CN113949162A - 一种基于北斗卫星的岛礁监测***及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于北斗卫星的岛礁监测***及其监测方法，具体岛礁监测***领域，包括前端设备、无人机***、供电***、监视***以及监测室。通过利用无人机采集环境信息，并对岛礁进行多方位拍摄采集，再利用4G网络将采集的信息传输给控制***，中央处理器对数据进行分析处理，并储存在储存模块中，这时监测室对采集的数据进行对比、分析、绘图，即建立模型，而监测室利用监视***的监控设备对岛礁进行实时监控，使得数据更加精准，监测效果更好，有利于建立模型进行分析预测。

Description

一种基于北斗卫星的岛礁监测***及其监测方法

技术领域

本发明涉及岛礁监测***领域，更具体地说，本发明涉及一种基于北斗卫星的岛礁监测***及其监测方法。

背景技术

海岛礁是人类探索和利用海洋的非常重要的支点 ,研究和认识岛礁生态***的变化特征与规律是发展海洋经济、有效开发海域资源、保护海洋环境的关键要素之一，较为封闭的岛礁的生态***需要在生态保护的过程中被特殊对待，要严禁对岛礁生态***的人为破坏。现阶段，基于北斗***的互联终端广泛应用于车载、船载导航、公安、电力、金融、城市管理、测绘等重要民用及军事领域，北斗三号***更是提供了全球化的高效导航、精准定位和卫星通信服务；

目前，现有的用于岛礁的监测***，大多数都是使用单一的摄像头对岛礁进行延时拍摄，随后进行算法处理，这样会使得到的数据不够精准，进而使得监测效果不好，不利于建立模型进行分析预测。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于北斗卫星的岛礁监测***及其监测方法，本发明所要解决的技术问题是：目前，现有的用于岛礁的监测***，大多数都是使用单一的摄像头对岛礁进行延时拍摄，随后进行算法处理，这样会使得到的数据不够精准，进而使得监测效果不好，不利于建立模型进行分析预测。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于北斗卫星的岛礁监测***及其监测方法，包括前端设备、无人机***、供电***、监视***以及监测室，所述前端设备、无人机***、监视***均通过4G网络与监测室建立网络连接，所述监测室包括控制***，同时供电***与控制***电连接，所述控制***包括中央处理器、储存模块，所述前端设备包括北斗卫星、通信基站，所述北斗卫星包括北斗定位模块、红外传感器，所述无人机***，包括：无人机本体，所述无人机本体的底部固定连接有信息采集箱，所述信息采集箱的右侧固定连接有放置壳，所述放置壳内腔的左侧固定连接有电机，所述电机的右侧设置有方形块，所述方形块的表面套设有圆槽块，所述方形块的内腔转动连接有转动块一，所述转动块一的左端延伸至方形块的外侧并与电机固定连接，所述转动块一的右端延伸至圆槽块的内腔，所述转动块一的内腔转动连接有长杆，所述长杆的表面套接有两个固定块，所述长杆的前端固定连接有圆块，所述圆块的表面固定连接有转动块二，所述转动块二远离圆块的一端延伸至圆槽块的内腔，所述放置壳内腔的左侧固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的数量为四个，四个电动伸缩杆的输出端均与圆槽块固定连接，所述固定块的右侧固定连接有放置板，所述放置板的右侧固定连接有探测头。

在一个优选地实施方式中，所述放置壳内腔的左侧固定连接有L形块，所述L形块的数量为四个，四个L形块的一端均与方形块固定连接。

在一个优选地实施方式中，所述方形块的外壁开设有四个滑槽，所述滑槽的内腔滑动连接有滑块，滑块的一侧与圆槽块固定连接。

在一个优选地实施方式中，所述圆槽块的内腔设置有四个限位板，四个限位板的一侧均与方形块固定连接。

在一个优选地实施方式中，所述无人机本体底部的右侧固定连接有照明灯，所述照明灯的数量为五个，五个照明灯呈弧形分布。

在一个优选地实施方式中，所述信息采集箱的正表面开设有箱门，所述箱门的正表面固定连接有把手。

在一个优选地实施方式中，所述无人机本体的两侧均固定连接有支撑腿，所述支撑腿呈三十五度设置。

在一个优选地实施方式中，所述供电***包括太阳能发电板、太阳能控制器、储电模块，所述太阳能发电板的两端分别与太阳能控制器的正极、负极电连接，所述太阳能控制器的正极、负极分别与储电模块的正极、负极电连接。所述供电***还包括逆变器，所述储电模块与显示屏电连接。所述供电***还包括显示屏、电量显示模块，所述逆变器的两端分别与储电模块的正极、负极电连接，所述电量显示模块与显示屏电连接。

在一个优选地实施方式中，所述监视***包括监控设备，所述监控设备的数量设有若干个，同时分别编号为1、2、3......N，所述监控设备均通过4G网络与监测室网络连接。

该***的监测方法包括如下步骤：

S1：安装好前端设备，组装好无人机***，将供电***电连接好，并将供电***、监视***、无人机***、前端设备与监测室通过4G网络建立网络连接；

S2：启动无人机本体，当无人机本体飞升时，启动电动伸缩杆，电动伸缩杆的输出端带动圆槽块向左移动，圆槽块在向移动时带动转动块二进行角度调节，转动块二在角度调节时，带动圆块进行旋转，圆块在旋转时带动长杆进行旋转，长杆带动固定块进行角度调节，固定块在角度调节时带动放置板进行角度调节，放置板带动探测头进行角度调节，探测头在调节到一定角度时，启动电机，电机的输出轴带动转动块一进行旋转，转动块一在旋转时带动长杆、固定块和圆块进行旋转，圆块在旋转时使得转动块二在圆槽块的内腔中滑动，固定块在旋转时带动放置板进行旋转，从而使得探测头进行旋转，进而使得探测头拍摄采集的范围更广，无人机本体在飞行时信息采集箱将会采集温度、湿度、气压以及风量的信息，并通过4G网络传输给监测室的控制***；

S3：信息采集箱利用4G网络将采集的信息传输给控制***，中央处理器对数据进行分析处理，并储存在储存模块中；

S4：监测室对采集的数据进行对比、分析、绘图，即建立模型；

S5：监测室利用监视***的监控设备对岛礁进行实时监控。

本发明的技术效果和优点：

1、通过监测室操纵无人机***中的无人机机体进行飞行，利用无人机采集环境信息，对岛礁进行多方位拍摄采集，并利用4G网络将采集的信息传输给控制***，中央处理器对数据进行分析处理，并储存在储存模块中，这时监测室对采集的数据进行对比、分析、绘图，即建立模型，而监测室利用监视***的监控设备对岛礁进行实时监控，使得数据更加精准，监测效果更好，有利于建立模型进行分析预测；并且使用时，利用太阳能发电板将太阳能转化为电能储存在储电模块中，而利用逆变器将电流转换成交流电进行供电使用，解决了大面积供电需求；

2、通过电机、圆槽块、转动块一、长杆、固定块、圆块、转动块二和电动伸缩杆的配合使用，起到了对探测头进行调节的作用，使得该无人机***，具备角度调节的优点；

3、在实际使用过程中，无人机本体可以利用探测头的多角度调节功能对地形进行多方位拍摄采集，使得采集的图像范围更广，同时在夜间进行工作时，无人机本体可以通过照明灯对探测头进行补光，使得拍摄出的图像更加清晰，操作简单，省时省力，便于使用者使用，解决了使用者在勘测地形时，需要将摄像头固定在无人机上，无人机在高空观测时，由于摄像头的位置单一，使用者需要多次操作无人机对拍摄的角度进行调节，为此来提供更加全面的图像，操作复杂，费时费力，不便于使用者使用的问题。

附图说明

图1为本发明***原理框图；

图2为本申请中无人机***的结构示意图；

图3为为本申请中无人机***的仰视图；

图4为无人机***中放置壳的立体结构拆分示意图；

图5为无人机***局部结构立体示意图；

图6为无人机***中圆槽块的立体结构示意图；

图7为本发明监测室与监视***连接框图；

图8为本发明监测室与供电***连接框图；

附图标记为：1、前端设备；11、通信基站；12、北斗卫星；2、监测室；21、控制***；211、中央处理器；212、储存模块；3、无人机***；31、无人机本体；32、信息采集箱；33、放置壳；34、电机；35、方形块；36、圆槽块；37、转动块一；38、长杆；39、固定块；310、圆块；311、转动块二；312、电动伸缩杆；313、放置板；314、探测头；315、L形块；316、滑槽；317、限位板；318、照明灯；319、箱门；320、支撑腿；4、供电***；41、太阳能发电板；42、太阳能控制器；43、逆变器；44、储电模块；45、显示屏；46、电量显示模块；5、监视***；51、监控设备。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多示例实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的示例实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

实施例

如图1-5所示，实施方式具体为：本发明提供了一种基于北斗卫星的岛礁监测***及其监测方法，包括前端设备1、无人机***3、供电***4、监视***5以及监测室2，前端设备1、无人机***3、监视***5均通过4G网络与监测室2建立网络连接，监测室2包括控制***21，同时供电***4与控制***21电连接，控制***21包括中央处理器211、储存模块212，前端设备1包括北斗卫星12、通信基站11，北斗卫星12包括北斗定位模块、红外传感器。

所述无人机***3，包括：无人机本体31，无人机本体31的两侧均固定连接有支撑腿320，支撑腿320呈三十五度设置，无人机本体31的底部固定连接有信息采集箱32，信息采集箱32的正表面开设有箱门319，箱门319的正表面固定连接有把手。

进一步的，信息采集箱32的右侧固定连接有放置壳33，放置壳33内腔的左侧固定连接有电机34，电机34的右侧设置有方形块35，放置壳33内腔的左侧固定连接有L形块315，L形块315的数量为四个，四个L形块315的一端均与方形块35固定连接，通过L形块315对方形块35起到辅助固定的效果，方形块35的表面套设有圆槽块36，方形块35的内腔转动连接有转动块一37，转动块一37的左端延伸至方形块35的外侧并与电机34固定连接，转动块一37的右端延伸至圆槽块36的内腔，转动块一37的内腔转动连接有长杆38，长杆38的表面套接有两个固定块39，长杆38的前端固定连接有圆块310，圆块310的表面固定连接有转动块二311，转动块二311远离圆块310的一端延伸至圆槽块36的内腔，放置壳33内腔的左侧固定连接有电动伸缩杆312，电动伸缩杆312的数量为四个，四个电动伸缩杆312的输出端均与圆槽块36固定连接，固定块39的右侧固定连接有放置板313，放置板313的右侧固定连接有探测头314。

具体的，方形块35的外壁开设有四个滑槽316，滑槽316的内腔滑动连接有滑块，滑块的一侧与圆槽块36固定连接。

本实施例中：通过滑槽316和滑块的配合使用，起到了对圆槽块36进行限位的作用，提高了圆槽块36在移动时的稳定性。

具体的，圆槽块36的内腔设置有四个限位板317，四个限位板317均与方形块35固定连接。

本实施例中：通过限位板317的设置，起到了对圆槽块36进行限位的作用，防止圆槽块36移动出方形块35的表面，从而导致装置无法运行。

具体的，无人机本体31底部的右侧固定连接有照明灯318，照明灯318的数量为五个，五个照明灯318呈弧形分布。

本实施例中：通过照明灯318的设置，起到了起到了对探测头314进行补光的作用，使得探测头314在夜间工作时，采集到的信息图像更加清晰。

本实施例中：监视***5包括监控设备51，监控设备51的数量设有若干个，同时分别编号为1、2、3......N，监控设备51均通过4G网络与监测室2网络连接，使用时利用无人机机体31上环境采集端331的传感器332，即温度传感器3321、湿度传感器3322、气压传感器3323、风量传感器3324采集环境信息，与此同时，利用图片采集端333的摄像头3331，对岛礁进行多方位拍摄采集，那么无人机机体31利用4G网络将采集的信息传输给控制***21，中央处理器211对数据进行分析处理，并储存在储存模块212中，监测室2对采集的数据进行对比、分析、绘图，即建立模型；而监测室2利用监视***5的监控设备51对岛礁进行实时监控，此设计使得数据更加精准，监测效果更好，有利于建立模型进行分析预测；

本实施例中：供电***4包括太阳能发电板41、太阳能控制器42、储电模块44，太阳能发电板41的两端分别与太阳能控制器42的正极、负极电连接，太阳能控制器42的正极、负极分别与储电模块44的正极、负极电连接；供电***4还包括逆变器43，储电模块44与显示屏45电连接；供电***4还包括显示屏45、电量显示模块46，逆变器43的两端分别与储电模块44的正极、负极电连接，电量显示模块46与显示屏45电连接，此设计利用太阳能发电板41将太阳能转化为电能储存在储电模块44中，而利用逆变器43将电流转换成交流电进行供电使用，解决了大面积供电需求。

该***的监测方法包括如下步骤：

S1：安装好前端设备1，组装好无人机***3，将供电***4电连接好，并将供电***4、监视***5、无人机***3、前端设备1与监测室2通过4G网络建立网络连接；

S2：启动无人机本体31，当无人机本体31飞升时，启动电动伸缩杆312，电动伸缩杆312的输出端带动圆槽块36向左移动，圆槽块36在向移动时带动转动块二311进行角度调节，转动块二311在角度调节时，带动圆块310进行旋转，圆块310在旋转时带动长杆38进行旋转，长杆38带动固定块39进行角度调节，固定块39在角度调节时带动放置板313进行角度调节，放置板313带动探测头314进行角度调节，探测头314在调节到一定角度时，启动电机34，电机34的输出轴带动转动块一37进行旋转，转动块一37在旋转时带动长杆38、固定块39和圆块310进行旋转，圆块310在旋转时使得转动块二311在圆槽块36的内腔中滑动，固定块39在旋转时带动放置板313进行旋转，从而使得探测头314进行旋转，进而使得探测头314拍摄采集的范围更广，无人机本体31在飞行时信息采集箱32将会采集温度、湿度、气压以及风量等信息，并通过4G网络传输给监测室的控制***；

S3：信息采集箱32利用4G网络将采集的信息传输给控制***21，中央处理器211对数据进行分析处理，并储存在储存模块212中；

S4：监测室2对采集的数据进行对比、分析、绘图，即建立模型；

S5：监测室2利用监视***5的监控设备51对岛礁进行实时监控。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于北斗卫星的岛礁监测***，包括前端设备（1）、无人机***（3）、供电***（4）、监视***（5）以及监测室（2），其特征在于：所述前端设备（1）、无人机***（3）、监视***（5）均通过4G网络与监测室（2）建立网络连接，所述监测室（2）包括控制***（21），同时供电***（4）与控制***（21）电连接，所述控制***（21）包括中央处理器（211）、储存模块（212），所述前端设备（1）包括北斗卫星（12）、通信基站（11），所述北斗卫星（12）包括北斗定位模块、红外传感器；

所述无人机***（3），包括：无人机本体（31），所述无人机本体（31）的底部固定连接有信息采集箱（32），所述信息采集箱（32）的右侧固定连接有放置壳（33），所述放置壳（33）内腔的左侧固定连接有电机（34），所述电机（34）的右侧设置有方形块（35），所述方形块（35）的表面套设有圆槽块（36），所述方形块（35）的内腔转动连接有转动块一（37），所述转动块一（37）的左端延伸至方形块（35）的外侧并与电机（34）固定连接，所述转动块一（37）的右端延伸至圆槽块（36）的内腔，所述转动块一（37）的内腔转动连接有长杆（38），所述长杆（38）的表面套接有两个固定块（39），所述长杆（38）的前端固定连接有圆块（310），所述圆块（310）的表面固定连接有转动块二（311），所述转动块二（311）远离圆块（310）的一端延伸至圆槽块（36）的内腔，所述放置壳（33）内腔的左侧固定连接有电动伸缩杆（312），所述电动伸缩杆（312）的数量为四个，四个电动伸缩杆（312）的输出端均与圆槽块（36）固定连接，所述固定块（39）的右侧固定连接有放置板（313），所述放置板（313）的右侧固定连接有探测头（314）。

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的岛礁监测***，其特征在于：所述放置壳（33）内腔的左侧固定连接有L形块（315），所述L形块（315）的数量为四个，四个L形块（315）的一端均与方形块（35）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的岛礁监测***，其特征在于：所述方形块（35）的外壁开设有四个滑槽（316），所述滑槽（316）的内腔滑动连接有滑块，滑块的一侧与圆槽块（36）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的岛礁监测***，其特征在于：所述圆槽块（36）的内腔设置有四个限位板（317），四个限位板（317）的一侧均与方形块（35）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的岛礁监测***，其特征在于：所述无人机本体（31）底部的右侧固定连接有照明灯（318），所述照明灯（318）的数量为五个，五个照明灯（318）呈弧形分布。

6.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的岛礁监测***，其特征在于：所述信息采集箱（32）的正表面开设有箱门（319），所述箱门（319）的正表面固定连接有把手。

7.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的岛礁监测***，其特征在于：所述无人机本体（31）的两侧均固定连接有支撑腿（320），所述支撑腿（320）呈三十五度设置。

8.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的岛礁监测***，其特征在于：所述供电***（4）包括太阳能发电板（41）、太阳能控制器（42）、储电模块（44），所述太阳能发电板（41）的两端分别与太阳能控制器（42）的正极、负极电连接，所述太阳能控制器（42）的正极、负极分别与储电模块（44）的正极、负极电连接；

所述供电***（4）还包括逆变器（43），所述储电模块（44）与显示屏（45）电连接；

所述供电***（4）还包括显示屏（45）、电量显示模块（46），所述逆变器（43）的两端分别与储电模块（44）的正极、负极电连接，所述电量显示模块（46）与显示屏（45）电连接。

9.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的岛礁监测***及其监测方法，其特征在于：所述监视***（5）包括监控设备（51），所述监控设备（51）的数量设有若干个，同时分别编号为1、2、3......N，所述监控设备（51）均通过4G网络与监测室（2）网络连接。

10.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的岛礁监测***，该***的监测方法包括如下步骤：

S1：安装好前端设备（1），组装好无人机***（3），将供电***（4）电连接好，并将供电***（4）、监视***（5）、无人机***（3）、前端设备（1）与监测室（2）通过4G网络建立网络连接；

S2：启动无人机本体（31），当无人机本体（31）飞升时，启动电动伸缩杆（312），电动伸缩杆（312）的输出端带动圆槽块（36）向左移动，圆槽块（36）在向移动时带动转动块二（311）进行角度调节，转动块二（311）在角度调节时，带动圆块（310）进行旋转，圆块（310）在旋转时带动长杆（38）进行旋转，长杆（38）带动固定块（39）进行角度调节，固定块（39）在角度调节时带动放置板（313）进行角度调节，放置板（313）带动探测头（314）进行角度调节，探测头（314）在调节到一定角度时，启动电机（34），电机（34）的输出轴带动转动块一（37）进行旋转，转动块一（37）在旋转时带动长杆（38）、固定块（39）和圆块（310）进行旋转，圆块（310）在旋转时使得转动块二（311）在圆槽块（36）的内腔中滑动，固定块（39）在旋转时带动放置板（313）进行旋转，从而使得探测头（314）进行旋转，进而使得探测头（314）拍摄采集的范围更广，无人机本体（31）在飞行时信息采集箱（32）将会采集温度、湿度、气压以及风量的信息，并通过4G网络传输给监测室（2）的控制***（21）；

S3：信息采集箱（32）利用4G网络将采集的信息传输给控制***（21），中央处理器（211）对数据进行分析处理，并储存在储存模块（212）中；

S4：监测室（2）对采集的数据进行对比、分析、绘图，即建立模型；

S5：监测室（2）利用监视***（5）的监控设备（51）对岛礁进行实时监控。

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