一种环境监测用大数据系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于泵站故障检测系统的环境监测用大数据系统，包括：大数据监控中心、多个监测站，该大数据监控中心包括用于连接互联网的路由器，与该路由器相连的数据服务器主机、数据服务器备机、多个工作站；所述的各监测站通过交换器连接互联网；监测站通过4G无线通讯网与无人机进行无线通信，以获得该无人机监测得到的环境数据；所述无人机包括：中央控制单元，与该中央控制单元相连的GPS模块、4G通讯模块，以及用于获取环境监测信息的摄像机、PM2.5传感器或有毒气体传感器；中央控制单元中设有存储器，该存储器中储存有多个环境监测目的地的GPS信息。

A large data system for environmental monitoring

The invention relates to a large data system for environmental monitoring station of the fault detection system based on large data monitoring center, including: a plurality of monitoring stations, the monitoring center for large data including Internet routers, data server, router connected to the data server by machine, multiple workstations; the each monitoring station through the exchanger to connect to the Internet; monitoring station for wireless communication with the UAV through 4G wireless communication network, in order to obtain the environmental data of the UAV monitoring; the UAV includes a central control unit, and the central control unit is connected to the GPS module, 4G communication module, as well as for the camera, or PM2.5 sensor the toxic gas sensors to obtain environmental monitoring information; central control unit is arranged in the memory, the memory is stored in a number of environmental monitoring. The GPS information of the ground.

【技术实现步骤摘要】
一种环境监测用大数据系统
本专利技术涉及一种环境监测用大数据系统。
技术介绍
现有的环境监测用大数据系统，采用固定的监测装置，成本较高，维护不便。且容易被不法分子蒙蔽监测结果。如何实现随机、随时监测，且成本较低、维护便捷的环境监测用大数据系统，是本领域的技术难题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种实现随机、随时监测，以获得可靠的环境监测数据的环境监测用大数据系统。为解决上述技术问题，本申请采用的环境监测用大数据系统，包括：大数据监控中心、多个监测站，该大数据监控中心包括用于连接互联网的路由器，与该路由器相连的数据服务器主机、数据服务器备机、多个工作站；所述的各监测站通过交换器连接互联网；监测站通过4G无线通讯网与无人机进行无线通信，以获得该无人机监测得到的环境数据；所述无人机包括：中央控制单元，与该中央控制单元相连的GPS模块、4G通讯模块，以及用于获取环境监测信息的摄像机、PM2.5传感器或有毒气体传感器；中央控制单元中设有存储器，该存储器中储存有多个环境监测目的地的GPS信息；当中央控制单元通过GPS模块测得当前无人机到达预定的一个环境监测目的地时，则中央控制单元通过摄像机、PM2.5传感器或有毒气体传感器获取相应的当前环境监测信息，并将该当前环境监测信息通过4G通讯模块、4G无线通讯网发送至相应的监测站，由该监测站将该当前环境监测信息依次经过所述交换机、互联网、路由器发送至数据服务器主机、数据服务器备机。所述的环境监测用大数据系统，还包括设于排涝站的泵站故障检测系统，环境监测用大数据系统通过实时监测排涝站泵站的状态，利于在洪灾或局部灾害发生时进行灵活调度、维护。所述泵站故障检测系统包括：水泵电机信号采集处理单元和带有WiFi的工控机，其中所述水泵电机信号采集处理单元包括：安装在电机传动轴上的扭矩传感器，置于各运行电机内部的温度传感器，用于检测电机工作电流的电流传感器；各传感器的输出端依次通过多选一模拟开关、AD模块与处理器模块相连，且处理器模块适于控制多选一模拟开关的通道选择，以及所述处理器模块的输出端连接一WiFi无线模块；即所述水泵电机信号采集处理单元通过WiFi通讯方式将相应检测数据发送至工控机。其中，所述处理器模块例如但不限于采用MCIMX6Q5EYM10AD嵌入式32位核心处理器；关于AD模块可以采用MCIMX6Q5EYM10AD内置AD模块，也可以采用外置AD芯片；所述温度传感器适于采用热电偶式传感器，所述电流传感器适于采用ACS712ELCTR-20A电流感应传感器，所述扭矩传感器例如但不限于采用JN-DNJ扭矩传感器；所述多选一模拟开关例如但不限于采用74HC4051D模块；所述WiFi模块例如但不限于采用RisymESP8266串口无线收发模块。所述工控机适于根据获得各数据判定当前水泵电机的工作状态，若温度、扭矩、电流数据中的一种或几种超过相应预设值，则判定本水泵电机发生故障，需要停机检查。优选的，为了便于对各泵站的数据进行汇总管理，所述泵站故障检测系统还包括：远程数据服务器；所述工控机通过4G无线网络将数据发送至远程数据服务器或所述数据服务器主机。所述工控机适于采用带有触摸屏的工业一体机，且带有WiFi功能和串口和USB口；所述工控机适于通过USB插入4G无线上网卡托实现与远程数据服务器或所述数据服务器主机互联。优选的，为了当检测到泵站发生故障时，能够直观的监控、查看泵站的运行状态，所述工控机还连接有用于监控水泵机组工作的视频监控装置，所述视频监控装置将数据发送至工控机；当工控机检测到至少一检测数据发送异常后，确定该异常发生时间，从该异常发生时间的前N秒开始截取视频数据进行保存，并且将该段视频数据发送至远程数据服务器或所述数据服务器主机。其中，所述视频监控装置例如摄像头，且通过USB线与工控机相连，若是无线摄像头可以通过WiFi方式与工控机相连；以及N秒可以预设为60秒以内。通过此方式能够有效的忽略很多无关数据存储至工控机内部空间，避免存储空间被过多的占用，降低运行效率。所述无人机还包括：与中央控制单元相连的无线遥控模块，用于与无线遥控模块进行通讯的遥控器，以及用于驱动该无人机飞行的驱动器；该驱动器包括：壳体，左、右侧飞行翼；其中，左、右侧飞行翼从壳体两侧窗口伸出；左、右侧飞行翼通过相应电磁驱动机构驱动实现扑翼动作。进一步，所述驱动器还包括：用于连接左、右侧飞行翼的X形连动机构；所述X形连动机构包括：分别通过端部连接左、右飞行翼的两活动板，且两活动板的中部设有活动设置在一转轴上；邻近各活动板的两端均设有一永磁铁作为动磁极，且各永磁铁两磁极的连线与相应活动板垂直，且各永磁铁的两磁极分布方式相同；所述电磁驱动机构包括：用于分别与两活动板配合的两个静磁单元组；各静磁单元组包括用于分别与一活动板上的两永磁铁配合的且上、下对称设置的静磁单元；所述静磁单元包括：磁极磁芯和绕于磁极磁芯上的线圈；工作时，同一静磁单元组中，左、右相邻分布的两个静磁单元的瞬间磁极分布相反；同时，上、下相对分布的两个静磁单元瞬间磁极分布相同；各静磁单元组中，各静磁单元工作时的磁极极性同步交替变换，以使得在各活动板的两端的永磁铁上产生相反的、同步交替变换的作用力，进而使得两活动板绕所述转轴同步、反向且反复转动，即控制飞行翼动作。进一步，所述磁极磁芯采用倾斜磁极设计，即所述磁极磁芯的与活动板上的动磁极的接触面为斜面，且动磁极与接触面接触时二者平行，且接触面上覆盖有减震垫。进一步，作为一种优选的方案，左、右相邻分布的两个磁极磁芯通过相应磁路相连，以及两线圈异名端串联；所述壳体内还设有交变电流控制电路，即通过交变电流控制电路调节各线圈中的驱动电流的方向、脉宽和幅度。作为另一种替代方案，左、右相邻分布的两个磁极磁芯彼此独立，以及两线圈异名端串联；所述壳体内还设有交变电流控制电路，即通过交变电流控制电路调节各线圈中的驱动电流的方向、脉宽和幅度。其次，本专利技术还提供了一种X形仿生驱动器的工作方法。所述X形仿生驱动器的工作方法包括：左、右侧飞行翼从壳体两侧窗口伸出，并通过相应电磁驱动机构驱动实现扑翼动作。进一步，本专利技术提供了一种无人机，其采用上述驱动器。本专利技术的有益效果是，本专利技术与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：（1）本专利技术的环境监测用大数据系统采用无人机进行数据采集，可实时、随机采样各待监测点的环境数据；只要预设各环境监测目的地的GPS信息，即可控制无人机到达相应的环境监测目的地，而无需在该地设置固定的监测仪器，大幅节省了监测成本，方便了维护；避免了固定设置的监测仪器易被人恶意修改参数或人为损坏，或人为蒙骗的情况，确保了监测的随机性、实时性和可靠性。（2）本专利技术采用的无人机，从结构特点上看充分利用了电磁铁有效资源，动磁极与作用它的电磁极的空气隙接近零，理论值作用力趋于无穷大（电磁力与8乘以空气隙的平方成反比），这时动磁极将获得最大的排斥力离开电磁极；因此使用较小的电流就能获得较大的作用力；从另一个角度看，当动磁极受排斥作用离开电磁极后排斥力虽然减小，但是又受到对过磁极的吸力作用而迅速移动到吸力磁极，而本专利技术每次作用都充分利用两个磁极，因此具有较高的工作效率，获得更大输出功率。本专利技术的X形仿生驱动器及其工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环境监测用大数据系统，其特征在于包括：大数据监控中心、多个监测站，该大数据监控中心包括用于连接互联网的路由器，与该路由器相连的数据服务器主机、数据服务器备机、多个工作站；所述的各监测站通过交换器连接互联网；监测站通过4G无线通讯网与无人机进行无线通信，以获得该无人机监测得到的环境数据；所述无人机包括：中央控制单元，与该中央控制单元相连的GPS模块、4G通讯模块，以及用于获取环境监测信息的摄像机、PM2.5传感器或有毒气体传感器；中央控制单元中设有存储器，该存储器中储存有多个环境监测目的地的GPS信息；当中央控制单元通过GPS模块测得当前无人机到达预定的一个环境监测目的地时，则中央控制单元通过摄像机、PM2.5传感器或有毒气体传感器获取相应的当前环境监测信息，并将该当前环境监测信息通过4G通讯模块、4G无线通讯网发送至相应的监测站，由该监测站将该当前环境监测信息依次经过所述交换机、互联网、路由器发送至数据服务器主机、数据服务器备机。

【技术特征摘要】
1.一种环境监测用大数据系统，其特征在于包括：大数据监控中心、多个监测站，该大数据监控中心包括用于连接互联网的路由器，与该路由器相连的数据服务器主机、数据服务器备机、多个工作站；所述的各监测站通过交换器连接互联网；监测站通过4G无线通讯网与无人机进行无线通信，以获得该无人机监测得到的环境数据；所述无人机包括：中央控制单元，与该中央控制单元相连的GPS模块、4G通讯模块，以及用于获取环境监测信息的摄像机、PM2.5传感器或有毒气体传感器；中央控制单元中设有存储器，该存储器中储存有多个环境监测目的地的GPS信息；当中央控制单元通过GPS模块测得当前无人机到达预定的一个环境监测目的地时，则中央控制单元通过摄像机、PM2.5传感器或有毒气体传感器获取相应的当前环境监测信息，并将该当前环境监测信息通过4G通讯模块、4G无线通讯网发送至相应的监测站，由该监测站将该当前环境监测信息依次经过所述交换机、互联网、路由器发送至数据服务器主机、数据服务器备机。2.根据权利要求1所述的环境监测用大数据系统，其特征在于还包括：泵站故障检测系统；泵站故障检测系统包括：水泵电机信号采集处理单元和带有WiFi的工控机，其中所述水泵电机信号采集处理单元包括：安装在电机传动轴上的扭矩传感器，置于各运行电机内部的温度传感器，用于检测电机工作电流的电流传感器；各传感器的输出端依次通过多选一模拟开关、AD模块与处理器模块相连，且处理器模块适于控制多选一模拟开关的通道选择，以及所述处理器模块的输出端连接一WiFi无线模块；即所述水泵电机信号采集处理单元通过WiFi通讯方式将相应检测数据发送至工控机。3.根据权利要求2所述的环境监测用...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖贤建，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32