CN210578653U - 一种河道监测*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型的实施例提供一种河道监测***，包括数据采集箱以及与所述数据采集箱通信连接的监控中心；其中，所述数据采集箱包括远程终端单元RTU、水质信息采集器和水文信息采集器；所述RTU包括控制器，与所述控制器通信连接的窄带物联网NB‑IoT通信模块以及长期演进LTE通信模块；所述水质信息采集器和所述水文信息采集器与所述控制器通信连接。本实用新型的方案将NB‑IOT技术、北斗短报文通信技术、4G通信技术应用到河长制***中，并创新地实现几种技术通过监测网络状态实现自动切换。确保河道数据信息能准确完整的上报至云平台。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信网络技术领域，特别是指一种河道监测***。
背景技术
根据国家“河长制”的管理制度，实现对河道水位、水流速、水质、河岸塌方等问题进行安全防护预警是现阶段非常紧迫的事情，然而目前河长制多是采用人工寻河，即使提出一些河道监测***也无法满足对河道相关信息的全方位实时闭环的监控。
现有技术中，监测不全面，数据传输的可靠性低，且网络建设成本高。
实用新型内容
本实用新型提供了一种河道监测***。将NB-IOT技术、北斗短报文通信技术、4G通信技术应用到河长制***中，并创新地实现几种技术通过监测网络状态实现自动切换。确保河道数据信息能准确完整的上报至云平台。
为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供如下方案：
一种河道监测***，包括：数据采集箱以及与所述数据采集箱通信连接的监控中心；
其中，所述数据采集箱包括远程终端单元RTU、水质信息采集器和水文信息采集器；
所述RTU包括控制器，与所述控制器通信连接的窄带物联网NB-IoT通信模块以及长期演进LTE通信模块；
所述水质信息采集器和所述水文信息采集器与所述控制器通信连接。
可选的，所述数据采集箱还包括：与所述控制器通信连接的北斗传输模块。
可选的，所述数据采集箱还包括：通过第一通信接口与所述控制器连接的交换机。
可选的，河道监测***还包括：与所述交换机连接的至少一摄像头。
可选的，所述第一通信接口为RJ45接口。
可选的，所述水质信息采集器和所述水文信息采集器通过第二通信接口与所述控制器连接。
可选的，所述第二通信接口为RS485接口。
可选的，与所述控制器连接的雨量传感器。
可选的，所述雨量传感器为翻斗式雨量传感器。
可选的，河道监测***，还可以包括：与所述水质信息采集器连接的水质传感器，与所述水文信息采集器连接的水文传感器。
本实用新型的上述方案至少包括以下有益效果：
本实用新型的上述方案，一种河道监测***，包括：数据采集箱以及与所述数据采集箱通信连接的监控中心；其中，所述数据采集箱包括远程终端单元RTU、水质信息采集器和水文信息采集器；所述RTU包括控制器，与所述控制器通信连接的窄带物联网NB-IoT通信模块以及长期演进LTE通信模块；所述水质信息采集器和所述水文信息采集器与所述控制器通信连接。将NB-IOT技术、北斗短报文通信技术、4G通信技术应用到河长制***中，并创新地实现几种技术通过监测网络状态实现自动切换。确保河道数据信息能准确完整的上报至云平台。
附图说明
图1为本实用新型的河道监测***的架构示意图；
图2为本实用新型的河道监测***的数据流图；
图3为本实用新型的实施例的实际河道布局示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本实用新型的实施例提供一种河道监测***，包括：数据采集箱以及与所述数据采集箱通信连接的监控中心；
其中，所述数据采集箱包括远程终端单元RTU、水质信息采集器和水文信息采集器；
所述RTU包括控制器，与所述控制器通信连接的窄带物联网NB-IoT通信模块以及长期演进LTE通信模块；
所述水质信息采集器和所述水文信息采集器与所述控制器通信连接。
该实施例将NB-IOT技术、4G通信技术应用到河长制***中，并创新地实现几种技术通过监测网络状态实现自动切换。确保河道数据信息能准确完整的上报至云平台。
本实用新型的可选实施例中，所述数据采集箱还包括：与所述控制器通信连接的北斗传输模块。可实现将NB-IOT技术、北斗短报文通信技术、4G通信技术应用到河长制***中，并创新地实现几种技术通过监测网络状态实现自动切换。确保河道数据信息能准确完整的上报至云平台。
本实用新型的可选实施例中，所述数据采集箱还包括：通过第一通信接口与所述控制器连接的交换机。所述第一通信接口可以为RJ45接口。可选的，河道监测***还包括：与所述交换机连接的至少一摄像头。这里的摄像头可以包括摄像头1、摄像头2、摄像头3和摄像头4，摄像头1对准采集箱，实现对采集箱进行监控，防止被窃取；摄像头2对准河对岸，用于观测河对岸塌方等实时情况；摄像头3对准河流上游，用户观测上游水面悬浮物情况；摄像头4对准和流下游，用于观测河流下游悬浮物情况。实现河道水文信息、水质信息、悬浮物信息、河岸塌方等情况进行实时全方位监控，确保河道安全及清洁。
本实用新型的可选实施例中，所述水质信息采集器和所述水文信息采集器通过第二通信接口与所述控制器连接。所述第二通信接口可以为RS485接口。
本实用新型的可选实施例中，与所述控制器连接的雨量传感器。可选的，所述雨量传感器为翻斗式雨量传感器。
本实用新型的可选实施例中，河道监测***还可以包括：与所述水质信息采集器连接的水质传感器，与所述水文信息采集器连接的水文传感器。
进一步的，RTU还包括：电源模块，为所述RTU的各器件提供电源。
本实用新型的上述实施例所述的河道监测***以数据采集箱为核心，该数据采集箱主要包括以下几个部分：RTU、水质信息采集器、水文信息采集器和交换机和蓄电池电源。
1)电源可通过图3中太阳能电池板进行充电；并向交换机、水质信息采集器、水文信息采集器以及RTU供电。
2)交换机与摄像头设备连接，摄像头1对准采集箱，实现对采集箱进行监控，防止被窃取；摄像头2对准河对岸，用于观测河对岸塌方等实时情况；摄像头3对准河流上游，用户观测上游水面悬浮物情况；摄像头4对准和流下游，用于观测河流下游悬浮物情况。
4)水质信息采集装置主要完成对标准水质五参数加氨氮和需氧量所组成的7参数进行采集，并利用RS485接口通过MODBUS RTU方式实现数据通信；
5)水文信息采集器则通过采集水流瞬时速率、平均速率、水深、水面宽等七个参数实现水文信息的采集。
6)数据采集箱核心的部分是RTU，主要由控制器、北斗传输模块、RS485接口模块、RJ45接口、M8321-D LTE通信模组、M5311NB-IOT通信模组以及***电路组成；该终端主要功能是采集南向(即水文、水质、雨量)传感器数据，利用4G网络、NB网络或者北斗网络将采集到的传感器数据传输至云端分析和存储；同时，采集摄像头采集视频和图片通过4G网络传输至云平台。
云平台采用OneNET平台进行数据存储，监测中心则获取视频数据或传感器数据进行模型分析，并将分析结果实时推送到平台Web和APP客户端以便相关人员及时发现告警预警并及时进行处理。
云平台作为本实用新型的河道监测***数据处理中枢，主要包括设备接入、河湖监测、视频AI分析、水利模型分析、3D模型演示、告警预警分析、大数据分析和事件任务流程等功能。
其中，设备接入包括传感器参数采集设备和视频设备的接入；
河湖监测主要基于GIS实现河湖一张图，实现包括河流、湖泊、监测点、检测设备等元素的汇总展示；
视频AI分析主要基于图像监测和识别技术，实现漂浮物、污染物等异常水情分析；
水利模型主要实现水质等级和河流有无污染的判断；
3D模型演示利用三维模型技术实现关键监测点的立体展示；
告警预警分析主要包括基于阈值的指标告警分析和基于视频AI模型和水利模型的模型告警分析，事件任务流程主要基于河长制管理机制，实现巡河任务、告警预警处理和事件上报等关键业务流程的闭环。
如图2所示，为河道监测***的数据流图，主要包括：
1)水质信息采集器采集水质相关的七参数数据，水文信息采集器采集水文传感器相关数据，翻斗式雨量传感器进行雨量信息采集；
2)控制器通过RS485接口利用MODBUS RTU模式对水质、水文传感器数据进行获取；利用四路摄像头分别获取采集箱、对岸、水面上游、水面下游视频信息和图片信息，利用RJ45接口传输给控制器；雨量计则通过控制器内部进行翻斗式技术计算当前雨量；
3)数据传输模式是通过控制器判断当前网络状态，默认状态下为4G网络，①4G网络可用时，将视频、图片、传感器数据传输至云平台；②4G网络不可用，则选择2G网络，此时关闭摄像头通道，只传输传感器数据信息至云平台；③2G网络不可用时，选择NB网络进行水文和水质传感器数据至平台，监测中心通过判定水文和水质传感器情况实现河道信息监测；④如环境较为恶劣时，4G、2G、NB网络均无法使用；此时选择北斗短报文通信，此时同样只传输水文和水质传感器数据到监测中心。
4)监测中心基于收集汇总的实时和历史视频数据进行视频AI分析，基于收集汇总的实时和历史监测参数指标数据进行水利模型分析，然后将预警结果推送给到Web和APP，结合***设计的事件处理流程，形成一个监测->预警->事件处理->监测的闭环监测***。
如图3所示，为本实用新型的实施例的实际河道布局示意图，整个***由太阳能电池板、数据采集箱、摄像头、水文传感器、水质传感器、翻斗式雨量传感器、云平台、数据中心和手机APP组成，可通过4G网络、NB网络和北斗短报文进行数据传输，视频则通过4G网络传输。巧妙地将NB技术、北斗技术、LTE技术、云平台、大数据分析等物联网传输技术应用到河长制***中，并利用视频AI监测，水利模型分析，告警推送等功能相结合，实现河流水文、水质及两岸情况的全方位实时监测，形成一套智慧河道水域监测***，以便河长对河流情况实时了解，同时还可以在恶劣天气中避免巡查人员遇险，利用远程实时巡视保障人员安全。
本实用新型的上述实施例中，河道监测***，将NB-IOT技术、北斗短报文通信技术、4G通信技术应用到河长制***中，并实现几种技术通过监测网络状态实现自动切换。确保河道数据信息能准确完整的上报至云平台。可实现河道水文信息、水质信息、悬浮物信息、河岸塌方等情况进行实时全方位监控，确保河道安全及清洁。通过监测中心对视频数据、水面图片数据、水文和水质传感器数据进行模型分析，并将分析出的告警结果计时推送给相应河长，以便河长能第一时间了解河道预警情况，从而加快处理。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种河道监测***，其特征在于，包括：数据采集箱以及与所述数据采集箱通信连接的监控中心；
其中，所述数据采集箱包括远程终端单元RTU、水质信息采集器和水文信息采集器；
所述RTU包括控制器，与所述控制器通信连接的窄带物联网NB-IoT通信模块以及长期演进LTE通信模块；
所述水质信息采集器和所述水文信息采集器与所述控制器通信连接。
2.根据权利要求1所述的河道监测***，其特征在于，所述数据采集箱还包括：与所述控制器通信连接的北斗传输模块。
3.根据权利要求2所述的河道监测***，其特征在于，所述数据采集箱还包括：通过第一通信接口与所述控制器连接的交换机。
4.根据权利要求3所述的河道监测***，其特征在于，还包括：与所述交换机连接的至少一摄像头。
5.根据权利要求3所述的河道监测***，其特征在于，所述第一通信接口为RJ45接口。
6.根据权利要求1所述的河道监测***，其特征在于，所述水质信息采集器和所述水文信息采集器通过第二通信接口与所述控制器连接。
7.根据权利要求6所述的河道监测***，其特征在于，所述第二通信接口为RS485接口。
8.根据权利要求1所述的河道监测***，其特征在于，与所述控制器连接的雨量传感器。
9.根据权利要求8所述的河道监测***，其特征在于，所述雨量传感器为翻斗式雨量传感器。
10.根据权利要求1所述的河道监测***，其特征在于，还包括：与所述水质信息采集器连接的水质传感器，与所述水文信息采集器连接的水文传感器。
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