一种用于河湖漂浮垃圾自动识别的自供电无线监测终端的制作方法

本实用新型属于物联网技术领域，具体涉及一种用于河湖漂浮垃圾自动识别的自供电无线监测终端。

背景技术：

湖泊、河流往往会出现水面漂浮垃圾，一方面这些漂浮物含有大量对人体有害的物质，另一方面水污染已经严重破坏生态环境。目前，水面漂浮物主要由人工定期清漂，导致人力养护工作量大，且漂浮物无法及时被清理，水面漂浮垃圾问题仍然是保护河湖生态环境的重要难题。

对水面的漂浮物的智能监控，虽然已有通过摄像头或智能摄像头来实现的方式，但却无法实现快速、便捷的安装和部署。当前在部署漂浮物监测的摄像头时，需要引市电进行供电，无法规模化应用。

基于以上情况，提出一种用于河湖漂浮垃圾自动识别的自供电无线监测终端，运用物联网传感器技术、自动控制技术、计算机应用技术、物联网通讯技术及相关分析软件平台组成的一个综合性的在线自动检测系统，可进行对河湖漂浮垃圾的在线实时监测，为相关部门提供及时有效地信息，大量节省人力、物力，加快河湖水面垃圾的清理，有益于生态环境的改善。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于河湖漂浮垃圾自动识别的自供电无线监测终端。

为了实现上述内容，本实用新型提供了如下的技术方案：

一种用于河湖漂浮垃圾自动识别的自供电无线监测终端，其特征在于，包括壳体、安装件和设在所述壳体内的电源管理单元、成像单元、核心处理单元和应用处理单元，所述安装件与所述壳体相匹配；

所述电源管理单元，用于在外部无供电的情况下，始终为物联网终端工作进行供电；

所述成像单元，用于实时监测河湖表面垃圾；

所述核心处理单元设有低功耗处理系统，用于将所述成像单元接入的传感器数据进行管理和存储；

所述应用处理单元，用于将所述核心处理单元的融合数据通过不同通讯制式发送出去。

优选的，所述电源管理单元包括锂电池和电源管理分模块，所述电池为充电式锂电池，所属电源管理分模块设有电路板和外部供电接口，所属电路板分别与所述外部供电接口和所述电池连接。

优选的，所述电路板设有低功耗选择元器件，所述低功耗选择元器件包括二极管和mos管，所述二极管和所述mos管分别与所述外部供电接口和所述电池连接。

优选的，所述成像单元中包含传感器接插口和传感采集电路，所述传感采集电路包括数字量采集电路和模拟量采集电路。

优选的，所述数字量采集电路包括eppi增强型外设接口电路、iic集成电路和gpio通用输入/输出接口电路，所述模拟量采集电路包括模拟电压采集电路和电流环采集电路。所述eppi增强型外设接口电路、所述iic集成电路、所述gpio通用输入/输出接口电路、所述模拟电压采集电路以及所述电流环采集电路分别与所述电源管理单元和所述核心处理单元连接。

优选的，所述应用处理单元中包括相互连接的传感器接口和传感采集电路，所述传感采集电路包括数字量采集电路和模拟量采集电路，所述数字量采集电路包括uart串行通信电路和spi串行外设接口电路，所述模拟量采集电路包括电流环采集电路，所述uart串行通信电路、所述spi串行外设接口电路和所述电流环采集电路分别于与所述核心处理单元和所述电源管理单元相连；所述应用处理单元设有参数交互、压缩/存储单元以及图像/视频输出单元，所述应用处理单元可选配无线模块和2g/4g通信技术。

优选的，所述无线监测终端上设有太阳能板。

本实用新型的有益效果是：终端在实现对河湖漂浮垃圾的实时监测后，可以通过不同无线通讯制式进行传输；同时终端具备ip67防护等级、自供电系统和成套安装套件，可快速部署在各种应用场景；终端采用的低功耗处理系统结合太阳能供电后，可在长期恶劣天气下依然实现终端长期自供电，具备免维护的特点；采用现有成熟芯片，整个架构简单，有效降低了本实用新型的成本，使此终端的设计大为简化；同时，采用adi公司的低成本高性能的dsp芯片adsp-bf70x,可以方便日后的升级换代，具备低功耗、高扩展、可快速部署、免维护等特点。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型原理框架图；

图2是本实用新型实现框架图；

图3是本实用新型实体结构图；

图中标记为：1.壳体；2.传感器；3.天线。

具体实施方式

如图1-图2所示，一种用于河湖漂浮垃圾自动识别的自供电无线监测终端，包括电源管理单元、成像单元、核心处理单元、应用处理单元及安装壳体。

具体的，电源管理单元由电池和电源管理分模块构成，电源管理分模块设有电路板和外部供电接口，电池采用大容量、小体积、可充电性锂电池，使设备能够长时间稳定工作，并且能够通过壳体上的光伏板转化太阳能为电能存储在锂电池里，保证正常的电量存储及供应；电路板的低功耗选择元器件中的二极管、mos管实现始终保持此监测终端不间断工作，同时采用二极管、mos管作为模拟分离器件，具有静态功耗低的特点。

具体的，成像单元采用ovm7692集成镜头的vgasoc传感器，并通过iic集成电路、gpio通用输入/输出接口电路和eppi增强型外设接口电路与核心处理单元相连接。

具体的，核心处理单元采用低功耗处理系统，具体而言：1)核心处理单元内的mcu采用的是adi公司blackfin系列的低成本高性能dsp芯片adsp-bf70x。blackfin处理器系列具有世界领先的功率管理和性能，融合了analogdevices/intel的微信号结构。通过将工业标准接口与高性能的信号处理内核相结合，用户可以快速开发出节省成本的应用装置，而无需昂贵的外部组件；2)在监测采样期内。将传感器间轮流、断性通断电的方式，作为全速运行的功耗优化；3)在非监测期内，关闭处理器所有外设电源并运行休眠模式以降低功耗；4)在多源数据融合期内，关闭所有传感器电源，仅进行数据的集中处理、存储及发送。核心处理单元中的流量算法处理在对所采集通道的数据集、特征级融合，具体而言核心处理模块内嵌数据滤波、卡尔曼融合、快速傅里叶变换等算法，能够将配置标记的通道进行数据融合，形成新的评价指标核心，实现河湖漂浮垃圾的自动识别。

具体的，应用处理单元具有较强的网络适应性，可进行参数交互，压缩、存储，可同时或选择性的工作在无线模块，2g/4g网络下，具体实现方式是内置了无线模块、2g/4g两个通信模组，与电源管理单元通过电流模式的升压型dc-dc转换器fp6291进行连接，天线插件3与终端壳体1通过防水胶固定。

在实际运用中，本实用新型可对河湖漂浮垃圾进行自动识别，并且具有较强的扩展性和适应性，表现在可自供电和快速部署的能力上，同时采用的低功耗系统能够极大降低物联网终端的维护成本，本实用新型的物联网终端可满足不同感知场景的监测需求，更适用于规模化部署。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。