信息的無線傳感器(12)，用于采集所述第一視頻圖像信息的攝像頭(14)以及用于接收所述水文信息、所述水質信息、所述第一氣象信息和所述第一視頻圖像信息并進行處理的處理器(13)，以及用于實現微型監(jiān)測站
(10)與監(jiān)控中心(30)之間無線通信的第一無線通信模塊(15);其中，每個所述有線傳感器
(11)通過有線的方式與所述處理器(13)進行雙向通信，每個所述無線傳感器(12)通過無線的方式與所述處理器(13)進行雙向通信，所述攝像頭(14)通過有線的方式與所述處理器(13)進行雙向通信；所述第一無線通信模塊(15)與所述處理器(13)連接并進行雙向通
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[0014]優(yōu)選地，所述有線傳感器通過RS-485總線與所述處理器進行雙向通信。
[0015]優(yōu)選地，所述無線傳感器(12)由第一 CC2530芯片和采集氣象信息的相關傳感器構成，并與處理器(13)連接的第二 CC2530芯片構成Zigbee無線網絡，且所述無線傳感器
(12)通過所述第二CC2530芯片實現與所述處理器(13)之間的無線雙向通信。
[0016]優(yōu)選地，所述攝像頭通過USB方式與所述處理器進行雙向通信；
[0017]優(yōu)選地，每個所述微型監(jiān)測站通過GPRS/3G網絡與所述監(jiān)控中心進行雙向無線通
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[0018]優(yōu)選地，所述河流監(jiān)測無人機(20)包括:用于控制所述河流監(jiān)測無人機(20)飛行狀態(tài)的飛行控制器(21)、用于對所述河流監(jiān)測無人機(20)的位置進行定位的GPS定位器
(22)、用于采集所述第二氣象信息的傳感器組(23)、用于采集所述第二視頻圖像信息的圖像采集器(24)、用于獲取所述第二氣象信息和所述第二視頻圖像信息并進行處理的主控制器(25)以及用于實現河流監(jiān)測無人機(20)與監(jiān)控中心(30)之間無線通信的第二無線通信模塊(26);其中，所述飛行控制器(21)與所述主控制器(25)連接并進行雙向通信，所述GPS定位器(22)與所述主控制器(25)連接并進行雙向通信，所述傳感器組(23)與所述主控制器(25)連接并進行雙向通信，所述圖像采集器(24)與所述主控制器(25)連接并進行雙向通信，所述第二無線通信模塊(26)與主控制器(25)連接并進行雙向通信。
[0019]優(yōu)選地，所述第二無線通信模塊(26)與所述監(jiān)控中心(30)之間進行通信的頻率為 2.4GHzo
[0020]優(yōu)選地，所述河流監(jiān)測無人機的工作模式包括:視距內的人工遙控飛行模式和視距外的GPS導航自助巡航模式。
[0021]本實用新型提供的河流微型綜合監(jiān)測系統(tǒng)，能夠帶來以下有益效果:
[0022]在本實用新型中提供的河流微型綜合監(jiān)測系統(tǒng)，通過在河流內設置多個微型監(jiān)測站、河流監(jiān)測無人機以及監(jiān)控中心，實現了對河流水文信息、水質信息、氣象信息以及視頻圖像信息的全方位監(jiān)測，同時具備監(jiān)測、預警和數據分析等功能；再有，本實用新型提供的系統(tǒng)成本低且無人值守，故可在河流流域內大量部署，而不必擔心耗費過多的人力物力?’另夕卜，在本實用新型中，在固定微型監(jiān)測站之間或沒有設置微型監(jiān)測站的地方部署河流監(jiān)測無人機，進而將河流的突發(fā)事件等動態(tài)實時的情況反饋回給監(jiān)控中心；最后，在微型監(jiān)測站中設置有線傳感器和無線傳感器來獲取各種數據，使得本實用新型提供的河流微型綜合監(jiān)測系統(tǒng)適應性更廣。
【附圖說明】
[0023]下面將以明確易懂的方式，結合【附圖說明】優(yōu)選實施方式，對上述特性、技術特征、優(yōu)點及其實現方式予以進一步說明。
[0024]圖1為本實用新型中河流微型綜合監(jiān)測系統(tǒng)結構示意圖；
[0025]圖2為本實用新型中微型監(jiān)測站結構示意圖；
[0026]圖3為本實用新型中河流監(jiān)測無人機流程示意圖。
[0027]附圖標記:
[0028]10-微型監(jiān)測站，11-有線傳感器，12-無線傳感器，13-處理器，14-攝像頭，15-第一無線通信模塊，20-河流監(jiān)測無人機，21-飛行控制器，22-GPS定位器，23-傳感器組，
24-圖像采集器，25-主控制器，26-第二無線通信模塊，30-監(jiān)控中心。
【具體實施方式】
[0029]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對照【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖，并獲得其他的實施方式。
[0030]如圖1所示為本實用新型提供的河流微型綜合監(jiān)測系統(tǒng)的結構示意圖，從圖中可以看出，該河流微型綜合監(jiān)測系統(tǒng)中包括:至少一個微型監(jiān)測站10(如圖中，包括第一微型監(jiān)測站、第二微型監(jiān)測站等)、河流監(jiān)測無人機20以及監(jiān)控中心30，其中，微型監(jiān)測站10均勻分布在河流內(每兩個微型監(jiān)測站10之間間距相同的距離，當然，也要根據具體情況而定，有的時候有些地方需要多設置幾個微型監(jiān)測站10，則多設置幾個)，且每個微型監(jiān)測站10通過無線網絡與監(jiān)控中心30進行雙向通信；河流監(jiān)測無人機20設置在河流上空，且河流監(jiān)測無人機20通過無線網絡與監(jiān)控中心30進行雙向通信。
[0031]具體來說，所述微型監(jiān)測站10用于采集第一信息，該第一信息包括河流內的水文信息、水質信息、第一氣象信息以及第一視頻圖像信息。在具體實施例中，如圖2所示，每個微型監(jiān)測站10中包括:多個用于采集水文信息和水質信息的有線傳感器11 (如圖中第一有線傳感器、第二有線傳感器等)，多個用于采集第一氣象信息的無線傳感器12 (如圖中第