一种海上养殖平台形变及振动监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种海上养殖平台形变及振动监测系统，属于安全监测研究领域。所述系统包括测量装置和采集数据控制终端；所述测量装置包括姿态振动检测设备和微处理器主板，微处理器主板协调多个姿态振动检测设备与位置检测设备之间的协同工作，并将数据采集器采集的全方位信息和位置信息进行集成后传输给4G实时传输装置；云平台接收所传输数据，然后采集数据控制终端从云平台获取数据并进行分析和曲线绘制，从而能够直观的看到海上养殖平台的稳定情况。本发明专利技术能够实现对海上养殖平台形变及振动的在线实时监测，从而在形变和振动超出可控范围之前采取相应的应急措施，确保海上养殖平台的安全、稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种海上养殖平台形变及振动监测系统
本专利技术涉及工程安全监测领域，主要是涉及一种海上养殖平台形变及振动监测系统。
技术介绍
随着海洋养殖产业的发展需求，海上养殖平台结构也朝着大型化、集成化方向发展，其结构设计也愈加复杂。为保障海上养殖生产的顺利进行，养殖平台结构的安全监测尤为重要。海上养殖平台一般具有远离海岸线的特点，而养殖平台本身一般由刚结构框架与柔性体网衣组成，目前尚无针对这一海工结构的相关设计规范，海上养殖平台结构在设计时，大多参考海洋工程领域设计规范。由于开放海域海况复杂、浪潮涌动，养殖平台承受着各种外载荷的作用。首先，平台的钢结构框架会产生振动而导致材料疲劳；其次，网衣系统也会产生大变形从而影响鱼类的生长，这些给平台结构本身与养殖安全生产均带来不确定风险。我国安全监测领域发展迅猛，但针对海上养殖平台的安全监测尚属空白。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供了一种针对海上养殖平台形变及振动监测系统，所述系统能够填补安全监测技术在海洋养殖领域的空白，确保海上养殖平台的安全性，保障人身与财产安全。本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种海上养殖平台形变及振动监测系统，所述系统包括测量装置和采集数据控制终端；所述测量装置包括姿态振动检测设备和微处理器主板，微处理器主板与姿态振动检测设备之间有信号线连接；微处理器主板与采集数据控制终端以数据云平台为中介通过无线方式相互连接；所述的姿态振动检测设备为墩状，具有严格的水密结构，包括内置的姿态传感器、振动传感器、大容量电池和外置的太阳能电池板；所述的姿态传感器的姿态监测由3轴陀螺仪实现，振动传感器的振动监测通过3轴加速度传感器实现；所述的微处理器主板集成有4G实时传输装置、GPS信号接收装置和数据采集器；所述的采集数据控制终端包括显示终端和数据分析终端。上述系统在监测海上养殖平台的使用方法，所述的方法具体步骤如下：1)确定所需监测的海上养殖平台基本信息：首先确定海上养殖平台所在地理位置，然后确定其养殖面积与平台形状2)监测系统的布放设计：将测量装置均匀设置在海上养殖平台四周，然后根据其面积铺设线路，采取相应布放措施以确保监测系统对海上养殖平台监测范围的均匀覆盖；3)所述监测系统布设完成后，开启系统，微处理器主板协调多个姿态振动检测设备与位置检测设备(也即GPS信号接收装置)之间的协同工作，并将数据采集器采集姿态检测设备监测的全方位动态信息、振动传感器监测到的加速度信息和GPS信号接收装置接受到的位置信息通过微处理器主板进行集成后传输给4G实时传输装置；利用4G技术进入数据云平台，采集数据控制终端从云平台获取数据，对获取到的数据利用数据分析终端进行曲线拟合绘制，通过对数据的分析及曲线绘制，能够直观的看到海上养殖平台在海平面环境下的稳定情况。本专利技术与现有技术相比的有益效果如下：本专利技术方法能够对海上养殖平台进行高效率、高精度的形变、振动及位移监测，能够及时有效地监测、预警和防范海上养殖平台因超过其设计可控范围内的形变与振动发生破损解体等风险。确保人身财产安全。同时对安全监测技术在海洋养殖领域的推广及发展有着重大意义。附图说明图1为测量装置构成图；图2为振动姿态检测设备外观示意图；图3为振动数据分析示意图；图4为监测数据传输流程图。具体实施方法下面结合附图介绍本专利技术方法的具体实施方法。但本专利技术的保护范围不受实施例任何形式上的限制。如图1至图4图所示，本实施例是一种针对大型海上养殖平台形变及振动监测系统，所述系统包括测量装置和采集数据控制终端；所述测量装置包括姿态振动检测设备和微处理器主板，微处理器主板与姿态振动检测设备之间有信号线连接；微处理器主板与采集数据控制终端通过无线传输信号；所述测量装置的集成：如图1、图2所示，包括姿态振动检测设备和微处理器主板，姿态振动检测设备具有严格的水密结构，其形状设计为30cm*20cm*20cm墩状，姿态振动检测设备通过严格的盐雾试验，已保证在复杂海面环境中设备内部干燥，同时设备内置大容量锂电池50000mAH，外装太阳能电池板，已确保设备长时间工作；姿态及振动传感器采用MEMS技术，姿态检测通过3轴陀螺仪实现。振动检测通过3轴加速度传感器实现。所述的微处理器主板集成有4G实时传输装置、GPS信号接收装置和数据采集器；位置检测通过高精度GPS信号接收装置实现，同样其设计采用适合海洋工业的GPS系统。多个姿态振动检测设备与位置检测设备之间的协同工作利用微处理器主板实现，通过微处理器主板可起到实时采集数据目的；微处理器主板可采集的数据包括全方位动态信息(由3轴陀螺仪感应的Roll(左右倾斜)、Pitch(前后倾斜)、Yaw(左右摇摆)的全方位动态信息)、加速度信息(三轴加速器感应的X、Y、Z立体空间三个方向上的加速度)及卫星定位信息。所述的采集数据控制终端包括显示终端和数据分析终端。利用上述系统进行海上养殖平台监测的方法，主要包含以下步骤：(1)确定所需监测的海上养殖平台基本信息：首先确定海上养殖平台所在地理位置，然后确定其养殖面积与平台形状；(2)监测设备布放设计：海上养殖平台多为圆形建筑故将测量装置均匀分布在圆形四周，然后根据其面积铺设线路。当遇到其他形状养殖平台时，采取相应布放措施以确保监测设备对平台监测范围的均匀覆盖。(3)数据实时在线传输与接收：测量装置所测得的方位信息、加速度信息、卫星定位信息进入数据采集器再利用4G技术进入数据云平台；(4)采集数据控制终端的显示与分析：采集数据控制终端从云平台获取数据，从而实现监测数据实时在线传输与接收的功能。数据分析终端对获取到的数据进行曲线拟合绘制，通过对数据的分析及曲线绘制(图3所示)，可以在显示终端上直观的看到平台在海平面环境下的稳定情况。完成(3)(4)后即完成了对测量装置采集数据的接收与分析，如图4所示，至此后以一定时间为间隔重复步骤(4)即可达到对海养殖平台长期振动及形变安全监测的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海上养殖平台形变及振动监测系统，其特征在于所述系统包括测量装置和采集数据控制终端；所述测量装置包括姿态振动检测设备和微处理器主板，微处理器主板与姿态振动检测设备之间有信号线连接；微处理器主板与采集数据控制终端以数据云平台为中介通过无线方式相互连接；/n所述的姿态振动检测设备为墩状，具有严格的水密结构，包括内置的姿态传感器、振动传感器、大容量电池和外置的太阳能电池板；所述的姿态传感器的姿态监测由3轴陀螺仪实现，振动传感器的振动监测通过3轴加速度传感器实现；/n所述的微处理器主板集成有4G实时传输装置、GPS信号接收装置和数据采集器；/n所述的采集数据控制终端包括显示终端和数据分析终端。/n

【技术特征摘要】
20200326 CN 20201022408381.一种海上养殖平台形变及振动监测系统，其特征在于所述系统包括测量装置和采集数据控制终端；所述测量装置包括姿态振动检测设备和微处理器主板，微处理器主板与姿态振动检测设备之间有信号线连接；微处理器主板与采集数据控制终端以数据云平台为中介通过无线方式相互连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔勇，关长涛，贾玉东，公丕海，
申请(专利权)人：中国水产科学研究院黄海水产研究所，
类型：新型
国别省市：山东;37