一种水利自动监测装置及系统的制作方法

1.本实用新型涉及水利监测的技术领域，尤其是涉及一种水利自动监测系统。


背景技术：

2.目前在监测水质方面，主要采用在监测断面建设监测站监测水质，通常采用站房、表箱、浮标式。受到站点成本、建设场地、供电设施和通讯设施等条件限制，往往不能大规模布设水质监测站点。而监测站的水质信息覆盖区域有限，仅代表一个区域的水质情况。对于水质监测重点，如大的流域、河段、湖泊、水库、水功能区，目前无法大规模有效的大范围监测。水质监测无人船属于移动监测装置，但是其费用较高且操作复杂。
3.如果想了解一个大范围面域的水质情况，可以通过遥感影像反演来完成，但遥感影像存在时效性问题，且受限于卫星观测周期和卫星数量影像，对于县级或是区域级监测对影像分辨率要求较高，县域高分辨率影像较难获得且费用较高，另外，现有技术中一般通过多个球形水利自动监测装置实现对水体的监测，但是现有的球形水利自动监测装置容易被水流中的泥沙或岩石撞击损坏。
4.针对上述问题，还未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种水利自动监测系统，以缓解了现有技术中球形无动力漂流式水利自动监测装置容易损坏的技术问题。
6.第一方面，本实用新型实施例提供了一种水利自动监测装置，包括：球形外壳，空腔，通信设备，水质分析仪和摄像头，其中，所述空腔、所述通信设备、所述水质分析仪和所述摄像头设置在所述球形外壳的内部，所述球形外壳上设置有多个凹槽，且所述摄像头和所述水质分析仪设置在与所述空腔相对一侧的凹槽处；所述空腔设置在所述球形外壳内的第一预设区域，以保持所述水利自动监测装置的姿态，其中，所述第一预设区域位于所述球形外壳内的上部；所述摄像头，用于采集水体的影像数据；所述水质分析仪，用于对所述水体进行分析，得到分析结果，其中，所述分析结果中至少包括：ph值，浊度，溶氧量，电导率和温度；所述通信设备，用于将所述影像数据，所述分析结果和所述装置所处的位置信息发送给数据平台，以使所述数据平台将所述装置和所述分析结果显示在电子地图上，以及使所述数据平台根据所述影像数据对所述水体内的生物多样性进行分析和统计。
7.进一步地，所述通信设备，还用于将所述影像数据的采集时间和所述分析结果对应的时间发送给所述数据平台。
8.进一步地，所述通信设备包括：通信模块和通信天线，其中，所述通信模块设置在所述球形外壳内的第二预设区域，所述第二预设区域位于所述第一预设区域的下方，所述通信天线设置在与所述空腔相同一侧的凹槽处，且所述通信模块与所述通信天线相连接。
9.进一步地，所述装置还包括：控制器，其中，所述控制器设置在所述球形外壳内的第三预设区域，所述第三预设区域位于所述第二预设区域的右侧；所述控制器，用于控制所
述装置的工作状态。
10.进一步地，所述装置还包括：供电设备，其中，所述供电设备设置在所述球形外壳内的第四预设区域，所述第四预设区域位于所述第二预设区域和所述第三预设区域的下方。
11.进一步地，所述水质分析仪包括：分析仪主机和探针，其中，所述分析仪主机和所述探针相连接；所述探针，用于采集所述水体的水样；所述分析仪主机，用于对所述水样进行分析，得到所述分析结果。
12.进一步地，所述球形外壳为柔性太阳能板，用于将太阳能转化为电能，并为所述供电设备供电。
13.进一步地，所述通信设备，用于在所述装置未采集到gprs信号的情况下，通过北斗短报文通信方式，将所述影像数据，所述分析结果和所述装置所处的位置信息发送给数据平台。
14.进一步地，所述通信设备，用于在所述装置采集到gprs信号的情况下，通过gprs通信方式，将所述影像数据，所述分析结果和所述装置所处的位置信息发送给数据平台。
15.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种水利自动监测系统，包括：多个第一方面所述的水利自动监测装置，多个水利自动监测装置按照预设时间间隔投放在待监测水域内，用于采集所述待监测水域的水体的影像数据，以及对所述水体进行分析，得到分析结果，并将所述影像数据和所述分析结果发送给数据平台，其中，所述分析结果中至少包括：ph值，浊度，溶氧量，电导率和温度。在本实用新型实施例中，水利自动监测系统包括多个球形无动力漂流式水利自动监测装置，多个球形无动力漂流式水利自动监测装置按照预设时间间隔投放在待监测水域内，其中，每个球形无动力漂流式水利自动监测装置均包括：球形外壳，空腔，通信设备，水质分析仪和摄像头；空腔、通信设备、水质分析仪和摄像头设置在所述球形外壳的内部，球形外壳上设置有多个凹槽，且摄像头和水质分析仪设置在与空腔相对一侧的凹槽处，通过将摄像头和水质分析仪设置在凹槽处不容易被水流中的泥沙或岩石撞击损坏，达到了对球形无动力漂流式水利自动监测装置进行保护的目的，进而解决了现有技术中球形无动力漂流式水利自动监测装置容易损坏的技术问题，从而实现了提高球形无动力漂流式水利自动监测装置的使用寿命的技术效果。
16.本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
17.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的一种水利自动监测装置的正视图；
20.图2为本实用新型实施例提供的一种水利自动监测装置的底部视图；
21.图3为本实用新型实施例提供的一种水利自动监测装置的俯视图；
22.图4为本实用新型实施例提供的另一种水利自动监测装置的正视图。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.实施例一：
25.根据本实用新型实施例，如图1所示，提供了一种水利自动监测装置的实施例，球形无动力漂流式水利自动监测装置包括：球形外壳10，空腔20，通信设备30，水质分析仪40和摄像头50，其中，所述空腔、所述通信设备、所述水质分析仪和所述摄像头设置在所述球形外壳的内部，所述球形外壳上设置有多个凹槽，且所述摄像头和所述水质分析仪设置在与所述空腔相对一侧的凹槽处；
26.需要说明的是，球形外壳主体为球形，外部设置底部凹槽用于方式摄像头和水质监测探针，预设四个侧面凹槽，如图2所示，可根据实际需要增加水平摄像头。
27.所述空腔20设置在所述球形外壳内的第一预设区域，用于使所述球形无动力漂流式水利自动监测装置漂浮在水体中，其中，所述第一预设区域位于所述球形外壳内的上部；
28.需要说明的是，球体顶部设置空腔，增加装置浮力，并保证球体底部凹槽保持向下的位置。
29.所述摄像头50，用于采集水体的影像数据；
30.所述水质分析仪40，用于对所述水体进行分析，得到分析结果，其中，所述分析结果中至少包括：ph值，浊度，溶氧量，电导率和温度；
31.所述通信设备30，用于将所述影像数据，所述分析结果和所述球形无动力漂流式水利自动监测装置所处的位置信息发送给数据平台，以使所述数据平台将所述球形无动力漂流式水利自动监测装置和所述分析结果显示在电子地图上，以及使所述数据平台根据所述影像数据对所述水体内的生物多样性进行分析和统计。
32.在本实用新型实施例中，水利自动监测系统包括多个球形无动力漂流式水利自动监测装置，多个球形无动力漂流式水利自动监测装置按照预设时间间隔投放在待监测水域内，其中，每个球形无动力漂流式水利自动监测装置均包括：球形外壳，空腔，通信设备，水质分析仪和摄像头；空腔、通信设备、水质分析仪和摄像头设置在所述球形外壳的内部，球形外壳上设置有多个凹槽，且摄像头和水质分析仪设置在与空腔相对一侧的凹槽处，通过将摄像头和水质分析仪设置在凹槽处不容易被水流中的泥沙或岩石撞击损坏，达到了对球形无动力漂流式水利自动监测装置进行保护的目的，进而解决了现有技术中球形无动力漂流式水利自动监测装置容易损坏的技术问题，从而实现了提高球形无动力漂流式水利自动监测装置的使用寿命的技术效果。
33.在本实用新型实施例中，通信设备，还用于将影像数据的采集时间和分析结果对应的时间发送给数据平台。
34.需要说明的是，数据平台包括：后台服务模块和监控与数据展示分析模块。
35.后台服务模块接收无动力水质监测装置上传的位置信息、监测信息、装置状态、视频和照片，提供数据存储服务和数据读写服务。组成模块包括数据接收模块、数据存储模块、数据提取模块。
36.数据收发模块，通过gprs方式或北斗短报文方式接收水质监测装置上传的位置信息、分析结果、视频和照片，以及接收数据展示模块的配置指令。
37.同时，后台服务模块通过gprs方式或北斗短报文方式向水利自动监测装置发送控制指令。
38.数据存储模块，用于负责存储分析结果、系统配置数据等。
39.数据读写模块，用于提供数据读写服务，负责将位置信息、分析结果、水利自动监测装置状态信息、视频和照片写入系统存储；根据水利自动监测装置和数据展示分析模块请求从数据存储读取数据。
40.数据展示分析模块主要有以下功能：
41.电子地图上实时展示水利自动监测装置实时位置、分析结果和装置状态，便于水利自动监测装置的监控和回收。
42.向无动力水质监测装置发送预设控制指令，如开关摄像头。
43.监测数据多维度分析展示，包括时间维度和空间维度数据展示分析等。
44.ai水下生物自动识别模块，用于对采集的视频和照片进行自动识别，用于生物多样性统计和分析。
45.所述通信设备包括：通信模块31和通信天线32，其中，所述通信模块设置在所述球形外壳内的第二预设区域，所述第二预设区域位于所述第一预设区域的下方，所述通信天线设置在与所述空腔相同一侧的凹槽处，且所述通信模块与所述通信天线相连接。
46.如图3所示，通信天线设置在与空腔相同一侧的凹槽处，即顶部凹槽放置通讯天线。
47.在本实用新型实施例中，如图4所示，所述球形无动力漂流式水利自动监测装置还包括：控制器60，其中，所述控制器设置在所述球形外壳内的第三预设区域，所述第三预设区域位于所述第二预设区域的右侧；
48.所述控制器60，用于控制所述球形无动力漂流式水利自动监测装置的工作状态。
49.在本实用新型实施例中，控制器是核心部件，控制摄像头采集影像数据、控制水质分析仪对水样进行分析，并通过控制通信设备将影像数据，分析结果和球形无动力漂流式水利自动监测装置所处的位置信息发送给数据平台。
50.如图4所示，所述装置还包括：供电设备70，其中，所述供电设备设置在所述球形外壳内的第四预设区域，所述第四预设区域位于所述第二预设区域和所述第三预设区域的下方。
51.需要说明的是，优选的，球形外壳为柔性太阳能板，用于将太阳能转化为电能，并为供电设备供电。
52.在本实用新型实施例中，所述水质分析仪包括：分析仪主机和探针，其中，所述分析仪主机和所述探针相连接；
53.所述探针，用于采集所述水体的水样；
54.所述分析仪主机，用于对所述水样进行分析，得到所述分析结果。
55.在本实用新型实施例中，所述通信设备，用于在所述装置采集到gprs信号的情况下，通过gprs通信方式，将所述影像数据，所述分析结果和所述装置所处的位置信息发送给数据平台。
56.所述通信设备，用于在所述装置未采集到gprs信号的情况下，通过北斗短报文通信方式，将所述影像数据，所述分析结果和所述装置所处的位置信息发送给数据平台。
57.在本实用新型实施例中，当水利自动监测装置所处区域为gprs信号覆盖区域时，优先使用gprs联网收发信息，当水利自动监测装置所处区域不是gprs信号覆盖区域时，使用北斗短报文发送监测数据。
58.优选的，水利自动监测装置还能够设置指示灯，在水利自动监测装置进行工作时，指示灯生成光信号，使工作人员回收时能够容易在水面上发现该水利自动监测装置。
59.实施例二：
60.本实用新型实施例还提供了包括：多个上述第一方面所述的水利自动监测装置，多个水利自动监测装置按照预设时间间隔投放在待监测水域内，用于采集所述待监测水域的水体的影像数据，以及对所述水体进行分析，得到分析结果，并将所述影像数据和所述分析结果发送给数据平台，其中，所述分析结果中至少包括：ph值，浊度，溶氧量，电导率和温度。
61.另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
62.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
63.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
64.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
65.另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
66.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。