综合海况监测设备的制作方法

1.本技术涉及海洋环境监测技术领域，尤其涉及一种综合海况监测设备。


背景技术：

2.在沿海滩涂开展养殖、勘察、运输、施工等作业中，除了天气对作业有较大影响外，海风、海浪、潮位、海流以及海水温度、盐度等海况对作业进度、作业质量和作业人员安全的影响也非常大。及时进行海况监测，开展海况数据的采集、分析和预警，对开展沿海滩涂海况条件评估、合理安排作业计划、确保作业安全，具有十分重要的意义。常用的海况测量设备有潮位仪、水位仪、温深仪等，测量不同的海况数据所需的设备各不相同。通常根据作业实际需要，临时选择相应的测量设备开展单项数据的测量，不能及时对海况监测，时效性差且效率低下。
3.传统海况获取方式为通过天气预报或人体感官估测，不具有实时性和准确性。在沿海滩涂作业向规模化、专业化、信息化发展过程中，作业人员对海况数据的综合性、实时性、可靠性要求越来越强，对海况数据的历史分析、数据比对、预测预警等应用需求更加强烈。但由于当前海况测量设备大多为单项数据测量设备，缺乏多源数据采集、综合数据分析和数据综合运用等功能，难以快速和准确地开展多类型海况数据采集、分析和预警，进而影响到沿海滩涂作业科学、安全、高质量实施。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种综合海况监测设备，实现多种海况数据的实时采集、综合分析和在线预警，提高沿海滩涂作业海况监测的科学性和准确性。
5.为达到上述目的，本技术提供一种综合海况监测设备，该设备包括传感器组件、承载装置和处理终端；所述传感器组件固定连接在所述承载装置上，且所述传感器组件与所述承载装置通信连接，所述承载装置与所述处理终端通信连接；所述承载装置包括滩涂固定承载装置和海上漂浮承载装置，所述滩涂固定承载装置和所述海上漂浮承载装置均与所述处理终端通信连接；所述传感器组件包括风速风向传感器、温度传感器、压力传感器、电导率传感器、波浪传感器、水位传感器、海流传感器和/或拉力传感器。
6.所述的综合海况监测设备，还包括箱体，所述箱体内设置有存放所述传感器组件和所述承载装置的凹槽，所述处理终端设置在所述箱体的箱盖中。
7.如上的，其中，所述滩涂固定承载装置包括第一测量管和第一固定装置，所述第一测量管通过所述第一固定装置固定在滩涂上，所述传感器组件固定在所述第一测量管上。
8.如上的，其中，所述第一测量管为由第一主测量管和多个第一副测量管拼接而成的管状结构。
9.如上的，其中，所述第一主测量管内置有报警装置、摄像头、控制单元、电源、通信单元和通信接口，所述承载装置与所述处理终端通过所述通信单元进行通信连接；所述传感器组件通过所述通信接口与所述控制单元通信连接；所述报警装置、所述摄像头、所述控
报警装置；3112-视频单元；3113-控制单元；3114-电源；3115-通信单元；3116-通信接口；3131-地钉；3132-钢丝拉绳；3251-菌形锚；3252-锚绳。
具体实施方式
29.下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
30.如图1所示，本技术提供一种综合海况监测设备，该设备包括箱体1、传感器组件2、承载装置3和处理终端4；箱体1、传感器组件2、承载装置3和处理终端4采用模块化箱组式结构，传感器组件2固定连接在承载装置3上，且传感器组件2与承载装置3通信连接，承载装置3与处理终端4通信连接；承载装置3包括滩涂固定承载装置31和海上漂浮承载装置32，滩涂固定承载装置31和海上漂浮承载装置32均与处理终端4通信连接。
31.作为本实用新型的具体实施例，箱体1内设置有存放传感器组件2和承载装置3的凹槽，处理终端4设置在箱体1的箱盖中，优选的，箱体1内由硬质无毒海绵垫填充。
32.优选的，箱体1长宽高尺寸为700mm*500mm*350mm，箱体1一侧具有拉杆，底部具有万向轮，移动方便，箱体1采用硬质工程塑料制成，具有防水防尘防摔防盐雾防暴晒能力，箱体1空重量约5kg，便携性好。
33.优选的，箱体1内置照明装置，可为夜间作业提供照明。箱体1的箱盖具有铰链结构，可打开至180
°
与箱底成为一个平面。
34.优选的，箱体1外部有产品名称和向上、易碎等标识。
35.如图1和2所示，传感器组件2包括风速风向传感器21、温度传感器22、压力传感器23、电导率传感器24、波浪传感器25、水位传感器26、海流传感器27和/或拉力传感器28。其中，风速风向传感器21用于测量风速和风向；温度传感器22用于测量空气或海水温度；压力传感器23用于测量海水深度；电导率传感器24用于测量海水盐度；波浪传感器25用于测量海洋波浪周期、波高和波向；水位传感器26用于测量潮汐潮位、潮压；海流传感器27用于测量海洋表面流场的流向、流速；拉力传感器28用于测量系泊缆绳或海上漂浮管线接口处拉力。各个传感器采用rs-232接口与承载装置3中的控制单元3113进行通信，并固定或悬挂在承载装置3上。
36.如图1和图2所示，承载装置3包括滩涂固定承载装置31和海上漂浮承载装置32。
37.如图3所示，滩涂固定承载装置31采用拼接式管状结构，滩涂固定承载装置31由第一测量管310和第一固定装置313组成，第一测量管310的底部竖立插入滩涂砂石中，第一测量管310与第一固定装置313固定连接，第一固定装置313远离第一测量管310的一端固定在滩涂砂石中，第一测量管310通过第一固定装置313固定在滩涂上，传感器组件2固定在第一测量管310上。
38.作为本实用新型的具体实施例，第一测量管310为由第一主测量管311和多个第一副测量管312拼接而成的管状结构，第一主测量管311和多个第一副测量管312之间采用螺纹接口进行拼接，且拼接处具有密封垫圈，第一测量管310的两端用橡胶盖密封管口，第一副测量管312为空心结构，配合第一主测量管311拼接使用。
39.如图2所示，第一主测量管311内置报警装置3111、视频单元3112、控制单元3113、电源3114、通信单元3115和通信接口3116(rs-232接口)，承载装置与处理终端4通过通信单元3115进行通信连接；传感器组件2通过通信接口3116与控制单元3113通信连接；报警装置3111、摄像头、控制单元3113和通信单元3115均与电源3114电连接。
40.作为本实用新型的具体实施例，报警装置3111包括警示灯、扬声器，用于通过声光手段指示位置或进行报警。
41.作为本实用新型的具体实施例，视频单元3112为摄像头，用于海况视频的采集。
42.作为本实用新型的具体实施例，控制单元3113含存储和芯片，芯片内置处理算法，用于储存和处理控制传感器数据。
43.作为本实用新型的具体实施例，电源3114含12v电源接口、蓄电池和四块12v10w的太阳能电池板326，用于向传感器、控制单元3113和通信单元3115供电。其中，蓄电池设置在第一测量管310的内部，太阳能电池板326设置在第一测量管310的管壁上。
44.作为本实用新型的具体实施例，通信单元3115含4g无线通信芯片和sim卡，用于与处理终端4或其他承载装置实施无线通信。
45.作为本实用新型的具体实施例，rs-232接口用于为第一主测量管311接入传感器进行数据传输。
46.如图2和图3所示，第一固定装置313包括钢丝拉绳3132和地钉3131，钢丝拉绳3132一端连接第一测量管310，另一端连接地钉3131，地钉3131固定在滩涂砂石中。
47.优选的，第一测量管310为工程塑料材质，直径为5cm，长为30cm，
48.作为本实用新型的具体实施例，第一测量管310表面设有安装支架、卡扣和线孔，安装支架和卡扣用于固定或悬挂传感器，线孔用于布线，线孔处有密封橡胶圈。
49.作为本实用新型的具体实施例，在第一测量管310上固定连接有风速风向传感器21、温度传感器22、水位传感器26或海流传感器27
50.作为本实用新型的具体实施例，滩涂固定承载装置31的使用方法为：将1根第一主测量管311和多根第一副测量管312拼接成一根长管，底部埋立于滩涂砂石中，采用三或四根钢丝拉绳3132和地钉3131固定。在第一测量管310的安装支架或卡扣上按需接入风速风向传感器21、温度传感器22、水位传感器26或海流传感器27等，可实现风速、风向、温度、潮汐、海流等海况数据测量和传输。
51.如图4所示，海上漂浮承载装置32采用充气式拼接环状结构，海上漂浮承载装置32包括第二测量管、拼接弯头324、充气浮圈323和第二固定装置325，第二测量管固定在充气浮圈323上，第二固定装置325与充气浮圈323固定连接，第二测量管包括第二主测量管321和多个第二副测量管322，第一主测量管311与多个第二副测量管322通过拼接弯头324连接。
52.作为本实用新型的具体实施例，第二主测量管321与第一主置测量管结构相同，第二副测量管322与第一副测量管312结构相同。
53.作为本实用新型的具体实施例，海上漂浮承载装置32的四块太阳能电池板326分别连接在四个第二副测量管322上。
54.作为本实用新型的具体实施例，拼接弯头324为橡胶材质，具有三通功能，用于第二主测量管321和第二副测量管322的拼接和密封。
55.优选的，充气浮圈323为橡胶材质，充气浮圈323外侧面和底面设有若干卡扣，可悬挂传感器和固定装置，浮圈内侧面有固定槽，可插入并固定测量管。
56.作为本实用新型的具体实施例，充气浮圈323配备有手动气泵。
57.如图4所示，第二固定装置325为菌形锚3251和锚绳3252。第二固定装置325一端与充气浮圈323固定连接，另一端固定在水底或岸上。
58.作为本实用新型的具体实施例，海上漂浮承载装置32的使用方法为：将一根第二主测量管321和四根第二副测量管322利用拼接弯头324拼接成“工”型，固定在充气后的充气浮圈323上，充气浮圈323侧面悬挂压力传感器23、电导率传感器24、波浪传感器25、海流传感器27，可实现海水深度、盐度，波浪周期、波高和波向，海洋表面流场的流向、流速等海况数据测量和传输。
59.作为本实用新型的具体实施例，处理终端4位于箱体1的箱盖中，处理终端4预装android系统，内存128g，分辨率1080p，屏幕尺寸10.4寸，含4g无线传输模块。处理终端4安装综合海况监测app，实现海况监测、海况预警、海况数据管理、海况数据分析四个功能。一是海况监测。包括海况数据接收、海况视频展示、海况数据展示等功能。综合运用态势展示、数据展示、视频展示等方式，实现风速、风向、温度、深度、盐度、波浪周期、波高、波向、潮汐潮位、潮压、海洋表面流场的流向、流速、拉力数据以及海况视频的态势生成、在线监测和综合展示。二是海况预警。可通过设置阙值，对超过阙值的海况实施报警。可通过处理终端4和第一测量管310或第二测量管上的报警单元同时开展报警。三是海况数据管理。可通过建立海况数据库，实现海况区域和海况数据的新建、删除、修改、导入、导出、查询等数据管理功能。四是海况数据分析。实现对海况相关数据的统计、分类、趋势研判等数据分析功能。
60.如图5所示，本实用新型的具体工作方法流程如下：
61.步骤s1，启动综合海况监测箱；
62.步骤s2，判断海况监测点是滩涂海况监测还是海上海况监测；若海况监测点是滩涂海况监测，则在滩涂安装/投放并固定滩涂固定承载装置31，若海况监测点是海上海况监测，则在海上安装/投放并固定海上漂浮承载装置；
63.具体的，步骤s2，包括如下子步骤:
64.步骤s210，判断海况监测点是滩涂海况监测还是海上海况监测；
65.步骤s220，若海况监测点是滩涂海况监测，则组装滩涂固定承载装置，选择所需传感器，并将选择的传感器安装至滩涂固定承载装置上，在滩涂固定滩涂固定承载装置；
66.步骤s230，若海况监测点是海上海况监测，则组装海上漂浮承载装置，选择所需传感器，并将选择的传感器安装至海上漂浮承载装置上，在海上固定海上漂浮承载装置；
67.步骤s3，打开处理终端综合海况监测app；
68.步骤s4，新建、调用或查询区域海况数据；
69.步骤s5，设置海况阈值；
70.步骤s6，接入传感器数据；
71.步骤s7，开启海况监测，获取海况监测数据；
72.步骤s8，判断海况监测数据是否超过设置的海况阈值；
73.步骤s9，若是，则开启声光报警，执行下一步，否则，执行下一步；
74.步骤s10，对海况监测数据进行分析；
75.步骤s11，判断是否继续进行监测，若是，则返回执行步骤s7，否则，执行下一步；
76.步骤s12，回收拆除承载装置，关闭处理终端。
77.本技术实现的有益效果如下：
78.(1)本技术综合海况监测设备设计结构简单、操作简便，具有便携式、集成式、防护和智能化等特征。
79.(2)本技术综合海况监测设备具有风速、风向、温度、深度、盐度、波浪周期、波高、波向、潮汐潮位、潮压、海洋表面流场的流向、流速、拉力数据定制化采集，更加灵活多样。
80.(3)本技术海况数据使用更加智能，具有历史数据分析、多源数据融合、数据态势展示、海况预测报警等功能。
81.(4)本技术海况数据传输更加可靠，具有4g无线传输、传感器数据传输、视频传输等功能。
82.(5)本技术的集传感器模块、承载模块、处理终端为一体，配套相应的管理软件，可实现多种海况数据的实时采集、综合分析和在线预警。
83.(6)本技术提高沿海滩涂作业海况监测的科学性和准确性。
84.上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理的内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。