一種河道生態(tài)環(huán)境場景與水利設(shè)施監(jiān)控終端的制作方法
【專利說明】
一、技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及河道生態(tài)領(lǐng)域，具體涉及一種河道生態(tài)環(huán)境場景與水利設(shè)施監(jiān)控終端。
二、【背景技術(shù)】
[0002]河道是村鎮(zhèn)生產(chǎn)生活的基礎(chǔ)性設(shè)施，承擔(dān)防洪排澇、農(nóng)業(yè)灌溉、飲用水源和生活環(huán)境美化等重要公益性作用。由于環(huán)保意識(shí)淡薄，盡管國家有多種河道保護(hù)法律、法規(guī)及政策規(guī)定，但農(nóng)村河道的污染及管護(hù)一直是環(huán)保部門的堅(jiān)要難點(diǎn)。由于村鎮(zhèn)河道分布廣泛，需要大量的人力物力來進(jìn)行定期、定點(diǎn)的維護(hù)(開關(guān)人工增氧機(jī)、排澇水栗，打開排洪閘泄洪等)。加之部分居民環(huán)保意識(shí)淡薄，將生活垃圾直接丟棄在河道中，導(dǎo)致河道表面漂浮著大量的生活垃圾，嚴(yán)重影響了河道水質(zhì)和河道景觀。河道管護(hù)部門由于無法及時(shí)、準(zhǔn)確地了解河道相關(guān)情況，相關(guān)監(jiān)管工作也難以開展。一些重要城市河道，政府及相關(guān)監(jiān)管部門可以建設(shè)在線設(shè)備，通過在線設(shè)施獲取河道的水質(zhì)指標(biāo)，從而實(shí)時(shí)監(jiān)控河道景觀和水質(zhì)的變化。但這些在線監(jiān)控設(shè)備大多價(jià)格昂貴、運(yùn)行成本高、而且需要專門技術(shù)人員進(jìn)行管理維護(hù)。如一套水質(zhì)在線COD、NH3-N、TP檢測儀器需要投入50萬元以上，然而對(duì)于工作來說，資金有限，難以安裝這些在線監(jiān)控設(shè)備。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述政府環(huán)保及相關(guān)監(jiān)管部門難以監(jiān)控村鎮(zhèn)河道景觀、水位及水質(zhì)這些難題，本發(fā)明提供一種基于GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹悄芙K端，實(shí)現(xiàn)對(duì)河道景觀、水位和感觀指標(biāo)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)管或監(jiān)督。
[0004]本發(fā)明的主要原理:河道控制設(shè)備有排洪閘、人工增氧栗、排澇水栗、水位計(jì)、及相關(guān)電氣開關(guān)等組成。通過開發(fā)具有電信號(hào)采集與無線傳輸功能的智能終端，將其并聯(lián)接入河道人工增氧機(jī)、排澇水栗及排洪閘的控制系統(tǒng)(即開關(guān)柜)，從而定時(shí)采集控制系統(tǒng)的開關(guān)量信號(hào)，據(jù)此判斷人工增氧機(jī)、排澇水栗及排洪閘何時(shí)關(guān)、何時(shí)開及通電時(shí)長，并同步利用電器設(shè)備的電磁學(xué)效應(yīng)理論，通過特定傳感器信號(hào)感知智能設(shè)備的電磁感應(yīng)電流和電壓，從而判定設(shè)備是否運(yùn)轉(zhuǎn)，通過智能終端內(nèi)部的微型計(jì)算機(jī)(CPU)，利用給定數(shù)學(xué)模型判定設(shè)備的運(yùn)行工況。在重點(diǎn)關(guān)注河段通過帶有云臺(tái)裝置的高清攝像頭拍攝水面的全景視頻照片，從而得知水面及沿岸的情景實(shí)況。在水體中放置參照物，再利用攝像頭拍攝照片，通過觀察參照物的清晰度來判定河水的透明度，從而初步確定河道水質(zhì)感觀指標(biāo)。通在相關(guān)采樣點(diǎn)上安裝溫度傳感器以及超聲波液位計(jì)，來獲得河水水質(zhì)、水位及水文數(shù)據(jù)。再通過GPRS無線通訊模塊，將智能終端采集并處理的河道河水指標(biāo)工況數(shù)據(jù)，通過GPRS公共數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)，以手機(jī)短消息(彩信或普通文本短信)的形式發(fā)送至政府及相關(guān)監(jiān)管部門的接收終端。
[0005]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0006](1)本終端成本低、技術(shù)原理簡單、相關(guān)配件耗材少，所有備件均可從電子商品市場購置。
[0007](2)本終端既監(jiān)控河道設(shè)施運(yùn)行工況，同時(shí)也采集河道景觀圖像。具有投入成本低、自動(dòng)運(yùn)行、無需專人管理維護(hù)等特點(diǎn)。
[0008](3)本終端與現(xiàn)有設(shè)備并聯(lián)接入，不破壞、不影響、不干涉既有河道設(shè)施控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)與既有設(shè)備控制系統(tǒng)的100%兼容和無縫對(duì)接。
[0009](4)本終端具有對(duì)惡劣氣象環(huán)境條件適應(yīng)性強(qiáng)、信號(hào)傳輸可靠及數(shù)據(jù)傳輸費(fèi)用低等優(yōu)勢。由于利用GPRS公共數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)，因而對(duì)數(shù)據(jù)傳輸沒有硬件設(shè)施要求，即凡是有手機(jī)信號(hào)的地方均可安裝、使用。
[0010](5)本終端對(duì)接收設(shè)備要求低，任何手機(jī)電腦及其他GPRS終端均可接收，基本不需投入專門費(fèi)用購置接收終端，方便眾多相關(guān)監(jiān)管人員同時(shí)使用。由于利用GPRS公共數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)，使用者只要處于GPRS信號(hào)范圍內(nèi)(如中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國電信等運(yùn)營商)，均可接收到智能終端發(fā)出的信息，不受時(shí)空限制。
四、【附圖說明】
[0011]附圖1為本發(fā)明的示意圖。
[0012]1.全景高清攝像頭單元；2.溫度傳感器單元；3.超聲波液位計(jì)單元；4.現(xiàn)有用電單元接入端口 ；5.基于電磁效應(yīng)的用電工況感知單元；6.終端控制單元；7.輸出單元；8.GPRS發(fā)射天線單元；9.微型計(jì)算機(jī)(CPU) ；10.電源；11.存儲(chǔ)器；12.時(shí)鐘芯片；13.開關(guān)量信號(hào)輸入單元；14.模擬量信號(hào)輸入單元；15.GPRS信號(hào)發(fā)送單元；16.電路線路板單元(上述4-16單元及相關(guān)電子元器件均用電子器件焊接的方式固定于電路線路板單元，并用防水油漆涂料作防水、防濕和防塵處理)；17.標(biāo)準(zhǔn)化外接線端子；18.終端外殼(為普通鋼制并作防銹處理或不銹鋼及塑料制造)；19.輸出接線端；20.輸入接線端；21.天線接線端；22.CRT顯示接線端。
[0013]附圖2為河道現(xiàn)場安裝示意圖。
[0014]1.全景尚清攝像頭1 ;2.全景尚清攝像頭2 ；3.全景尚清攝像頭3 ；4.全景尚清攝像頭4 ;5.人工增氧機(jī)；6.排澇栗站；7.排洪閘；8.監(jiān)控接收終端；9.控制室。
五、【具體實(shí)施方式】
[0015]如附圖1和附圖2所示，本發(fā)明由全景高清攝像頭單元1、溫度傳感器單元2、超聲波液位計(jì)單元3、用電單元接入端口(人工增氧機(jī)繼電器、排澇水栗繼電器、排洪閘繼電器)4、基于電磁效應(yīng)的用電設(shè)備工況感知單元(人工增氧機(jī)電機(jī)傳感器、排澇水栗傳感器、排洪閘電機(jī)傳感器)5、終端控制單元6、輸出單元7、GPRS發(fā)射天線單元8共8個(gè)單元組成。各單元內(nèi)部組成及實(shí)施方式分述如下:
[0016](1)全景高清攝像頭帶有云臺(tái)裝置，通過USB接口與監(jiān)控終端連接，每隔一段時(shí)間拍一次河面以及河岸的全景照片，將拍攝下來的照片存儲(chǔ)在終端控制單元的存儲(chǔ)器中。
[0017](2)溫度傳感器和超聲波液位計(jì)通過RS232接口與終端控制單元連接，將測得的水體水溫與水位數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地