一种基于物联网的消浪系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网的消浪系统，包括：若干区域消浪网络，包括消浪设备和一个设备控制装置；设备控制装置包括供电模块、传感器模块、异常检测模块、主控模块、通信模块、调度控制模块，将传感器模块采集得到的水位及波高数据和异常检测模块检测的消浪设备运行数据上传，并接收调度控制指令输出以驱动消浪设备运行；服务器，用于接收和显示数据，并判断消浪设备是否存在异常和预警；且生成调度控制指令至对应消浪网络；云平台，用于预先建立消浪设备消浪能力评价指标，获得设备调度方案；选取所需消浪设备调度方案发送至服务器。本发明专利技术可减少波浪对护岸的淘刷，保护护岸工程及其保护区内的安全性能，提高消浪性能，实现智能化的消浪作用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的消浪系统
本专利技术涉及一种基于物联网的消浪系统，属于护岸消浪

技术介绍
目前，滨水空间是预防自然洪涝灾害的一个重要环节。约在公元一世纪的20年代，深受台风灾害之苦的东南沿海地区就已经开发了堤防工程，在古钱塘县修建了海堤。随着历史的发展，我国滨水地区人民不断修建和完善堤防工程，逐渐发展成为今日的防洪堤、海堤及护岸工程。近年来随着农业、水产养殖、水上运输和水上贸易的日益繁荣，以及海涂围垦、围海造陆的需要，修建堤防和护岸工程已成为滨水地区发展生产的重要手段和措施。但是，护岸工程的防御对象波浪、水流、风暴潮等水力破坏作用对城市护岸本身也存在侵蚀、淘刷，如不适当防护，可能会受到自然无情的惩罚。波浪灾难易造成波浪淘刷、塌岸、滑坡等险情，给社会经济发展和人民生命安全带来了巨大威胁。目前的解决措施只要有生态护岸和工程护岸。生态护岸的种植受环境限制大，成林率受气候环境等多种因素影响较大，工程护岸目前专营消浪设备的生产商很少，大部分企业集中在沿海地区，产品主要以消浪砖为主。无论是生态护岸还是工程护岸，均没有将现代化技术引入消浪设备，实现消浪设备的智能化。随着近年来经济社会的不断进步、信息技术的迅猛发展和水利事业的全面推进，水利信息化逐步深入。智慧水利是国家倡导的发展方向，以护岸工程的波浪淘刷、堤段塌岸、堤防滑坡等险情为背景，基于物联网、云计算、大数据等技术手段，构建基于物联网的智能消浪系统，科学、合理、智能地避免和减轻洪水灾害损失，解决上述问题，具有广阔的发展前景。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的消浪系统，解决现有的消浪设备无法智能化的结合物联网进行控制，导致消浪效率不高，不便于管理的问题。本专利技术具体采用以下技术方案解决上述技术问题：一种基于物联网的消浪系统，包括：若干区域消浪网络，其中每个消浪网络包括若干个消浪设备和一个设备控制装置；所述各消浪设备设置于水面，且与设备控制装置建立通信连接；所述设备控制装置，包括供电模块、传感器模块、异常检测模块、主控模块、通信模块、调度控制模块，其中供电模块用于为装置供电；所述控制模块，用于输出第一控制信号驱动各消浪设备移动至水面位置，及控制将传感器模块采集得到的水位及波高数据和异常检测模块检测的消浪设备运行数据通过通信模块上传，并通过通信模块接收服务器发送的调度控制指令，且据此生成第二控制信号通过调度控制模块输出以驱动对应的消浪设备运行；服务器，用于接收和显示每个消浪网络采集的水位及波高数据和检测的消浪设备运行数据，并根据消浪设备运行数据判断消浪设备是否存在异常，在判断存在异常时进行预警；且用于接收云平台发送的消浪设备调度方案并据此生成调度控制指令至对应消浪网络；云平台，用于预先建立由波高数据、消波系数、消浪结设备的消浪性能系数和护岸的抗浪能力组成的消浪设备消浪能力评价指标，并将消浪设备消浪能力评价指标结合调度成本获得若干个消浪设备调度方案；并用于根据接收的每个消浪网络采集的水位及波高数据，统计出最大的波高数据，并计算获得消波系数，结合各个消浪结设备的消浪性能，映射至消浪设备消浪能力评价指标并结合调度成本从消浪设备调度方案中选取所需消浪设备调度方案，及将选取的消浪设备调度方案发送至服务器。进一步地，作为本专利技术的一种优选技术方案：所述异常检测模块包括对消浪设备的三相电的过压、失压、过流参数进行检测。进一步地，作为本专利技术的一种优选技术方案：所述调度控制模块包括调度模块和依次连接的交流互感器、信号放大器、继电器，所述调度模块和继电器分别连接主控模块。进一步地，作为本专利技术的一种优选技术方案：所述通信模块包括局域网通信模块、广域网通信模块和RS485接口模块。进一步地，作为本专利技术的一种优选技术方案：所述设备控制装置还包括保护电路模块，所述保护电路模块用于检测环境温度，及将检测的环境温度输入主控模块。进一步地，作为本专利技术的一种优选技术方案：所述设备控制装置还包括存储模块，所述存储模块用于存储水位及波高数据和消浪设备运行数据。进一步地，作为本专利技术的一种优选技术方案：所述服务器还用于查询获得每个消浪网络中消浪设备的历史记录报表数据，并根据使用频率选取出消浪设备及上传至云平台。进一步地，作为本专利技术的一种优选技术方案：所述云平台计算消波系数采用公式：其中，K为消浪系数；h0为经防浪林消浪前的入射波高；h为经防浪林消浪后的波高。本专利技术采用上述技术方案，能产生如下技术效果：1、本专利技术所述基于物联网的智能消浪系统旨在通过多种消浪设备的智能化协同消浪，一方面，使消浪系统可以弹性地满足消浪要求，即保证了峰值时高并发情况的消浪要求，又避免了消浪谷值时浪费产能的问题；另一方面，通过选择悬挂式结构物、放置式结构物或结构块等多种消浪设备以避免消浪系统受滩地条件限制的问题。2、本专利技术所述云平台的调度方案是，第一先根据实测波高和护岸的抗浪能力计算出当前护岸所需的最小消浪系数，再结合各种消浪设备的消浪能力评价体系，优选出消浪设备的调度方案，用最小的调度成本满足所需的消浪能力；第二，预测消浪设备需求量是依据各种设备的使用率以及各种设备组合的使用率，分别统计出各个断面使用频率高与使用频率低的消浪设备，基于大数据预测各个断面各类消浪设备的储备情况，云平台根据预测结果进行各断面间设备的调换及补给，避免出现消浪设备过剩或不足的情况。3、本专利技术所述物联网终端将实时监测设备运行情况及电量剩余情况，并及时将预警信号发送给服务器，以便决策者及时维修及补充电源，保证消浪装置持久稳定运行的同时减少了人工巡逻的不便。4、本专利技术所述基于物联网的智能消浪系统可以智能、高效地削减风浪，减少波浪对护岸的淘刷，台风对滨岸植被带的破坏以及其带来的二次损失，保护护岸工程及其保护区内的安全性能，提高消浪性能，实现智能化的消浪作用。附图说明图1是本专利技术基于物联网的消浪系统的示意图。图2是本专利技术设备控制装置的结构示意图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的实施方式进行描述。如图1所示，本专利技术设计了一种基于物联网的消浪系统，包括若干区域消浪网络4、云平台2和服务器1。区域消浪网络通过信号基站3接入网络，通过信号基站3与云平台2、服务器1实现通信连接。所述若干区域消浪网络4，其中每个消浪网络包括若干个消浪设备如A、B、C和一个设备控制装置；所述各消浪设备设置于水面，且与设备控制装置建立通信连接；所述设备控制装置，如图2所示，包括供电模块、传感器模块、异常检测模块、主控模块、通信模块、调度控制模块，其中供电模块用于为装置供电；所述控制模块，用于输出第一控制信号驱动各消浪设备移动至水面位置，及控制将传感器模块采集得到的水位及波高数据和异常检测模块检测的消浪设备运行数据通过通信模块上传至服务器和云平台，并通过通信模块接收服务器发送的调度控制指令，且据此生成第二控制信号通过调度控制模块输出以驱动对应的消浪设备运行。所述服务器1，用于接收和显示每个消浪网络采集的水位及波高数据和检测的消浪设备运行数据，并根据消浪设备运行数据判断消浪设备是否存在异常，在判断存在异常时进行预警；且用于接收云平台发送的消浪设备调度方案并据此生成调度控制指令至对应消浪网络。所述云平台2，用于预先建立由波高数据、消波系数、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的消浪系统，其特征在于，包括：若干区域消浪网络，其中每个消浪网络包括若干个消浪设备和一个设备控制装置；所述各消浪设备设置于水面，且与设备控制装置建立通信连接；所述设备控制装置，包括供电模块、传感器模块、异常检测模块、主控模块、通信模块、调度控制模块，其中供电模块用于为装置供电；所述控制模块，用于输出第一控制信号驱动各消浪设备移动至水面位置，及控制将传感器模块采集得到的水位及波高数据和异常检测模块检测的消浪设备运行数据通过通信模块上传，并通过通信模块接收服务器发送的调度控制指令，且据此生成第二控制信号通过调度控制模块输出以驱动对应的消浪设备运行；服务器，用于接收和显示每个消浪网络采集的水位及波高数据和检测的消浪设备运行数据，并根据消浪设备运行数据判断消浪设备是否存在异常，在判断存在异常时进行预警；且用于接收云平台发送的消浪设备调度方案并据此生成调度控制指令至对应消浪网络；云平台，用于预先建立由波高数据、消波系数、消浪结设备的消浪性能系数和护岸的抗浪能力组成的消浪设备消浪能力评价指标，并将消浪设备消浪能力评价指标结合调度成本获得若干个消浪设备调度方案；并用于根据接收的每个消浪网络采集的水位及波高数据，统计出最大的波高数据，并计算获得消波系数，结合各个消浪结设备的消浪性能，映射至消浪设备消浪能力评价指标并结合调度成本从消浪设备调度方案中选取所需消浪设备调度方案，及将选取的消浪设备调度方案发送至服务器。...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的消浪系统，其特征在于，包括：若干区域消浪网络，其中每个消浪网络包括若干个消浪设备和一个设备控制装置；所述各消浪设备设置于水面，且与设备控制装置建立通信连接；所述设备控制装置，包括供电模块、传感器模块、异常检测模块、主控模块、通信模块、调度控制模块，其中供电模块用于为装置供电；所述控制模块，用于输出第一控制信号驱动各消浪设备移动至水面位置，及控制将传感器模块采集得到的水位及波高数据和异常检测模块检测的消浪设备运行数据通过通信模块上传，并通过通信模块接收服务器发送的调度控制指令，且据此生成第二控制信号通过调度控制模块输出以驱动对应的消浪设备运行；服务器，用于接收和显示每个消浪网络采集的水位及波高数据和检测的消浪设备运行数据，并根据消浪设备运行数据判断消浪设备是否存在异常，在判断存在异常时进行预警；且用于接收云平台发送的消浪设备调度方案并据此生成调度控制指令至对应消浪网络；云平台，用于预先建立由波高数据、消波系数、消浪结设备的消浪性能系数和护岸的抗浪能力组成的消浪设备消浪能力评价指标，并将消浪设备消浪能力评价指标结合调度成本获得若干个消浪设备调度方案；并用于根据接收的每个消浪网络采集的水位及波高数据，统计出最大的波高数据，并计算获得消波系数，结合各个消浪结设备的消浪性能，映射至消浪设备消浪能力评价指标并结合调...

【专利技术属性】
技术研发人员：董增川，周悦，徐伟，任黎，韦一鸣，任杰，张方煜，曹海锦，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32