无线式波浪采集实时监控系统和设备技术方案

本发明专利技术涉及一种无线式波浪采集实时监控系统和设备，该监控系统包括波浪测量设备和自动升降架，波浪测量设备设置在自动升降架上，自动升降架接收高度调节指令来进行自动升降，波浪测量设备跟随自动升降架测量不同高度的水位；波浪测量设备包括超声波传感器、数据采集模块和无线发射器；超声波传感器与数据采集模块相连，用于将采集到的超声波信号转换成电信号；数据采集模块与无线发射器相连，用于将来自超声波传感器的电信号转换成模拟量转换信号；无线发射器用于将模拟量转换信号发送至终端设备，以指示终端设备将模拟量转换信号转换为对应的水位信息进行存储和显示。降低了无线波浪采集过程中操作工序繁琐程度和功耗大，提高了监控效率。

【技术实现步骤摘要】
无线式波浪采集实时监控系统和设备
本专利技术涉及海洋工程
，具体涉及一种无线式波浪采集实时监控系统和设备。
技术介绍
随着研究技术的发展，整体波浪物理模型试验有越来越大的发展趋势，其中，波浪物理模型试验可以解决港区水域以及水工建筑物的平面布置问题，研究港内调头地和装卸区或泊位处的泊稳条件以及港外航道与口门附近的船舶适航条件，码头前沿波高和码头面上水情况，防波堤、护岸处波高以及越浪。因此，波浪物理试验对海洋科学和河口海岸的动力学理论研究和发展有着重要的意义。相关技术中，波浪测量仪器的安装位置固定、传输线架设布置等多采用单一的测量方式，这样就会导致波浪测量仪器存在出水和没水的现象，需要人工下水进行手动调节操作，这样的工序比较繁琐、功耗大、效率低。另外，波浪测量仪器的入水深度不容易被控制，尤其是在水深较大时，人工下水操作难度更大。综上，这些问题都给试验过程造成了很大的不便。
技术实现思路
有鉴于此，提供一种无线式波浪采集实时监控系统和设备，以解决现有技术中无线波浪采集过程中操作工序繁琐、功耗大以及效率低的问题。本专利技术采用如下技术方案：第一方面，本申请实施例提供了一种无线式波浪采集实时监控系统，该监控系统包括波浪测量设备和自动升降架，其中：所述波浪测量设备设置在所述自动升降架上，所述自动升降架接收高度调节指令来进行自动升降，所述波浪测量设备跟随所述自动升降架升降测量不同高度的水位；所述波浪测量设备包括超声波传感器、数据采集模块和无线发射器；所述超声波传感器与所述数据采集模块相连，用于将采集到的超声波信号转换成电信号；所述数据采集模块与所述无线发射器相连，用于将来自超声波传感器的电信号转换成模拟量转换信号；所述无线发射器用于将所述模拟量转换信号发送至终端设备，以指示所述终端设备将所述模拟量转换信号转换为对应的水位信息进行存储和显示。进一步的，所述高度调节指令由所述终端设备发送至所述自动升降架。进一步的，所述自动升降架根据所述高度调节指令调节自身高度，以使所述波浪测量设备测量不同高度的水位。进一步的，所述超声波传感器采集超声波信号之前，确定所述波浪试验水池的水面由静水状态变化至波浪状态。进一步的，所述电信号包括电压信号。第二方面，本申请实施例提供了一种无线式波浪采集实时监控设备，该监控设备包括本申请实施例第一方面所述的无线式波浪采集实时监控系统、终端设备和造波机，其中：所述造波机通过推板产生满足设定条件的波浪，以指示所述超声波传感器获得不同波浪下的超声波信号；所述终端设备根据来自波浪测量设备的模拟量转换信号转换为对应的水位信息进行存储和显示。进一步的，所述无线式波浪采集实时监控系统中的自动升降架包括支架、升降丝杆、螺纹锁母、电机和托板，其中：所述支架固定在波浪试验水池底部，所述支架通过所述螺纹锁母与所述升降丝杆相连；所述波浪测量设备设置在所述托板上，所述托板通过电机与所述升降丝杆相连；所述电机上设置有执行模块，用于接收来自终端设备的高度调节指令，以通过所述电机调节所述自动升降架的高度。进一步的，所述监控系统和所述终端设备无线连接。进一步的，所述终端设备包括无线接收器，用于接收来自波浪测量设备的无线发射器发送的模拟量转换信号。进一步的，所述终端设备包括显示模块，用于显示水位信息。本申请实施例中，波浪测量设备跟随自动升降架调整高度，进而可以测量到不同高度的水位，无需人工改变水量来调整水位；另外，超声波传感器、数据采集模块和无线发射器配合，将采集到的超声波信号转换成电信号再转换成模拟量转换信息发送至终端设备进行处理，终端设备将其转换为对应的水位信息进行存储和显示。这样实现了对波浪的实时采集，进而为整体波浪物理试验提供了数据基础。解决了波浪采集传统试验模型的老旧、安装工序繁琐以及仪器设备易损坏等问题，避免了人工调节的不便性；节约了操作时间，提高了试验工作效率，具有很强的实用性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。图1是本专利技术实施例提供的一种无线式波浪采集实时监控系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例中适用的一种无线波浪采集实时监控设备的应用示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。实施例图1为本专利技术实施例提供的一种无线式波浪采集实时监控系统的结构示意图，参考图1，该监控系统具体可以包括波浪测量设备10和自动升降架11。其中，波浪测量设备10设置在自动升降架11上，自动升降架11接收高度调节指令来进行自动升降，波浪测量设备10跟随自动升降架11升降测量不同高度的水位；波浪测量设备10包括超声波传感器101、数据采集模块102和无线发射器103；超声波传感器101与数据采集模块102相连，用于将采集到的超声波信号转换成电信号；数据采集模块102与无线发射器103相连，用于将来自超声波传感器101的电信号转换成模拟量转换信号；无线发射器103用于将模拟量转换信号发送至终端设备，以指示终端设备将模拟量转换信号转换为对应的水位信息进行存储和显示。具体的，将波浪测量设备设置在自动升降架上，然后自动升降架接收到高度调节指令后进行根据调节指令中用户的高度调节需求进行自动升降，这样波浪测量设备就可以跟随自动升降架升降来测量不同高度的水位。与现有技术中的当波浪测量设备存在出水和没水的情况时还需要人工下水进行手动操作调节相比，工序简单、功耗低且效率高。另外，还可以方便控制波浪测量设备的入水深度，尤其是在水深较大时，极大的方便了水下操作。另外，波浪测量设备中包括了超声波传感器采集波浪的超声波信号，然后将采集到的超声波信息转换成电信号，发送给数据采集模块，数据采集模块将这个电信号转换成模拟量转换信号，例如可以是RS485信号。无线发射器将模拟量转换信号发送至终端设备，其中，终端设备可以是PC机(PersonalComputer)，还可以是智能手机或者平板电脑等。最后，终端设备将模拟量转换信号转换为对应的水位信息进行存储和显示。示例性的，超声波传感器可以是高频高精度超声波传感器。另外，波浪测量设备中还可以包括可充电式锂电池。在一个具体的例子中，显示的水位信息可以是终端设备将模拟量转换信号应用高精度公式转换后获得的。此外，在整个试验过程中，还可以进行波要素率定，这样可以保证监控系统在监控不同水位的时候测量结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线式波浪采集实时监控系统，其特征在于，包括波浪测量设备和自动升降架，其中：/n所述波浪测量设备设置在所述自动升降架上，所述自动升降架接收高度调节指令来进行自动升降，所述波浪测量设备跟随所述自动升降架升降测量不同高度的水位；/n所述波浪测量设备包括超声波传感器、数据采集模块和无线发射器；/n所述超声波传感器与所述数据采集模块相连，用于将采集到的超声波信号转换成电信号；/n所述数据采集模块与所述无线发射器相连，用于将来自超声波传感器的电信号转换成模拟量转换信号；/n所述无线发射器用于将所述模拟量转换信号发送至终端设备，以指示所述终端设备将所述模拟量转换信号转换为对应的水位信息进行存储和显示。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线式波浪采集实时监控系统，其特征在于，包括波浪测量设备和自动升降架，其中：
所述波浪测量设备设置在所述自动升降架上，所述自动升降架接收高度调节指令来进行自动升降，所述波浪测量设备跟随所述自动升降架升降测量不同高度的水位；
所述波浪测量设备包括超声波传感器、数据采集模块和无线发射器；
所述超声波传感器与所述数据采集模块相连，用于将采集到的超声波信号转换成电信号；
所述数据采集模块与所述无线发射器相连，用于将来自超声波传感器的电信号转换成模拟量转换信号；
所述无线发射器用于将所述模拟量转换信号发送至终端设备，以指示所述终端设备将所述模拟量转换信号转换为对应的水位信息进行存储和显示。


2.根据权利要求1所述的无线式波浪采集实时监控系统，其特征在于，所述高度调节指令由所述终端设备发送至所述自动升降架。


3.根据权利要求1所述的无线式波浪采集实时监控系统，其特征在于，所述自动升降架根据所述高度调节指令调节自身高度，以使所述波浪测量设备测量不同高度的水位。


4.根据权利要求1所述的无线式波浪采集实时监控系统，其特征在于，所述超声波传感器采集超声波信号之前，确定所述波浪试验水池的水面由静水状态变化至波浪状态。


5.根据权利要求1所述的无线式波浪采集实时监控系统，其特征在于，所述电信号包括电压信号。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海申，张义丰，闫勇，杨华，吴明洋，李孟国，谢华亮，麦苗，
申请(专利权)人：交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12