CN111301612A - 一种可搭载多种传感器的多功能型浮标 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可搭载多种传感器的多功能型浮标，包括：数据采集模块、数据传输模块、浮标控制模块、中央控制模块和供电模块；所述数据采集模块和中央控制模块电连接或者通讯连接，中央控制模块和浮标控制模块、数据传输模块模块电连接或者通讯连接，供电模块用于整个浮标的电力支持。本发明的多功能型浮标适用范围广，智能化程度高。从宏观上，可提高水域安全性，减少浮标维修费用；从微观上，本发明不但能实现航运浮标功能，而且也能完成如：水质监测、气象监测、水下测绘等任务；同时，本发明的中央控制模块将采用深度学习算法，更高精度地处理采集数据，做出更符合实际需求的决策规划。

Description

一种可搭载多种传感器的多功能型浮标
技术领域
本发明涉及智能设备设计领域，具体的是一种可搭载多种传感器的多功能型浮标。
背景技术
浮标是一种锚定在指定位置，用以标示航道范围、指示浅滩、碍航物或表示专门用途的水面助航标志。浮标有不同的种类和规格，按布设的水域可分为海上浮标和内河浮标；按浮标用途可分为航运指示浮标、水质监测浮标、气象监测浮标等。这也就造成水域浮标类型繁多且易混乱，维修费用增加等问题。
同时，现有的浮标功能单一，欠缺水质监测、气象监测的功能。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种可搭载多种传感器的多功能型浮标，本发明的多功能型浮标适用范围广，智能化程度高。从宏观上，可提高水域安全性，减少浮标维修费用；从微观上，本发明不但能实现航运浮标功能，而且也能完成如：水质监测、气象监测、水下测绘等任务；
同时，本发明的中央控制模块将采用深度学习算法，更高精度地处理采集数据，做出更符合实际需求的决策规划。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种可搭载多种传感器的多功能型浮标，包括：数据采集模块、数据传输模块、浮标控制模块、中央控制模块和供电模块；
所述数据采集模块和中央控制模块电连接或者通讯连接，中央控制模块和浮标控制模块、数据传输模块模块电连接或者通讯连接，供电模块用于整个浮标的电力支持。
进一步地，所述数据采集模块包括浮标定位模块和数据采集动态调整平台模块。
进一步地，所述浮标定位模块包括GNSS设备、4G/5G设备，浮标定位模块与中央控制模块电连接。
进一步地，所述数据采集动态调整平台模块不设置固定的数据采集设备，属于可变模块，负责搭载各类传感器，例如水质监测传设备、气象数据采集设备、水下地形测量设备。
进一步地，所述浮标控制模块包括运动控制模块和浮标固定模块，运动控制模块有驱动电机和转向电机，负责浮标的前进和转向，浮标固定模块包括滑轮和锚定，通过滑轮控制锚定的上升与下降。
进一步地，所述中央控制模块是基于ARM处理器开发，与浮标定位模块、数据采集动态调整平台模块、运动控制模块电连接或通讯连接，负责浮标的整体控制。
进一步地，所述数据传输模块为4G/5G设备，负责辅助浮标定位和传输浮标采集数据，将采集数据传输至用户终端。
进一步地，所述供电模块包括可充电蓄电池和防水太阳板，用于整个浮标的电力支持。
一种可搭载多种传感器的多功能型浮标的工作方法，包括过程1和过程2，过程1为数据采集模块-中央控制模块-过程2为数据采集模块-中央控制模块-采集数据传输；
所述过程1的工作方法及原理如下：
一、数据采集模块在水域中数据采集；
二、完成步骤一任务，将采集的浮标数据、水下数据传输至中央控制模块，在中央控制模块完成危险系数的计算，并完成危险系数判断；
三、完成步骤二的工作，根据危险系数是否超限，如果未超限则继续保持固定状态，如果已超限则基于模糊控制算法计算浮标运动参数，完成浮标的运动与转向，然后继续步骤一、二，直至危险系数不超限；
四、完成过程1。
本发明的过程2工作方法及原理如下：
一、数据采集模块在水域内数据采集；
二、完成步骤一任务，将采集的数据传输至中央控制模块，再由中央控制模块将采集数据传输至用户终端，以便后期数据处理、浮标监控、水质监测、气象监测、水文监测等工作；
三、完成过程2。
本发明的有益效果：
1、本发明的多功能型浮标适用范围广，智能化程度高。从宏观上，可提高水域安全性，减少浮标维修费用；从微观上，本发明不但能实现航运浮标功能，而且也能完成如：水质监测、气象监测、水下测绘等任务；
2、本发明的中央控制模块将采用深度学习算法，更高精度地处理采集数据，做出更符合实际需求的决策规划。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明整体结构框图；
图2是本发明应用总体设计示意图；
图3是本发明浮标控制流程图；
图4是本发明浮标危险系数计算原理流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种可搭载多种传感器的多功能型浮标，如图1、2和3所示，包括：数据采集模块、数据传输模块、浮标控制模块、中央控制模块和供电模块。
其中，数据采集模块和中央控制模块电连接或者通讯连接，中央控制模块和浮标控制模块、数据传输模块模块电连接或者通讯连接，供电模块用于整个浮标的电力支持。
所述数据采集模块包括浮标定位模块和数据采集动态调整平台模块。浮标定位模块包括GNSS设备、4G/5G设备，浮标定位模块与中央控制模块电连接。数据采集动态调整平台模块不设置固定的数据采集设备，属于可变模块。主要负责搭载各类传感器，Sensor1、Sensor2、Sensor3等，例如水质监测传设备、气象数据采集设备、水下地形测量设备等。
所述数据传输模块主要为4G/5G设备，负责辅助浮标定位和传输浮标采集数据，将采集数据传输至用户终端。
所述浮标控制模块主要包括运动控制模块和浮标固定模块。运动控制模块主要有驱动电机和转向电机，负责浮标的前进和转向。浮标固定模块主要以锚定为主，通过滑轮控制锚定的上升与下降。
所述中央控制模块是基于ARM处理器开发，与浮标定位模块、数据采集动态调整平台模块、运动控制模块电连接或通讯连接，主要负责浮标的整体控制。
所述供电模块主要包括可充电蓄电池和防水太阳板组成，用于整个浮标的电力支持。
如图1和2所示，本发明采用一种独立分模块化并行运作模式，分为过程1和过程2。其中，过程1为数据采集模块-中央控制模块-浮标控制模块，过程2为数据采集模块-中央控制模块-采集数据传输。
如图3、4所示：
本发明的过程1的工作方法及原理如下：
一、数据采集模块在水域中数据采集；
二、完成步骤一任务，将采集的浮标数据、水下数据传输至中央控制模块。在中央控制模块完成危险系数的计算，并完成危险系数判断；
三、完成步骤二的工作，根据危险系数是否超限，如果未超限则继续保持固定状态，如果已超限则基于模糊控制算法计算浮标运动参数，完成浮标的运动与转向，然后继续步骤一、二，直至危险系数不超限；
四、完成过程1。
本发明的过程2工作方法及原理如下：
一、数据采集模块在水域内数据采集；
二、完成步骤一任务，将采集的数据传输至中央控制模块，再由中央控制模块将采集数据传输至用户终端，以便后期数据处理、浮标监控、水质监测、气象监测、水文监测等工作。
三、完成过程2。
本发明的多功能型浮标适用范围广，智能化程度高。从宏观上，可提高水域安全性，减少浮标维修费用；从微观上，本发明不但能实现航运浮标功能，而且也能完成如：水质监测、气象监测、水下测绘等任务。
同时，本发明的中央控制模块将采用深度学习算法，更高精度地处理采集数据，做出更符合实际需求的决策规划。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种可搭载多种传感器的多功能型浮标，其特征在于，包括：数据采集模块、数据传输模块、浮标控制模块、中央控制模块和供电模块；
所述数据采集模块和中央控制模块电连接或者通讯连接，中央控制模块和浮标控制模块、数据传输模块模块电连接或者通讯连接，供电模块用于整个浮标的电力支持。
2.根据权利要求1所述的一种可搭载多种传感器的多功能型浮标，其特征在于，所述数据采集模块包括浮标定位模块和数据采集动态调整平台模块。
3.根据权利要求2所述的一种可搭载多种传感器的多功能型浮标，其特征在于，所述浮标定位模块包括GNSS设备、4G/5G设备，浮标定位模块与中央控制模块电连接。
4.根据权利要求2所述的一种可搭载多种传感器的多功能型浮标，其特征在于，所述数据采集动态调整平台模块不设置固定的数据采集设备，属于可变模块，负责搭载各类传感器，例如水质监测传设备、气象数据采集设备、水下地形测量设备。
5.根据权利要求1所述的一种可搭载多种传感器的多功能型浮标，其特征在于，所述浮标控制模块包括运动控制模块和浮标固定模块，运动控制模块有驱动电机和转向电机，负责浮标的前进和转向，浮标固定模块包括滑轮和锚定，通过滑轮控制锚定的上升与下降。
6.根据权利要求3所述的一种可搭载多种传感器的多功能型浮标，其特征在于，所述中央控制模块是基于ARM处理器开发，与浮标定位模块、数据采集动态调整平台模块、运动控制模块电连接或通讯连接，负责浮标的整体控制。
7.根据权利要求1所述的一种可搭载多种传感器的多功能型浮标，其特征在于，所述数据传输模块为4G/5G设备，负责辅助浮标定位和传输浮标采集数据，将采集数据传输至用户终端。
8.根据权利要求1所述的一种可搭载多种传感器的多功能型浮标，其特征在于，所述供电模块包括可充电蓄电池和防水太阳板，用于整个浮标的电力支持。
9.根据权利要求1所述的一种可搭载多种传感器的多功能型浮标的工作方法，其特征在于，包括过程1和过程2，过程1为数据采集模块-中央控制模块-过程2为数据采集模块-中央控制模块-采集数据传输；
所述过程1的工作方法及原理如下：
一、数据采集模块在水域中数据采集；
二、完成步骤一任务，将采集的浮标数据、水下数据传输至中央控制模块，在中央控制模块完成危险系数的计算，并完成危险系数判断；
三、完成步骤二的工作，根据危险系数是否超限，如果未超限则继续保持固定状态，如果已超限则基于模糊控制算法计算浮标运动参数，完成浮标的运动与转向，然后继续步骤一、二，直至危险系数不超限；
四、完成过程1。
本发明的过程2工作方法及原理如下：
一、数据采集模块在水域内数据采集；
二、完成步骤一任务，将采集的数据传输至中央控制模块，再由中央控制模块将采集数据传输至用户终端，以便后期数据处理、浮标监控、水质监测、气象监测、水文监测等工作；
三、完成过程2。
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CB03 Change of inventor or designer information
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

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