一种港口流域水况监测与分析装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种港口流域水况监测与分析装置，该装置成一箱柱式结构，包括箱体、设置在箱体内部腔体中的信号处理模块、设置在箱体下方并的现场港口水域水流速度监测模块与现场港口水域水流方向监测模块，以及显示与控制模块，通过现场港口流域水流速度监测模块、现场港口流域水流方向监测模块对港口水域的水况进行检测和处理，并将处理结果数据发送到远程的数据库进行预警分析。本发明专利技术的港口流域水况监测与分析装置，通过对港口水域水流参数的实时监测与数据分析，实现对具有水流安全风险的港口流域做出有效及时的预警控制，提高港口船只停泊和施工的安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及港口码头安全特别是港口流域水流安全监测领域，具体而言涉及一种 港口流域水况监测与分析装置。
技术介绍
港口的数字化监控和管理已经成为各个港口建设和安全保障的重要问题。特别是 在2000年以后，作为航运枢纽的港口业务迅速发展，无论是内陆还是进口刚都承担着大容 量、超大容量的货运吞吐量，因此，对于保障船只停泊和施工安全、保障货物安全，提高安全 生产水平的现实需求提出了越来越高的要求。 在现场的安全监控和预警方面，一直都是港口建设的薄弱环节。随着技术的发展， 近年来在一些港口上安装了基于视频识别和监控的系统，但这样的系统布设成本高、数据 的处理量大、传输数据多（导致数据传输慢），而且容易受到水域的天气和环境特殊情况，例 如大雾、雨雪等天气因素，造成图像识别上的误判。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种港口流域水况监测与分析装置，通过对港口码头水域水 况环境参数的实时监测与合理分析，为港口码头的安全运营提供决策支持。 本专利技术的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有 利的方式发展独立权利要求的技术特征。 为达成上述目的，本专利技术提出一种港口流域水况监测与分析装置，该装置成一箱 柱式结构，包括箱体、设置在箱体内部腔体中的信号处理模块、设置在箱体下方并的现场港 口水域水流速度监测模块与现场港口水域水流方向监测模块，以及显示与控制模块，其中： 所述箱体，构造成方形并定义了所述的内部腔体，该箱体的左右两侧对应地设置 有箱体左侧浮球、箱体右侧浮球、箱体左浮球环形挂钩、箱体右浮球环形挂钩，箱体左侧浮 球经由箱体左浮球环形挂钩连接到箱体，箱体右侧浮球经由箱体右浮球环形挂钩连接到箱 体，箱体内的信号处理模块通过线路连接到现场港口水域水流速度监测模块与现场港口水 域水流方向监测模块，在箱体的上方位置还设置有GSM信号增强天线； 现场港口水域水流速度监测模块，包括水流速度传感器，被设置用于在该港口流 域水况监测与分析装置置于港口水域时监测水流速度信息； 现场港口水域水流方向监测模块，包括水流方向传感器，被设置用于在该港口流 域水况监测与分析装置置于港口水域时监测水流方向信息；所述信号处理模块包括微处理器、水流速度模数转换模块、水流方向模数转换模 块、信号传输和定位模块以及供电模块，微处理器与水流速度模数转换模块、水流方向模数 转换模块、信号传输和定位模块连接，并控制其运行，其中：供电模块用于为微处理器、信号 传输模块、现场港口水域水流速度监测模块、现场港口水域水流方向监测模块、水流速度模 数转换模块、水流方向模数转换模块提供各种电压供应;信号传输与定位模块与微处理器 相连，该信号传输与定位模块在微处理器的控制下通过无线发射向外界通过移动基站传输 编码信息、短信信息，实现与云端服务器和远程监测客户端的通信，同时该信号传输与定位 模块作为当前地理位置信息及时间采集模块，通过微处理器发送指令以一定时间间隔实时 获取卫星广播信息，微处理器将获取的卫星信息解码获取当前装置经炜度、时间信息，并向 外界传输，以确保港口流域水况监测与分析装置的时间校准和精确定位;水流速度模数转 换模块与微处理器相连，用以对现场港口水域水流速度监测模块采集到的水流速度信号进 行电压数值转换;水流方向模数转换模块与微处理器相连，用以对现场港口水域水流方向 监测模块监测到的水流方向进行电压数值转换;所述的微处理器还被设置用于根据水流速 度、水流方向以及地理位置及时间信息进行数据分析和处理；所述显示与控制模块设置在所述箱体的上部的外表面位置，该显示与控制模块包 括:GSM天线嵌套模块、显示模块、操作面板、指示灯组合，其中：显示模块被设置由微处理器 控制显示现场港口水域水流速度监测模块和现场港口水域水流方向监测模块采集的港口 水况指标信息，并将这些信息实时显示；操作面板上设置有用于控制电源通断的电源启动 按钮和用于控制数据清理的设备清零按钮，所述指示灯组合包括电源指示灯、水流速度传 感器工作指示灯、水流方向传感器工作指示灯。 进一步的实施例中，所述箱体的下方设置有锥形出线口以及箱体左侧固定环、箱 体右侧固定环，锥形出线口为箱体的出线口，一连接杆分别连接该锥形出线口与所述的现 场港口水域水流速度监测模块与现场港口水域水流方向监测模块，使得现场港口水域水流 速度监测模块与现场港口水域水流方向监测模块的线路可经过连接杆和出线口进入到箱 体内部连接到信号处理模块，所述箱体左侧固定环与箱体右侧固定环分别固定在箱体下方 的左侧和右侧位置，用于与所述连接杆通过半圆环连接，使得连接杆的正常工作，尤其是在 水流较大的区域。 进一步的实施例中，所述连接杆为可伸缩连接杆。 进一步的实施例中，所述信号传输和定位模块包括通信电路和定位电路，分别用 于实现通过移动通信基站发射信息和定点定位功能，所述GSM信号增强天线为信号传输和 定位模块的增强天线，用于增强通信电路的信号强度，信号增强天线具有开口，其开口位置 为箱体的上表面，所述GSM天线嵌套模块位于GSM信号增强天线的嵌套位置，其开口大小根 据所使用的GSM信号增强天线的尺寸确定。 进一步的实施例中，所述现场港口水域水流速度监测模块，用来接收检测设备现 场水流的速度信息，并在微处理器的控制下将上述水流速度信息通过信号传输和定位模块 发送到远程服务器、以及通过显示模块显示当前港口水流速度数据。 进一步的实施例中，所述现场港口水域水流方向监测模块，用来接收检测设备现 场水流的方向信息，并在微处理器的控制下将上述水流方向信息通过信号传输和定位模块 发送到远程服务器、以及通过显示模块显示当前港口水流方向数据。 进一步的实施例中，所述的微处理器控制水流速度模数转换模块、水流方向模数 转换模块、信号传输和定位模块的运行，并被设置用于根据水流速度、水流方向以及地理位 置及时间信息进行数据分析和处理，具体包括： 步骤S01:微处理器控制采集港口水域的环境变量相关信息，包括水流速度和水流 方向，采集周期为t1; 步骤S02:控制将获取到的水流传感器和水流方向传感器采集到的电压信号转换 为0或1形式的数值信号aii和a2i; 步骤S03:对数据进行一阶累阶处理，微处理器读取模数转换模块转换后的0或1数 值信号，按照时间周期t〇对水流传感器采集的水流速度信息进行数据统计和水 i=-0 流方向传感器采集的水流方向信息进行数据统计;步骤S04:获取数据集合，以统计周期为时间周期获取数据序列f个数据集 % 合为/^-[/丨(【)，/丨(2)，--.，/丨(")}; i0 i0 if)' ； 步骤S05:对数据进行均值滤波处理，提取数据集合F中的最大值MAXF=MAX(F)，提 取F中的最小值MINF=MIN(F)，并求取集合的滤波均值： ±.ty) - MAXF-MINF MEANF = - N-2步骤S06:微处理器读取模数转换模块的均值滤波数值信号MEANF，将数以设定的 时间间隔将信息发送到显示模块，以及通过信号传输和定位模块进行远程信息传输发送到 远程服务器。应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这 样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种港口流域水况监测与分析装置，其特征在于，该装置成一箱柱式结构，包括箱体、设置在箱体内部腔体中的信号处理模块、设置在箱体下方并的现场港口水域水流速度监测模块与现场港口水域水流方向监测模块，以及显示与控制模块，其中：所述箱体，构造成方形并定义了所述的内部腔体，该箱体的左右两侧对应地设置有箱体左侧浮球、箱体右侧浮球、箱体左浮球环形挂钩、箱体右浮球环形挂钩，箱体左侧浮球经由箱体左浮球环形挂钩连接到箱体，箱体右侧浮球经由箱体右浮球环形挂钩连接到箱体，箱体内的信号处理模块通过线路连接到现场港口水域水流速度监测模块与现场港口水域水流方向监测模块，在箱体的上方位置还设置有GSM信号增强天线；现场港口水域水流速度监测模块，包括水流速度传感器，被设置用于在该港口流域水况监测与分析装置置于港口水域时监测水流速度信息；现场港口水域水流方向监测模块，包括水流方向传感器，被设置用于在该港口流域水况监测与分析装置置于港口水域时监测水流方向信息；所述信号处理模块包括微处理器、水流速度模数转换模块、水流方向模数转换模块、信号传输和定位模块以及供电模块，微处理器与水流速度模数转换模块、水流方向模数转换模块、信号传输和定位模块连接，并控制其运行，其中：供电模块用于为微处理器、信号传输模块、现场港口水域水流速度监测模块、现场港口水域水流方向监测模块、水流速度模数转换模块、水流方向模数转换模块提供各种电压供应；信号传输与定位模块与微处理器相连，该信号传输与定位模块在微处理器的控制下通过无线发射向外界通过移动基站传输编码信息、短信信息，实现与云端服务器和远程监测客户端的通信，同时该信号传输与定位模块作为当前地理位置信息及时间采集模块，通过微处理器发送指令以一定时间间隔实时获取卫星广播信息，微处理器将获取的卫星信息解码获取当前装置经纬度、时间信息，并向外界传输，使港口流域水况监测与分析装置的时间校准和精确定位；水流速度模数转换模块与微处理器相连，用以对现场港口水域水流速度监测模块采集到的水流速度信号进行电压数值转换；水流方向模数转换模块与微处理器相连，用以对现场港口水域水流方向监测模块监测到的水流方向进行电压数值转换；所述的微处理器还被设置用于根据水流速度、水流方向以及地理位置及时间信息进行数据分析和处理；所述显示与控制模块设置在所述箱体的上部的外表面位置，该显示与控制模块包括：GSM天线嵌套模块、显示模块、操作面板、指示灯组合，其中：显示模块被设置由微处理器控制显示现场港口水域水流速度监测模块和现场港口水域水流方向监测模块采集的港口水况指标信息，并将这些信息实时显示；操作面板上设置有用于控制电源通断的电源启动按钮和用于控制数据清理的设备清零按钮，所述指示灯组合包括电源指示灯、水流速度传感器工作指示灯、水流方向传感器工作指示灯。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈浩，吴海根，沈建霞，徐志栓，谢龙，
申请(专利权)人：苏交科集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32