一种基于物联网技术的水位波浪雷达监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网技术的水位波浪雷达监测系统，属于物联网技术领域，包括分散布置的数个水位波浪雷达节点、网关节点以及监控中心节点；解决了现有技术中信号传输的性能差的技术问题，本发明专利技术通过多个水位波浪雷达节点中的每台雷达获取水位、波高、波周期、潮位、速度数据，并基于TCP/IP协议，将获取的所述数据通过所述网关节点发送至所述监控中心节点,提高所述雷达数据的传输速度及传输距离，同时提高系统的传输性能。

A Water Level Wave Radar Monitoring System Based on Internet of Things Technology

The invention discloses a water level wave radar monitoring system based on Internet of Things technology, which belongs to the technical field of Internet of Things, including several scattered water level wave radar nodes, gateway nodes and monitoring center nodes, and solves the technical problem of poor performance of signal transmission in the prior art. The water level is obtained by each radar in multiple water level wave radar nodes. The data of wave height, wave period, tide level and velocity are transmitted to the monitoring center node through the gateway node based on TCP/IP protocol, which improves the transmission speed and distance of the radar data and improves the transmission performance of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网技术的水位波浪雷达监测系统
本专利技术属于物联网
，特别涉及一种基于物联网技术的水位波浪雷达监测系统。
技术介绍
随着物联网的发展，“物物相息”的理念已经渗透到了各个领域之中，其改变了传统工业的控制测量方式。海浪是最为常见且最为重要的海洋波动现象，它与海洋探索、海洋开发利用等许多重要问题，以及海洋军事技术和海上航行安全等有着十分密切的关系。在海港工程、海上风电工程、水利工程等的设计建造中，波浪要素设计值是最基本最重要的水文要素之一。特殊大的风、浪要素对海工、水利建筑物的载荷影响很大，对于VTS的准确性起着举重轻重的影响。在水位波浪监测领域，为了实时获取水面波动状况，得到水位、波高、波周期、潮位、速度数据，通常会采用水位波浪雷达。雷达作为海洋环境下首选的测量传感器，在海洋监视中广泛使用。由于一个雷达只能获取水面某一点的数据，速度只能是径向速度，而海底形状、雷达安装点的建筑物都会影响数据的代表性，因此采用阵列雷达多点测量能够充分反映海态。目前雷达测量水位波浪主要采用发射连续波信号的方式，在单台雷达获取数据后，需要尽快将多个雷达数据融合，才能准确反映海态，这就需要利用较高传输速度的通信方式来解决数据传输问题。现有的雷达采用的信号传输协议多为RS485协议，该类协议的主要缺点是传输速率慢、传输距离短，导致信号传输的性能差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于物联网技术的水位波浪雷达监测系统，解决了现有技术中信号传输的性能差的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于物联网技术的水位波浪雷达监测系统，其特征在于：包括分散布置的数个水位波浪雷达节点、网关节点以及监控中心节点；水位波浪雷达节点包括雷达装置和通讯组件，雷达装置用于获取水文数据，水文数据水位数据、波高数据、波周期数据、潮位数据和速度数据，通讯组件用于通过TCP/IP协议将水文数据发送到网关节点；所有所述水位波浪雷达节点均与网关节点通信，网关节点还与监控中心节点通信；所述监控中心节点用于依据预先设置的巡检方式，依次获取所有所述水位波浪雷达节点的工作状态，确定水位波浪雷达节点中发生故障的节点；所述监控中心节点还用于设置水位波浪雷达节点的工作参数，工作参数包括工作方式和启动时间。优选的，所述雷达装置包括收发机，收发机用于产生连续波，并依据产生的所述连续波，获取雷达回波，从而得到所述水文数据。优选的，所述雷达装置还包括风速风向仪，风速风向仪用于获取所述雷达节点的环境的风速风向数据，并将获取的所述雷达节点的风速风向数据发送至所述收发机。优选的，所有所述水位波浪雷达节点通过环形布线方式连接所述网关节点，所述网关节点还与所述监控中心节点相连。优选的，所述网关节点还通过一个中继节点连接所述监控中心节点，中继节点用于对所述网关节点接收到的所述水文达数据和所述风速风向数据信号进行放大处理后，发送至所述监控中心节点。优选的，所述监控中心节点用于对发生故障的所述水位波浪雷达节点进行报警，记录报警历史数据，并依据报警历史数据判断发生故障的所述水位波浪雷达节点的健康状况，制定维护周期计划。本专利技术所述的一种基于物联网技术的水位波浪雷达监测系统，解决了现有技术中信号传输的性能差的技术问题，本专利技术通过多个水位波浪雷达节点中的每台雷达获取水位、波高、波周期、潮位、速度数据，并基于TCP/IP协议，将获取的所述数据通过所述网关节点发送至所述监控中心节点,提高所述雷达数据的传输速度及传输距离，同时提高系统的传输性能。附图说明图1是本专利技术的整体构架示意图；图2是本专利技术的水位波浪雷达节点的构架示意图；图3是本专利技术的工作流程图。具体实施方式如图1和图3所示的一种基于物联网技术的水位波浪雷达监测系统，其特征在于：包括分散布置的数个水位波浪雷达节点、网关节点以及监控中心节点；水位波浪雷达节点包括雷达装置和通讯组件，雷达装置用于获取水文数据，水文数据水位数据、波高数据、波周期数据、潮位数据和速度数据，通讯组件用于通过TCP/IP协议将水文数据发送到网关节点；水位波浪雷达节点包括用于发射和接收雷达信号的天线、用于产生和接收雷达信号的收发机、用于处理雷达信号的处理模块、风速风向仪、用于供电的电源、用于与网卡芯片进行通信的通讯模块、网卡芯片和网络接口；优选的，所述雷达装置包括收发机，收发机用于产生连续波，并依据产生的所述连续波，获取雷达回波，从而得到所述水文数据。本实施例采用收发机为用于产生从24GHz连续均匀变化到26GHz的高频雷达波信号的雷达收发机，处理模块为DSP处理器，用于对雷达回波进行FFT处理，从而获得水文数据。通讯模块包括网卡芯片和基于以太网的网络接口，所述网卡芯片为集成了TCP/IP协议和100/1000M的以太网媒体接入控制器(MAC)和物理接口收发器(PHY)的网卡芯片；所述网络接口为RJ45接口。所述网卡芯片通过IO口与所述处理模块相连，为了加快读写速度，所述网卡芯片与所述处理模块连接方式采用总线形式，这极大地加快了所述处理模块与所述网卡芯片的通信速度，从而能够提高每个雷达节点与所述网关节点通信的实时性，本实施例采用的网卡芯片为RTL8111。通讯模块负责将水位波浪雷达节点的数据发送至所述监控中心节点，实现与监控中心节点中部署的上位机通信，本专利技术通过在水位波浪雷达节点中增加基于TCP/IP协议的以太网通讯组件，能够提高多个水位波浪雷达节点在工作环境下的数据传输速度，便于监控中心节点实时地进行海态分析。所有所述水位波浪雷达节点均与网关节点通信，网关节点还与监控中心节点通信；所述监控中心节点用于依据预先设置的巡检方式，依次获取所有所述水位波浪雷达节点的工作状态，确定水位波浪雷达节点中发生故障的节点；所述监控中心节点还用于设置所述水位波浪雷达节点的工作参数，工作参数包括工作方式和启动时间。优选的，所述雷达装置还包括风速风向仪，风速风向仪用于获取所述雷达节点的环境的风速风向数据，并将获取的所述雷达节点的风速风向数据发送至所述收发机。优选的，所有所述水位波浪雷达节点通过环形布线方式连接所述网关节点，所述网关节点还与所述监控中心节点相连。优选的，所述网关节点还通过一个中继节点连接所述监控中心节点，中继节点用于对所述网关节点接收到的所述水文达数据和所述风速风向数据信号进行放大处理后，发送至所述监控中心节点。优选的，所述监控中心节点用于对发生故障的所述水位波浪雷达节点进行报警，记录报警历史数据，并依据报警历史数据判断发生故障的所述水位波浪雷达节点的健康状况，制定维护周期计划。所述监控中心节点对接收到的水位波浪雷达节点的数据进行分析，结合报警历史数据，可以得到每个水位波浪雷达节点各自所照射区域内的水文数据和风速风向数据。水位波浪雷达节点的数量可以根据实际情况进行确定，例如，水位波浪雷达节点的数量可以为10；所述网关节点作为水位波浪雷达节点与所述监控中心节点进行通信的桥梁；所述监控中心节点包括上位机。本专利技术的水文数据和风速风向数据的协议格式为：“头字节+数据字节+尾字节”的结构；水文数据的头字节包括一个头字节标志位、32个字节的雷达数据和一个字节结束标志位；风速风向数据的头字节包括一个头字节标志位、8个字节的风速风向数据和一个字节结束标志位。上位机开机后，首本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网技术的水位波浪雷达监测系统，其特征在于：包括分散布置的数个水位波浪雷达节点、网关节点以及监控中心节点；水位波浪雷达节点包括雷达装置和通讯组件，雷达装置用于获取水文数据，水文数据水位数据、波高数据、波周期数据、潮位数据和速度数据，通讯组件用于通过TCP/IP协议将水文数据发送到网关节点；所有所述水位波浪雷达节点均与网关节点通信，网关节点还与监控中心节点通信；所述监控中心节点用于依据预先设置的巡检方式，依次获取所有所述水位波浪雷达节点的工作状态，确定水位波浪雷达节点中发生故障的节点；所述监控中心节点还用于设置水位波浪雷达节点的工作参数，工作参数包括工作方式和启动时间。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网技术的水位波浪雷达监测系统，其特征在于：包括分散布置的数个水位波浪雷达节点、网关节点以及监控中心节点；水位波浪雷达节点包括雷达装置和通讯组件，雷达装置用于获取水文数据，水文数据水位数据、波高数据、波周期数据、潮位数据和速度数据，通讯组件用于通过TCP/IP协议将水文数据发送到网关节点；所有所述水位波浪雷达节点均与网关节点通信，网关节点还与监控中心节点通信；所述监控中心节点用于依据预先设置的巡检方式，依次获取所有所述水位波浪雷达节点的工作状态，确定水位波浪雷达节点中发生故障的节点；所述监控中心节点还用于设置水位波浪雷达节点的工作参数，工作参数包括工作方式和启动时间。2.如权利要求1所述的一种基于物联网技术的水位波浪雷达监测系统，其特征在于：所述雷达装置包括收发机，收发机用于产生连续波，并依据产生的所述连续波，获取雷达回波，从而得到所述水文数据。3.如权利要求2所述的一种基于物联网技术的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：高爱兵，
申请(专利权)人：南京硕基信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32