一种基于北斗的水文监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于卫星通信技术领域，具体涉及一种基于北斗的水文监测系统。
【背景技术】
[0002]近年来，我国气候异常，强降雨引发的洪水灾害非常严重，集中暴露了我国河流治理的突出问题和薄弱环节。因此，加快中小河流水文监测系统建设，提高中小河流洪水监测预警能力是十分必要和迫切的。移动通信网络的GPRS或CDMA等数据传输业务均可用于水文监测数据的传输，但该服务依赖于通信基站建设，主要集中于人口密集区。若采用专线方式，建设有线传输或者其他传输，都将面临着建设维护费用高。在发生洪错、地震等自然灾害时，上述传输手段均有可能失效。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于北斗的水文监测系统，采用北斗通信卫星传输具有定位、报文数据通信和授时功能，利用北斗卫星导航系统的报文数据通信功能进行远程水文监测具有不受地域限制，抗自然灾害能力强的特点。
[0004]本发明的技术方案是:一种基于北斗的水文监测系统，包括数据采集终端、服务器、通信模块和客户端，所述数据采集终端采集航道海域及附近海域的水文气象数据，通信模块是数据采集终端和服务器间的数据传输通道，服务器对数据采集终端传送过来的数据进行分析处理并推送给客户端，也接收来自客户端的配置命令，然后推送给数据采集终端。所述数据采集终端包括浮标、水文数据采集单元、北斗通信定位单元和航标状态采集及设置单元，所述浮标为水文数据采集单元、北斗通信定位单元和航标状态采集及设置单元的载体，航标状态采集及设置单元监测航标的工作状态，并接收服务器的指令，实现对航标灯的亮灭周期、报警阈值进行设置，北斗通信定位单元为水文数据采集单元、航标状态采集及设置单元与服务器的通信媒介。所述水文数据采集单元对水温、水位、风速、风向、温度、湿度、能见度、流速、流向多项指标采集与处理。所述北斗通信定位单元为RDSS模块通信和GNSS芯片定位混合通信定位模式。所述航标状态采集及设置单元包括参数采集电路和监控CPU，参数采集电路采集航标灯的工作电气参数，经监控CPU发送给服务器，同时接收服务器对航标灯的亮灭周期、报警阈值等进行设置。所述浮标采用聚脲材料制作，浮体内部填充弹性闭孔泡沫。所述客户端包括水文信息公布系统、水文信息预测系统和航标管理系统，水文信息公布系统用来公示采集到的水文数据信息，水文信息预测系统用来对采集的数据信息做数据预测，航标管理系统为监管部门提供航标的位置信息、电气参数信息和航标参数的配置服务。所述服务器包括水文数据分析单元和航标数据管理单元，水文数据分析单元对未来数据进行预测，航标数据管理单元接收各数据采集终端发来的控制信息，并按照固定格式对数据进行组装。
[0005]本发明有如下积极效果:本发明系统可以为船舶提供导航和助航信息、为各涉海企事业单位提供海洋水文气象信息。通过该系统，涉海主管单位还可以实现对航标智能化管理。
【附图说明】
[0006]图1为本发明【具体实施方式】的系统结构图。
【具体实施方式】
[0007]下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的【具体实施方式】如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0008]本发明的主要思路是:本发明系统包括数据采集终端、服务器、通信模块和客户端，数据采集终端采集航道海域及附近海域的水文气象数据，通信模块是数据采集终端和服务器间的数据传输通道，服务器对数据采集终端传送过来的数据进行分析处理并推送给客户端，也接收来自客户端的配置命令，然后推送给数据采集终端。
[0009]数据采集终端的作用是采集航道海域及附近海域的水文气象数据，如温度、湿度、能见度、流速、流向、风力和风向等，并将水文数据以及终端的位置信息、状态信息发送到服务器。
[0010]服务器为数据采集终端和客户端服务，对数据采集终端发出的数据包进行解密和解包，将内容保存在数据库中；将数据进行分析处理，对当前的数据进行分析，预测未来一段时间的气象数据，并通过客户端发布出当前的数据和未来一段时间的数据。同时接收来自于客户端的指令，并推送到相应的数据采集终端。
[0011]客户端是用户与系统进行交互的接口，为用户提供海事监管、航标状态监控和水文气象信息发布等服务。数据采集终端、服务器端和客户端相互协调工作，保证系统正常运行。
[0012]数据采集终端包括浮标、水文数据采集单元、北斗通信定位单元和航标状态采集及设置单元，浮标为水文数据采集单元、北斗通信定位单元和航标状态采集及设置单元的载体，北斗通信定位单元采用了 “RDSS模块通信+GNSS芯片定位”的方案。RDSS(RadiC)Determinat1nSatellite System)收发模块具有导航定位和短报文通信功能，每次可以传输120个汉字或420个B⑶码，用户还可以通过本地串口对模块进行配置。
[0013]北斗通信定位单元实现了三个功能:1)获得航标的精确定位信息，并发送信息到服务器；2)将水文气象信息、航标电气信息组装成固定格式的数据包，并发送数据包到服务器；3)接收服务器发来的控制指令信息，并将控制指令转发到航标状态采集及设置单
J L.ο
[0014]航标状态采集及设置单元包括参数采集电路和监控CPU，参数采集电路采集航标灯的工作电气参数，经监控CPU发送给服务器，同时接收服务器对航标灯的亮灭周期、报警阈值等进行设置。浮标采用聚脲材料制作，浮体内部填充弹性闭孔泡沫。
[0015]服务器包括水文数据分析单元和航标数据管理单元，水文数据分析单元通过聚类分析的方法建立基于流时间序列趋势分析模型，研宄流速的变化规律，为船舶出海和海上监管部门的指挥调度提供决策支持。航标数据管理模块具有两个功能:1)接收各海域监控平台发来的控制信息，并按照固定格式对数据进行组装。组装好的数据包按顺序进入发送队列，并依次被发送到北斗通信单元。2)为各海域监控平台提供与航标电气参数的数据转发服务和通信接口，实现航标电气信息的监测。
[0016]客户端包括水文信息公布系统、水文信息预测系统和航标管理系统，水文信息公布系统为海事监管部门提供航标附近海域的水深、水温、气温、湿度、能见度等水温气象信息的实时监测服务。水文信息预测系统用来为用户提供流数据、能见度等水文气象信息的预测服务，预测周期为周和月。航标管理系统为监管部门提供航标的位置信息、电气参数信息和航标参数的配置服务。
[0017]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于北斗的水文监测系统，其特征在于:包括数据采集终端、服务器、北斗通信定位单元和客户端，所述数据采集终端采集航道海域及附近海域的水文气象数据，北斗通信定位单元是数据采集终端和服务器间的数据传输通道，服务器对数据采集终端传送过来的数据进行分析处理并推送给客户端，也接收来自客户端的配置命令，然后推送给数据采集终端。
2.根据权利要求1所述的基于北斗的水文监测系统，其特征在于:所述数据采集终端包括浮标、水文数据采集单元、北斗通信定位单元和航标状态采集及设置单元，所述浮标为水文数据采集单元、北斗通信定位单元和航标状态采集及设置单元的载体，航标状态采集及设置单元监测航标的工作状态，并接收服务器的指令，实现对航标灯的亮灭周期、报警阈值进行设置，北斗通信定位单元为水文数据采集单元、航标状态采集及设置单元与服务器的通信媒介。
3.根据权利要求2所述的基于北斗的水文监测系统，其特征在于:所述水文数据采集单元对水温、水位、风速、风向、温度、湿度、能见度、流速、流向多项指标采集与处理。
4.根据权利要求2所述的基于北斗的水文监测系统，其特征在于:所述北斗通信定位单元为RDSS模块通信和GNSS芯片定位混合通信定位模式。
5.根据权利要求2所述的一种基于北斗的水文监测系统，其特征在于:所述航标状态采集及设置单元包括参数采集电路和监控CPU，参数采集电路采集航标灯的工作电气参数，经监控CPU发送给服务器，同时接收服务器对航标灯的亮灭周期、报警阈值等进行设置。
6.根据权利要求2所述的基于北斗的水文监测系统，其特征在于:所述浮标采用聚脲材料制作，浮体内部填充弹性闭孔泡沫。
7.根据权利要求1所述的基于北斗的水文监测系统，其特征在于:所述客户端包括水文信息公布系统、水文信息预测系统和航标管理系统，水文信息公布系统用来公示采集到的水文数据信息，水文信息预测系统用来对采集的数据信息做数据预测，航标管理系统为监管部门提供航标的位置信息、电气参数信息和航标参数的配置服务。
8.根据权利要求1所述的基于北斗的水文监测系统，其特征在于:所述服务器包括水文数据分析单元和航标数据管理单元，水文数据分析单元对未来数据进行预测，航标数据管理单元接收各数据采集终端发来的控制信息，并按照固定格式对数据进行组装。
【专利摘要】一种基于北斗的水文监测系统，包括数据采集终端、服务器、北斗通信定位单元和客户端，数据采集终端采集航道海域及附近海域的水文气象数据，北斗通信定位单元是数据采集终端和服务器间的数据传输通道，服务器对数据采集终端传送过来的数据进行分析处理并推送给客户端，也接收来自客户端的配置命令，然后推送给数据采集终端。本发明系统，采用北斗通信卫星传输具有定位、报文数据通信和授时功能,利用北斗卫星导航系统的报文数据通信功能进行远程水文监测具有不受地域限制,抗自然灾害能力强的特点。
【IPC分类】G01W1-02, G01C13-00
【公开号】CN104807450
【申请号】CN201510195095
【发明人】宋琪, 陈之典, 王宇航, 王威, 夏森, 赵伟, 陈坤, 朱倩
【申请人】芜湖航飞科技股份有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月22日