基于高分遥感卫星的水质监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于高分遥感卫星的水质监测系统，包括浮板、支架、太阳能板、风轮、竖管、电机、卡栓、传动轴、传动齿轮、轴承、清洁刷、光线发射器、光线接收器、电路盒、封盖。所述浮板漂浮在水面，竖直贯穿浮板设有支架，支架的底部分成两端，一端装有光线发射器，另一端装有光线接收器；支架的顶部装有电路盒，支架外壁上装有多个太阳能板；两件竖管竖直贯穿浮板，传动轴通过轴承装在竖管内，传动轴的顶部装有风轮；两件电机螺装在浮板顶面，卡栓套装在电机的输出轴上，卡栓与竖管组成丝杠螺母结构；传动齿轮装在竖管的底端，传动轴的底端加工成水平齿轮，与传动齿轮啮合；传动齿轮的内端销接有清洁刷，用于清理光线发射器和光线接收器。

【技术实现步骤摘要】
基于高分遥感卫星的水质监测系统
本技术涉及一种监测系统，特别是涉及一种基于高分遥感卫星的水质监测系统。
技术介绍
高分辨率遥感卫星对地观测技术，可以构成高空间、高时间、高光谱分辨率的全天候、全天时、全球覆盖对地观测系统。高分辨率对地观测系统的建设，对促进中国空间基础设施建设、培育卫星应用和战略性新兴产业发展具有重大意义。随着高分专项工程建设，高分卫星的监测精度已达到亚米级，普通卫星数据已多被高分专项数据所替代。高分数据已在国土、测绘、农业、林业、环保等行业领域开展广泛应用，实现了多光谱、高光谱、亚米级可见光、SAR雷达卫星遥感数据自主获取，为防灾救灾、政府治理、生态环境监测等重要领域提供信息服务和决策支持。目前高分遥感卫星在水质监测领域发挥着巨大作用，其原理是将高分遥感卫星拍摄的高分辨率影像进行分析，通过分析静水中的悬浮藻体物浓度或动水中的悬浮泥沙浓度，测算出水质状况等级。其优势是在监测大面积水域时，可以快速的估算大范围水域的整体水质情况；其缺点是由于其影像获取成本较高，无法做到具体多个位置点的详细的水质监测数据。所以，在基于高分遥感卫星对大面积水域进行整体监测的基础上，另外需要在多个重要监测点布置水质监测结构，这样就能构成完整的水质监测网络，获取详细的水质监测数据，实现水质的全面监测。所以设计一种基于高分遥感卫星的水质监测系统，利用高分辨率对地观测技术提取并分析识别出水质问题严重疑似点，在水质问题严重疑似点布置本专利设计的新型水质监测装置，形成天地物一体化的水质监测系统，为水域灾害防治和减灾工作提供辅助决策支持，提高水质灾害预报预警能力和防治水平，进一步推动智慧城市的发展进程。
技术实现思路
因此，本技术为实现水域中水质问题严重疑似点的水质监测，利用水中光线遇到障碍物后光强减弱现象，计算出静水中的悬浮藻体物浓度或者动水中的悬浮泥沙浓度，并且能够对光源进行清洁维护，保证光源强度的稳定。本技术所采用的技术方案是：基于高分遥感卫星的水质监测系统，其特征在于：包括浮板、支架、太阳能板、风轮、竖管、电机、卡栓、传动轴、传动齿轮、轴承、清洁刷、光线发射器、光线接收器、电路盒、封盖。所述浮板为底部中央向下凸起的扁圆柱体，所述浮板的内部设有储气腔室，储气腔室内充有氦气，根据装置的重量和水域的密度，通过调整储气腔室内的氦气的量，使得浮板漂浮在水面。竖直贯穿所述浮板的中心轴线，设有竖直圆管形的支架，所述支架的顶部设有电路盒，所述电路盒中装有通信电路和处理器，所述通信电路中装有唯一编码的SIM卡；所述支架的位于浮板下侧的部分分成两条左右对称的C字形管，两条C字形管的末端对向相对，左侧C字形管的末端装有光线发射器，右侧C字形管的末端装有光线接收器；所述光线发射器上发出强度稳定的光线。进一步讲，所述光线发射器和光线接收器之间留有间隙，所述光线发射器发出的光线，经过水中的传播和衰减后，被光线接收器接收。进一步讲，所述光线接收器内装有光敏二极管电路和A/D转换电路。所述支架位于浮板上方部分的外圆柱面上，设有多个朝向不同的太阳能板，所述太阳能板与支架之间依靠支撑杆连接；所述太阳能板为所有耗电元件提供电能。竖直贯穿所述浮板，在支架的两侧分别设有圆管状的竖管，所述竖管的位于浮板上方的顶部段的一侧管壁上，设有中心轴线水平的螺母凸柱，沿着所述螺母凸柱的中心轴线，贯穿有与竖管的内部连通的圆柱孔，所述圆柱孔内壁加工有内螺纹。所述卡栓为中心轴线水平的长圆柱体，所述卡栓的外圆柱面上加工有外螺纹，所述卡栓以螺纹装配方式装在竖管的螺母凸柱的圆孔中；贯穿卡栓的中心轴线开设有驱动孔，所述驱动孔的内圆柱面上沿着轴线开设有凹槽状的驱动槽。进一步讲，所述驱动槽环绕卡栓的中心轴线，均匀开设多条。所述电机共有两件，螺装在浮板的顶面，所述电机的输出轴外端，环绕输出轴的中心轴线设有多个驱动齿；所述输出轴装入卡栓内，所述驱动齿卡嵌在驱动槽内。进一步讲，所述驱动齿的横截面轮廓与驱动槽的横截面轮廓相同；所述驱动齿的数量与驱动槽的数量相同。所述传动轴为中心轴线竖直的长圆柱体，所述传动轴共有两件，通过轴承分别装在两件竖管内；所述传动轴的顶部端面开设有三角形的插孔，所述传动轴的底端加工成中心轴线竖直的水平齿轮。进一步讲，所述竖管内设有两个挡板，每件竖管内均安装两件轴承，上方的轴承位于上侧挡板的顶部，下方的轴承位于下侧挡板的底部；所述传动轴的外圆柱面上，在紧靠上方轴承处设有档环，所述档环底面紧靠上方轴承的内圈的顶部端面。进一步讲，所述传动轴的外圆柱面上，在所述卡栓能接触到区域加工为粗糙面。所述风轮由多个半球壳体顺向环绕而成，每个半球壳体的背面水平伸出连接杆，所有连接杆的内端相连，相连处设有向下的三棱柱形的插柱；所述插柱向下装在传动轴的顶部的插孔中。进一步讲，所述插柱与插孔接触面涂抹有环氧树脂胶水。所述竖管的底部端口处，靠内侧加工成中心轴线水平的圆柱盖形结构，所述圆柱盖形结构的内侧竖面上，设有圆环形的套筒，所述套筒内装有轴承；所述传动齿轮为中心轴线水平的扁圆柱体，扁圆柱体的靠近传动轴一侧的竖面上，环绕传动齿轮的中心轴线均匀分布多个轮齿，与传动轴底端的水平齿轮相啮合；所述传动齿轮的远离传动轴的竖面中央处，设有中心轴线水平的圆柱形的固定轴，所述固定轴水平穿过竖管底端的圆柱盖形结构，水平贯穿套筒内的轴承的内圈；所述清洗刷的内端销接在固定轴的外端。进一步讲，所述轴承为工程塑料轴承，轴承内的滚珠的材质为玻璃钢。所述清洗刷有两件，所述清洗刷呈直杆状，所述清洗刷的中间和外端区域的一侧排布刷毛；装在光线发射器一侧的清洁刷，所述清洗刷的刷毛朝向光线发射器；装在光线接收器一侧的清洁刷，所述清洗刷的刷毛朝向光线接收器。进一步讲，所述清洁刷在转动过程中，在光线发射器一侧的清洁刷的刷毛能完全覆盖光线发射器的光源面板，在光线接收器一侧的清洁刷的刷毛能完全覆盖光线接收器的光源接收面板。本技术的原理为：所述光线发射器发出的光线会受到悬浮藻体物或悬浮泥沙的阻碍，光线的强度不断衰减，通过所述光线接收器接收到的光线强度P，即可计算出水中的悬浮藻体物或悬浮泥沙的浓度C，两者的数学关系式C=f(P)通过实验获得。所述光线接收器中的光敏二极管将光强转换为电信号，再通过A/D转换电路将电信号转化为数字信号。当处理器判定悬浮藻体物或悬浮泥沙的浓度超过阈值后，发出警示信号。由于水体中的悬浮藻体物和悬浮泥沙会粘在光线发射器和光纤接收器的面板上，影响监测数据的准确性，每次监测数据采集前，需要对光线发射器和光线接收器的面板进行清洁工作。管理人员通过通信天线和通信电路将启动信号传递给处理器，所述处理器向电机发送正脉冲信号，输出轴带动卡栓转动，卡栓转动的同时朝向远离传动轴的方向运动，所述传动轴失去限定后，在风轮的带动下转动，所述传动轴带动传动齿轮转动，所述传动齿轮带动清洁刷转动，将光线发射器和光线接收器上的附着物去除。一定时间后，所述处理器向电机发送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于高分遥感卫星的水质监测系统，其特征在于：包括浮板(1)、支架(2)、太阳能板(3)、风轮(4)、竖管(5)、电机(6)、卡栓(7)、传动轴(8)、传动齿轮(9)、轴承(10)、清洁刷(11)、光线发射器(12)、光线接收器(13)、电路盒(14)、封盖(15)；/n所述浮板(1)为底部中央向下凸起的扁圆柱体，所述浮板(1)的内部设有储气腔室，储气腔室内充有氦气，根据装置的重量和水域的密度，通过调整储气腔室内的氦气的量，使得浮板(1)漂浮在水面；/n竖直贯穿所述浮板(1)的中心轴线，设有竖直圆管形的支架(2)，所述支架(2)的顶部设有电路盒(14)，所述电路盒(14)中装有通信电路和处理器，所述通信电路中装有唯一编码的SIM卡；所述支架(2)的位于浮板(1)下侧的部分分成两条左右对称的C字形管，两条C字形管的末端对向相对，左侧C字形管的末端装有光线发射器(12)，右侧C字形管的末端装有光线接收器(13)；所述光线发射器(12)上发出强度稳定的光线；/n所述支架(2)位于浮板(1)上方部分的外圆柱面上，设有多个朝向不同的太阳能板(3)，所述太阳能板(3)与支架(2)之间依靠支撑杆(301)连接；所述太阳能板(3)为所有耗电元件提供电能；/n竖直贯穿所述浮板(1)，在支架(2)的两侧分别设有圆管状的竖管(5)，所述竖管(5)的位于浮板(1)上方的顶部段(501)的一侧管壁上，设有中心轴线水平的螺母凸柱(503)，沿着所述螺母凸柱(503)的中心轴线，贯穿有与竖管(5)的内部连通的圆柱孔，所述圆柱孔内壁加工有内螺纹；/n所述卡栓(7)为中心轴线水平的长圆柱体，所述卡栓(7)的外圆柱面上加工有外螺纹，所述卡栓(7)以螺纹装配方式装在竖管(5)的螺母凸柱(503)的圆孔中；贯穿卡栓(7)的中心轴线开设有驱动孔，所述驱动孔的内圆柱面上沿着轴线开设有凹槽状的驱动槽(701)；/n所述电机(6)共有两件，螺装在浮板(1)的顶面，所述电机(6)的输出轴(601)外端，环绕输出轴(601)的中心轴线设有多个驱动齿(602)；所述输出轴(601)装入卡栓(7)内，所述驱动齿(602)卡嵌在驱动槽(701)内；/n所述传动轴(8)为中心轴线竖直的长圆柱体，所述传动轴(8)共有两件，通过轴承(10)分别装在两件竖管(5)内；所述传动轴(8)的顶部端面开设有三角形的插孔(802)，所述传动轴(8)的底端加工成中心轴线竖直的水平齿轮(801)；/n所述风轮(4)由多个半球壳体顺向环绕而成，每个半球壳体的背面水平伸出连接杆(401)，所有连接杆(401)的内端相连，相连处设有向下的三棱柱形的插柱(402)；所述插柱(402)向下装在传动轴(8)的顶部的插孔(802)中；/n所述竖管(5)的底部端口处，靠内侧加工成中心轴线水平的圆柱盖形结构，所述圆柱盖形结构的内侧竖面上，设有圆环形的套筒(504)，所述套筒(504)内装有轴承(10)；所述传动齿轮(9)为中心轴线水平的扁圆柱体，扁圆柱体的靠近传动轴(8)一侧的竖面上，环绕传动齿轮(9)的中心轴线均匀分布多个轮齿，与传动轴(8)底端的水平齿轮(801)相啮合；所述传动齿轮(9)的远离传动轴(8)的竖面中央处，设有中心轴线水平的圆柱形的固定轴(901)，所述固定轴(901)水平穿过竖管底端的圆柱盖形结构，水平贯穿套筒(504)内的轴承(10)的内圈；所述清洁刷(11)的内端销接在固定轴(901)的外端；/n所述清洁刷(11)有两件，所述清洁刷(11)呈直杆状，所述清洁刷(11)的中间和外端区域的一侧排布刷毛(1101)；装在光线发射器(12)一侧的清洁刷(11)，所述清洁刷(11)的刷毛(1101)朝向光线发射器(12)；装在光线接收器(13)一侧的清洁刷(11)，所述清洁刷(11)的刷毛(1101)朝向光线接收器(13)。/n...

【技术特征摘要】
1.基于高分遥感卫星的水质监测系统，其特征在于：包括浮板(1)、支架(2)、太阳能板(3)、风轮(4)、竖管(5)、电机(6)、卡栓(7)、传动轴(8)、传动齿轮(9)、轴承(10)、清洁刷(11)、光线发射器(12)、光线接收器(13)、电路盒(14)、封盖(15)；
所述浮板(1)为底部中央向下凸起的扁圆柱体，所述浮板(1)的内部设有储气腔室，储气腔室内充有氦气，根据装置的重量和水域的密度，通过调整储气腔室内的氦气的量，使得浮板(1)漂浮在水面；
竖直贯穿所述浮板(1)的中心轴线，设有竖直圆管形的支架(2)，所述支架(2)的顶部设有电路盒(14)，所述电路盒(14)中装有通信电路和处理器，所述通信电路中装有唯一编码的SIM卡；所述支架(2)的位于浮板(1)下侧的部分分成两条左右对称的C字形管，两条C字形管的末端对向相对，左侧C字形管的末端装有光线发射器(12)，右侧C字形管的末端装有光线接收器(13)；所述光线发射器(12)上发出强度稳定的光线；
所述支架(2)位于浮板(1)上方部分的外圆柱面上，设有多个朝向不同的太阳能板(3)，所述太阳能板(3)与支架(2)之间依靠支撑杆(301)连接；所述太阳能板(3)为所有耗电元件提供电能；
竖直贯穿所述浮板(1)，在支架(2)的两侧分别设有圆管状的竖管(5)，所述竖管(5)的位于浮板(1)上方的顶部段(501)的一侧管壁上，设有中心轴线水平的螺母凸柱(503)，沿着所述螺母凸柱(503)的中心轴线，贯穿有与竖管(5)的内部连通的圆柱孔，所述圆柱孔内壁加工有内螺纹；
所述卡栓(7)为中心轴线水平的长圆柱体，所述卡栓(7)的外圆柱面上加工有外螺纹，所述卡栓(7)以螺纹装配方式装在竖管(5)的螺母凸柱(503)的圆孔中；贯穿卡栓(7)的中心轴线开设有驱动孔，所述驱动孔的内圆柱面上沿着轴线开设有凹槽状的驱动槽(701)；
所述电机(6)共有两件，螺装在浮板(1)的顶面，所述电机(6)的输出轴(601)外端，环绕输出轴(601)的中心轴线设有多个驱动齿(602)；所述输出轴(601)装入卡栓(7)内，所述驱动齿(602)卡嵌在驱动槽(701)内；
所述传动轴(8)为中心轴线竖直的长圆柱体，所述传动轴(8)共有两件，通过轴承(10)分别装在两件竖管(5)内；所述传动轴(8)的顶部端面开设有三角形的插孔(802)，所述传动轴(8)的底端加工成中心轴线竖直的水平齿轮(801)；
所述风轮(4)由多个半球壳体顺向环绕而成，每个半球壳体的背面水平伸出连接杆(401)，所有连接杆(401)的内端相连，相连处设有向下的三棱柱形的插柱(402)；所述插柱(402)向下装在传动轴(8)的顶部的插孔(802)中；
所述竖管(5)的底部端口处，靠内侧加工成中心轴线水平的圆柱盖形结构，所述圆柱盖形结构的内侧竖面上，设有圆环形的套筒(504)，所述套筒(...

【专利技术属性】
技术研发人员：田瑜基，乔志勇，邱祥峰，王晓强，陈云，肖惠珍，李萌，
申请(专利权)人：厦门精图信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35