一種港口流域水況監(jiān)測與分析裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及港口碼頭安全特別是港口流域水流安全監(jiān)測領(lǐng)域，具體而言涉及一種 港口流域水況監(jiān)測與分析裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 港口的數(shù)字化監(jiān)控和管理已經(jīng)成為各個(gè)港口建設(shè)和安全保障的重要問題。特別是 在2000年以后，作為航運(yùn)樞紐的港口業(yè)務(wù)迅速發(fā)展，無論是內(nèi)陸還是進(jìn)口剛都承擔(dān)著大容 量、超大容量的貨運(yùn)吞吐量，因此，對于保障船只停泊和施工安全、保障貨物安全，提高安全 生產(chǎn)水平的現(xiàn)實(shí)需求提出了越來越高的要求。
[0003] 在現(xiàn)場的安全監(jiān)控和預(yù)警方面，一直都是港口建設(shè)的薄弱環(huán)節(jié)。隨著技術(shù)的發(fā)展， 近年來在一些港口上安裝了基于視頻識別和監(jiān)控的系統(tǒng)，但這樣的系統(tǒng)布設(shè)成本高、數(shù)據(jù) 的處理量大、傳輸數(shù)據(jù)多（導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸慢），而且容易受到水域的天氣和環(huán)境特殊情況，例 如大霧、雨雪等天氣因素，造成圖像識別上的誤判。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種港口流域水況監(jiān)測與分析裝置，通過對港口碼頭水域水 況環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測與合理分析，為港口碼頭的安全運(yùn)營提供決策支持。
[0005] 本發(fā)明的上述目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征實(shí)現(xiàn)，從屬權(quán)利要求以另選或有 利的方式發(fā)展獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征。
[0006] 為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提出一種港口流域水況監(jiān)測與分析裝置，該裝置成一箱 柱式結(jié)構(gòu)，包括箱體、設(shè)置在箱體內(nèi)部腔體中的信號處理模塊、設(shè)置在箱體下方并的現(xiàn)場港 口水域水流速度監(jiān)測模塊與現(xiàn)場港口水域水流方向監(jiān)測模塊，以及顯示與控制模塊，其中：
[0007] 所述箱體，構(gòu)造成方形并定義了所述的內(nèi)部腔體，該箱體的左右兩側(cè)對應(yīng)地設(shè)置 有箱體左側(cè)浮球、箱體右側(cè)浮球、箱體左浮球環(huán)形掛鉤、箱體右浮球環(huán)形掛鉤，箱體左側(cè)浮 球經(jīng)由箱體左浮球環(huán)形掛鉤連接到箱體，箱體右側(cè)浮球經(jīng)由箱體右浮球環(huán)形掛鉤連接到箱 體，箱體內(nèi)的信號處理模塊通過線路連接到現(xiàn)場港口水域水流速度監(jiān)測模塊與現(xiàn)場港口水 域水流方向監(jiān)測模塊，在箱體的上方位置還設(shè)置有GSM信號增強(qiáng)天線；
[0008] 現(xiàn)場港口水域水流速度監(jiān)測模塊，包括水流速度傳感器，被設(shè)置用于在該港口流 域水況監(jiān)測與分析裝置置于港口水域時(shí)監(jiān)測水流速度信息；
[0009] 現(xiàn)場港口水域水流方向監(jiān)測模塊，包括水流方向傳感器，被設(shè)置用于在該港口流 域水況監(jiān)測與分析裝置置于港口水域時(shí)監(jiān)測水流方向信息；
[0010]所述信號處理模塊包括微處理器、水流速度模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、水流方向模數(shù)轉(zhuǎn)換模 塊、信號傳輸和定位模塊以及供電模塊，微處理器與水流速度模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、水流方向模數(shù) 轉(zhuǎn)換模塊、信號傳輸和定位模塊連接，并控制其運(yùn)行，其中：供電模塊用于為微處理器、信號 傳輸模塊、現(xiàn)場港口水域水流速度監(jiān)測模塊、現(xiàn)場港口水域水流方向監(jiān)測模塊、水流速度模 數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、水流方向模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊提供各種電壓供應(yīng);信號傳輸與定位模塊與微處理器 相連，該信號傳輸與定位模塊在微處理器的控制下通過無線發(fā)射向外界通過移動基站傳輸 編碼信息、短信信息，實(shí)現(xiàn)與云端服務(wù)器和遠(yuǎn)程監(jiān)測客戶端的通信，同時(shí)該信號傳輸與定位 模塊作為當(dāng)前地理位置信息及時(shí)間采集模塊，通過微處理器發(fā)送指令以一定時(shí)間間隔實(shí)時(shí) 獲取衛(wèi)星廣播信息，微處理器將獲取的衛(wèi)星信息解碼獲取當(dāng)前裝置經(jīng)煒度、時(shí)間信息，并向 外界傳輸，以確保港口流域水況監(jiān)測與分析裝置的時(shí)間校準(zhǔn)和精確定位;水流速度模數(shù)轉(zhuǎn) 換模塊與微處理器相連，用以對現(xiàn)場港口水域水流速度監(jiān)測模塊采集到的水流速度信號進(jìn) 行電壓數(shù)值轉(zhuǎn)換;水流方向模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與微處理器相連，用以對現(xiàn)場港口水域水流方向 監(jiān)測模塊監(jiān)測到的水流方向進(jìn)行電壓數(shù)值轉(zhuǎn)換;所述的微處理器還被設(shè)置用于根據(jù)水流速 度、水流方向以及地理位置及時(shí)間信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理；
[0011]所述顯示與控制模塊設(shè)置在所述箱體的上部的外表面位置，該顯示與控制模塊包 括:GSM天線嵌套模塊、顯示模塊、操作面板、指示燈組合，其中：顯示模塊被設(shè)置由微處理器 控制顯示現(xiàn)場港口水域水流速度監(jiān)測模塊和現(xiàn)場港口水域水流方向監(jiān)測模塊采集的港口 水況指標(biāo)信息，并將這些信息實(shí)時(shí)顯示；操作面板上設(shè)置有用于控制電源通斷的電源啟動 按鈕和用于控制數(shù)據(jù)清理的設(shè)備清零按鈕，所述指示燈組合包括電源指示燈、水流速度傳 感器工作指示燈、水流方向傳感器工作指示燈。
[0012] 進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述箱體的下方設(shè)置有錐形出線口以及箱體左側(cè)固定環(huán)、箱 體右側(cè)固定環(huán)，錐形出線口為箱體的出線口，一連接桿分別連接該錐形出線口與所述的現(xiàn) 場港口水域水流速度監(jiān)測模塊與現(xiàn)場港口水域水流方向監(jiān)測模塊，使得現(xiàn)場港口水域水流 速度監(jiān)測模塊與現(xiàn)場港口水域水流方向監(jiān)測模塊的線路可經(jīng)過連接桿和出線口進(jìn)入到箱 體內(nèi)部連接到信號處理模塊，所述箱體左側(cè)固定環(huán)與箱體右側(cè)固定環(huán)分別固定在箱體下方 的左側(cè)和右側(cè)位置，用于與所述連接桿通過半圓環(huán)連接，使得連接桿的正常工作，尤其是在 水流較大的區(qū)域。
[0013] 進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述連接桿為可伸縮連接桿。
[0014] 進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述信號傳輸和定位模塊包括通信電路和定位電路，分別用 于實(shí)現(xiàn)通過移動通信基站發(fā)射信息和定點(diǎn)定位功能，所述GSM信號增強(qiáng)天線為信號傳輸和 定位模塊的增強(qiáng)天線，用于增強(qiáng)通信電路的信號強(qiáng)度，信號增強(qiáng)天線具有開口，其開口位置 為箱體的上表面，所述GSM天線嵌套模塊位于GSM信號增強(qiáng)天線的嵌套位置，其開口大小根 據(jù)所使用的GSM信號增強(qiáng)天線的尺寸確定。
[0015] 進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述現(xiàn)場港口水域水流速度監(jiān)測模塊，用來接收檢測設(shè)備現(xiàn) 場水流的速度信息，并在微處理器的控制下將上述水流速度信息通過信號傳輸和定位模塊 發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器、以及通過顯示模塊顯示當(dāng)前港口水流速度數(shù)據(jù)。
[0016] 進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述現(xiàn)場港口水域水流方向監(jiān)測模塊，用來接收檢測設(shè)備現(xiàn) 場水流的方向信息，并在微處理器的控制下將上述水流方向信息通過信號傳輸和定位模塊 發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器、以及通過顯示模塊顯示當(dāng)前港口水流方向數(shù)據(jù)。
[0017] 進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述的微處理器控制水流速度模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、水流方向模數(shù) 轉(zhuǎn)換模塊、信號傳輸和定位模塊的運(yùn)行，并被設(shè)置用于根據(jù)水流速度、水流方向以及地理位 置及時(shí)間信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，具體包括：
[0018] 步驟S01:微處理器控制采集港口水域的環(huán)境變量相關(guān)信息，包括水流速度和水流 方向，采集周期為t1;
[0019] 步驟S02:控制將獲取到的水流傳感器和水流方向傳感器采集到的電壓信號轉(zhuǎn)換 為0或1形式的數(shù)值信號aii和a2i;
[0020] 步驟S03:對數(shù)據(jù)進(jìn)行一階累階處理，微處理器讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的0或1數(shù) 值信號，按照時(shí)間周期t〇對水流傳感器采集的水流速度信息進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和水 i=-0 流方向傳感器采集的水流方向信息進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì);
[0021 ]步驟S04:獲取數(shù)據(jù)集合，以統(tǒng)計(jì)周期為時(shí)間周期獲取數(shù)據(jù)序列f個(gè)數(shù)據(jù)集 % 合為/^-[/丨(【)，/丨(2)，--.，/丨(")}; i0 i0 if)' ；
[0022] 步驟S05:對數(shù)據(jù)進(jìn)行均值濾波處理，提取數(shù)據(jù)集合F中的最大值MAXF=MAX(F)，提 取F中的最小值MINF=MIN(F)，并求取集合的濾波均值：
[0023] ±.ty) - MAXF-MINF MEANF = - N-2
[0024]步驟S06:微處理器讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的均值濾波數(shù)值信號MEANF，將數(shù)以設(shè)定的 時(shí)間間隔將信息發(fā)送到顯示模塊，以及通過信號傳輸和定位模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程信息傳輸發(fā)送到 遠(yuǎn)程服務(wù)器。
[0025]應(yīng)當(dāng)理解，前述構(gòu)思以及在下面更加詳細(xì)地描述的額外構(gòu)思的所有組合只要在這 樣的構(gòu)思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的發(fā)明主題的一部分。另外，所要求保 護(hù)的主題的所有組合都被視為本公開的發(fā)明主題的一部分。
[0026] 結(jié)合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本發(fā)明教導(dǎo)的前述和其他方面、實(shí) 施例和特征。本發(fā)明的其他附加方面例如示例性實(shí)施方式的特征和/或有益效果將在下面 的描述中顯見，或通過根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的【具體實(shí)施方式】的實(shí)踐中得知。
【附圖說明】
[0027] 附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個(gè)圖中示出的每個(gè)相同或近似相同的組 成部分可以用