一种基于物联网通讯传输信号的水文监测浮标

1.本实用新型涉及的是一种浮标，特别涉及的是一种基于物联网通讯传输信号的水文监测浮标。

背景技术：

2.物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。
3.浮标是浮于水面的一种航标，是锚定在指定位置，用以标示航道范围、指示浅滩、碍航物或表示专门用途的水面助航标志。
4.在物联网中，为了便于人们分析和利用各种地理地貌，人们需要更加精确的检测不同地域的水文信息情况，因此提出一种以浮标为监测工具的方案，实现监测数据与图像的实时传输，采取一种基于物联网通讯传输信号的水文监测浮标来完成设想。

技术实现要素：

5.本实用新型主要是解决现有技术所存在的技术短板，本实用新型提供了一种基于物联网通讯传输信号的水文监测浮标，对各项水文信息进行实时监测。
6.本实用新型的上述技术问题主要是通过下述的技术方案得以解决的：
7.一种基于物联网通讯传输信号的水文监测浮标，包括发电系统、浮标体、锚固装置、照明系统、浮标监测系统和物联网系统；
8.所述发电系统用于给所述照明系统、浮标监测系统和物联网系统供电；
9.所述锚固系统，起到对整个浮标体的固定作用；
10.所述浮标监测系统包括浮标表面监测系统、浮标内部检测系统，浮标表面监测系统；
11.所述照明系统对所述浮标体进行照明；
12.所述物联网系统，包括用于处理浮标监测系统传输的各项测得数据的信息处理器、用于将信号传输给物联网卫星的信号传输天线、用与接入全球物联网体系的物联网卫星、根据物联网得到的实时信息辅助作出判断的信息综合处理端。
13.进一步地，所述浮标主体包括浮标体、配重体，所述锚固装置包括上部锚链、主锚链和拖地锚链，其中两根长度相同的上部锚链与配重体相连，主锚链上端通过连接环与上部锚链连接形成“y”型马鞍结构，主锚链下端与拖地链连接。
14.进一步地，所述浮标体顶部设有与所述浮标体顶部通过平面铰点铰接的提拉杆，所述提拉杆顶部与伸缩臂铰接，所述伸缩臂的另一端连接监测平台，监测平台底部设有用
于控制伸缩臂工作的提拉控制器。
15.进一步地，所述浮标表面监测系统包括位于浮标体顶部中心的控制器，与所述控制器连接的单片机，单片机与数据处理器a连接，所述监测平台上设有监测用于测量水面风速与风向的气象监测器、用于测量光照强度的光照强度传感器和用于连接光照强度传感器和气象监测的铰轴。
16.进一步地，所述浮标内部监测系统包括安装在浮标体内部的数据处理器b、与数据处理器b连接的摄像头，所述摄像头用以拍摄水下的照片，安装在浮标体内部的底部的声纳传感器，用以探测和识别水下移动物体，安装在浮标体靠近水面位置的水温监测器，用以监测水体的温度。
17.进一步地，所述照明系统包括装在浮标体表面的若干照明灯和与所述照明灯相连的照明控制中心，所述照明灯外部有透明灯罩对照明灯进行保护。
18.进一步地，所述照明控制中心与发电系统及单片机相连，控制整个照明系统的运作，照明灯运行的数量与光强由照明控制中心进行控制，还包括安装在浮标体表面的警示灯，由所述照明控制中心通过控制警示灯开关，对各种特殊情况向水外界发出警示。
19.进一步地，所述发电系统包括蓄电池组、交直流电源转换器和通过充电保护电路与交直流电源转换器连接的太阳能发电装置和预留的外接电源；所述太阳能发电装置，包括铜铟镓硒太阳能膜、太阳能控制器、微型逆变器、二维自动旋转台和支座，由单片机进行控制，所述太阳能发电装置与蓄电池组通过充电保护电路和交直流电源转换器相连，所发电量储存于蓄电池组中。
20.进一步地，所述太阳能发电装置，对浮标体的照明系统进行供电，当极端天气或险情发生时，照明系统依靠预留外接电源的供电进行照明。
21.因此，与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：能够不经由人工控制，对各项水文信息进行实时监测，结构简单，无需外加动力，节约能源；其监测系统可对各项水文信息进行系统的监测收集处理，再通过物联网系统进行远距控制和传输，从而辅助实现远距离的实时监测，为实时监测和控制河流各项情况的状况的实现提供了可能。
附图说明
22.图1为本实用新型的发电系统的示意图；
23.图2为本实用新型的主体部分示意图；
24.图3为本实用新型的浮标体及表面监测系统示意图；
25.图4为本实用新型的浮标体内部监测系统示意图；
26.图5为本实用新型的浮标体照明系统示意图；
27.图6为本实用新型的物联网系统的示意图；
28.图中：1蓄电池组、2交直流电源转换器、3充电保护电路、4太阳能发电装置、5外接电源、6浮标体、7配重体、8上部锚链、9连接环、10主锚链、11拖地链、12提拉杆、13伸缩臂、14提拉控制器、15气象监测器、16铰轴、17光照强度传感器、18单片机、19控制器、20数据处理器a、21平面铰点、22监测平台、23摄像头、24声纳传感器、25水温监测器、26数据处理器b、27照明控制中心、28照明灯、29透明灯罩、30警示灯、31信息处理器、32信号传输天线、33物联网卫星、34信息综合处理端。
具体实施方式
29.为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。而且所描述的附图仅是示意性的而非限制性的。
30.在本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
31.本实用新型中出现的不属于实用新型保护客体的内容都是为了使本领域技术人员更容易理解本方案，不应理解为对这些内容寻求保护，且这些内容均属于现有技术。
32.下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
33.实施例：
34.本实施例提供一种基于物联网通讯传输信号的水文监测浮标，包括发电系统、浮标体、浮标表面监测系统、浮标内部监测系统、照明系统、锚固系统和物联网系统。
35.如图1所示，所述发电系统包括蓄电池组1、交直流电源转换器2和通过充电保护电路3与交直流电源转换器2连接的太阳能发电装置4和预留的外接电源5。太阳能发电装置4，主要包括铜铟镓硒太阳能膜、太阳能控制器、微型逆变器、二维自动旋转台和支座等部分，由单片机18进行控制，所述太阳能发电装置4与蓄电池组1通过充电保护电路3和交直流电源转换器2相连，所发电量储存于蓄电池组1中；单片机18采用采用stc单片机。
36.外接电源5是本实用新型提供的电能供应备份方案，对于一些紧急情况，如冰雹天气、极端气候等情形，太阳能和风能不足够供给装置需要的能量，可以通过启动预留的外接电源。
37.如图2所示，所述浮标主体由浮标体6、配重体7，上部锚链8，连接环9，主锚链10和拖地链11组成，其中，配重体7位于浮标体6的最下方，使得浮标体的重心向下方移动，确保浮标体保持稳定，所述上部锚链8、连接环9、主锚链10锚和拖地链11为锚固系统，起到对整个浮标体的固定作用，两根长度相同的上部锚链8与配重体7相连，主锚链10上端通过连接环9与所述上部锚链8连接形成“y”型马鞍结构，当浮标体6受到撞击时，成“y”型马鞍结构的锚链结构可平衡冲击力，使浮标体6快速恢复平稳，主锚链10下端与拖地链11连接，所述拖地链11抓入水底，对整个浮标体起到固定和维持稳定的功能。
38.图3为浮标体6的表面及表面监测系统图。
39.如图3所示，浮标体6，有位于浮标体顶部中心的控制器19，控制器19与单片机18连接，单片机18与数据处理器a20连接，有通过平面铰点21与浮标体顶部连接的提拉杆12，通过伸缩臂13与提拉杆12连接的监测平台22，安装在监测平台22底部用于对控制伸缩臂13工作的提拉控制器12，监测装置位于监测平台22之上，监测装置包括用于测量水面风速与风向的气象监测器15、用于测量光照强度的光照强度传感器17和用于连接光照强度传感器17和气象监测器15的铰轴16。单片机18与数据处理器a20，数据处理器a20与气象监测器15、光照强度传感器17均通过通信线路连接。
40.图4、图5为浮标体6的剖面图。
41.如图4所示，所述浮标体6的浮标体内部的监测系统，有装在浮标体表面的太阳能发电装置4，对整个浮标体内部的监测系统进行供电，安装在浮标体6内部的摄像头23，用以拍摄水下的照片，安装在浮标体6底部的声纳传感器24，用以探测和识别水下移动物体，安装在浮标体6内部，位置靠进水面高度的水温监测器25，用以监测水体的温度。摄像头23将拍摄得到的图片通过数据处理器b26转化为数据传输给单片机18，声纳传感器24、水温监测器23将获取的信息通过数据处理器b26转化为数据传输给单片机18。
42.单片机18与数据处理器b26，数据处理器b26与摄像头23、水温监测器25和声纳传感器24均通过通信线路连接。
43.浮标监测系统的工作模式为；气象监测器15，光照强度传感器17将测得的外界风向与风速、光照强度等信息通过数据处理器a20转化为信号传输给单片机18，水温监测器25将测得的各深度的水温通过数据处理器b26转化为信号传输给单片机18，声纳传感器24将探测信息通过数据处理器b26转化为信号传输给单片机18，摄像头23将拍摄的水下图片通过数据处理器b26转化为数据传输给单片机18。
44.如图4所示，所述浮标体6的照明系统，有装在浮标体表面的太阳能发电装置4，对浮标体的照明系统进行供电，当极端天气或险情发生时，照明系统依靠预留外接电源5的供电进行照明，有装在浮标体表面的若干照明灯25进行正常照明，与照明控制中心27相连。所述照明灯28外部有透明灯罩29对照明灯28进行保护。所述照明控制中心24与发电装置及单片机18相连，控制整个照明系统的运作，照明灯运行的数量与光强由照明控制中心28进行控制，有安装在浮标体表面的警示灯30，由所述照明控制中心27对于各种特殊情况向外发出警示。
45.单片机18与照明控制中心27通过通信线路连接，照明控制中心27与照明灯28、警示灯30均通过通信供电线路连接。
46.照明系统的工作模式为：太阳能发电装置4为照明系统提供电能，由照明控制中心27控制照明灯28的发光数量，光照大小等情况，并将照明系统的实时情况转化为数据传输给单片机18，当遇到极端天气或险情发生，启用预留外接电源5对照明系统进行供电，当遇到特殊情况时，照明控制中心27打开警示灯30，及时向外界发出警示信号。
47.如图6所示，物联网系统，有用于处理单片机18传输的各项测得数据的信息处理器31、用于将信号传输给物联网卫星33的信号传输天线32、用与接入全球物联网体系的物联网卫星33、根据物联网得到的实时信息辅助作出判断的信息综合处理端34。
48.物联网系统的工作模式为：信息处理器31将单片机18接收到的各项信息进行分类处理，并通过信号传输天线32将信息集中传输到物联网卫星33，并且通过物联网卫星33入全球物联网体系，在信息综合处理端34实现远程监测与控制。
49.应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。本实用新型的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。

技术特征：

1.一种基于物联网通讯传输信号的水文监测浮标，其特征在于：包括发电系统、浮标主体、锚固装置、照明系统、浮标监测系统和物联网系统；所述发电系统用于给所述照明系统、浮标监测系统和物联网系统供电；所述锚固装置，起到对整个浮标体的固定作用；所述浮标监测系统包括浮标表面监测系统、浮标内部检测系统，浮标表面监测系统；所述照明系统对所述浮标体进行照明；所述物联网系统，包括用于处理浮标监测系统传输的各项测得数据的信息处理器、用于将信号传输给物联网卫星的信号传输天线、用与接入全球物联网体系的物联网卫星、根据物联网得到的实时信息辅助作出判断的信息综合处理端。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网通讯传输信号的水文监测浮标，其特征在于：所述浮标主体包括浮标体、配重体，所述锚固装置包括上部锚链、主锚链和拖地锚链，其中两根长度相同的上部锚链与配重体相连，主锚链上端通过连接环与上部锚链连接形成“y”型马鞍结构，主锚链下端与拖地链连接。3.根据权利要求2所述的一种基于物联网通讯传输信号的水文监测浮标，其特征在于：所述浮标体顶部设有与所述浮标体顶部通过平面铰点铰接的提拉杆，所述提拉杆顶部与伸缩臂铰接，所述伸缩臂的另一端连接监测平台，监测平台底部设有用于控制伸缩臂工作的提拉控制器。4.根据权利要求3所述的一种基于物联网通讯传输信号的水文监测浮标，其特征在于：所述浮标表面监测系统包括位于浮标体顶部中心的控制器，与所述控制器连接的单片机，单片机与数据处理器a连接，所述监测平台上设有监测用于测量水面风速与风向的气象监测器、用于测量光照强度的光照强度传感器和用于连接光照强度传感器和气象监测的铰轴。5.根据权利要求1所述的一种基于物联网通讯传输信号的水文监测浮标，其特征在于：所述浮标内部监测系统包括安装在浮标体内部的数据处理器b、与数据处理器b连接的摄像头，所述摄像头用以拍摄水下的照片，安装在浮标体内部的底部的声纳传感器，用以探测和识别水下移动物体，安装在浮标体靠近水面位置的水温监测器，用以监测水体的温度。6.根据权利要求4所述的一种基于物联网通讯传输信号的水文监测浮标，其特征在于：所述照明系统包括装在浮标体表面的若干照明灯和与所述照明灯相连的照明控制中心，所述照明灯外部有透明灯罩对照明灯进行保护。7.根据权利要求6所述的一种基于物联网通讯传输信号的水文监测浮标，其特征在于：所述照明控制中心与发电系统及单片机相连，控制整个照明系统的运作，照明灯运行的数量与光强由照明控制中心进行控制，还包括安装在浮标体表面的警示灯，由所述照明控制中心通过控制警示灯开关向水外界发出警示。8.根据权利要求6所述的一种基于物联网通讯传输信号的水文监测浮标，其特征在于：所述发电系统包括蓄电池组、交直流电源转换器和通过充电保护电路与交直流电源转换器连接的太阳能发电装置和预留的外接电源；所述太阳能发电装置，包括铜铟镓硒太阳能膜、太阳能控制器、微型逆变器、二维自动旋转台和支座，由单片机进行控制，所述太阳能发电装置与蓄电池组通过充电保护电路和交直流电源转换器相连，所发电量储存于蓄电池组中。
9.根据权利要求8所述的一种基于物联网通讯传输信号的水文监测浮标，其特征在于：所述太阳能发电装置，对浮标体的照明系统进行供电，当极端天气或险情发生时，照明系统依靠预留外接电源的供电进行照明。

技术总结

本实用新型提出一种基于物联网通讯传输信号的水文监测浮标，包括发电系统、浮标体、锚固系统、照明系统、浮标监测系统和物联网系统。气象监测器将测得的外界风向与风速等信息转化为信号传输给单片机，水温监测器将测得的各深度的水温转化为信号传输给单片机，声纳传感器将探测信息转化为信号传输给单片机，摄像头将拍摄的水下图片转化为数据传输给单片机，单片机将处理的信息传输给给单片机。信息处理器将单片机接收到的各项信息进行分类处理，并通过信号传输天线将信息集中传输到物联网卫星，并且通过物联网卫星入全球物联网体系，在信息综合处理端实现远程监测与控制。本实用新型适用于供电困难、人工成本高、监管难度大的偏远地区。地区。地区。