[發明專利]一種水面漂浮物移動監測節點裝置

在審

• 申請號: 201710325099.6
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107168155A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 王勇;王迎彬;袁學劍;王典洪;陳振興;羅林波
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司42238
• 代理人: 曹雄

1.一種水面漂浮物移動監測節點裝置，其特征是：

包括視頻浮標節點裝置和陸基控制系統，所述視頻浮標節點裝置與所述陸基控制系統采用無線通信連接；所述視頻浮標節點裝置包括圖像采集單元、圖像處理單元、核心控制單元、無線通信單元、定位與導航單元、運動控制單元、電源單元和擴展接口部分；所述圖像采集單元、圖像處理單元、無線通信單元、定位與導航單元、運動控制單元、擴展接口部分均分別與所述核心控制單元連接；所述圖像采集單元采集監測水域圖像視頻并將所述圖像視頻傳送至所述圖像處理單元；所述圖像處理單元接收所述圖像視頻進行處理和分析得到漂浮物目標數據，并漂浮物目標數據將傳送至所述核心控制單元；所述定位與導航單元獲取視頻浮標節點裝置的漂浮姿態與位置數據，并將漂浮姿態與位置數據傳送至所述核心控制單元；所述運動控制單元控制所述視頻浮標節點裝置的移動；所述核心控制單元分別對所述圖像采集單元發出圖像視頻采集調整指令、運動控制單元發出移動指令，并將其接收的信息經所述無線通信單元傳送至所述陸基控制系統；所述電源單元分別為所述圖像處理單元、核心控制單元和運動控制單元供電。

2.根據權利要求1所述的一種水面漂浮物移動監測節點裝置，其特征是：

所述陸基控制系統由接入因特網的PC上位機軟件組成；

所述陸基控制系統接收所述核心控制單元傳送的信息，并傳送指令于所述核心控制單元。

3.根據權利要求1所述的一種水面漂浮物移動監測節點裝置，其特征是：

所述定位與導航單元包括定位模塊與慣性導航模塊；所述定位模塊對所述視頻浮標節點裝置進行定位；所述慣性導航模塊包括陀螺儀、加速度傳感器和磁阻傳感器，所述陀螺儀監測得到所述視頻浮標節點裝置的偏轉、傾斜的狀態數據，所述加速度傳感器監測得到所述視頻浮標節點裝置的加速或者減速的狀態數據，并將監測的狀態數據信息傳送至所述核心控制單元；所述磁阻傳感器獲取所述視頻浮標節點裝置的絕對朝向信息，并將監測的絕對朝向信息傳送至所述核心控制單元。

4.根據權利要求1所述的一種水面漂浮物移動監測節點裝置，其特征是：

所述電源單元包括太陽能電池、充放電控制器和12V鋰電池組，所述電源單元采用太陽能電池發電，將電能傳送至充放電控制器中，并輸送電能至12V鋰電池組存儲；所述充放電控制器為圖像處理單元、核心控制單元、所述運動控制單元的舵機供電，所述12V鋰電池組為所述運動控制單元的直流電機供電。

5.根據權利要求1所述的一種水面漂浮物移動監測節點裝置，其特征是：

所述圖像采集單元采用CSI接口的OV5647的攝像頭模塊采集視頻圖像；所述圖像處理單元選用ARM架構的開發板；所述攝像頭模塊通過CSI排線與所述開發板連接；所述開發板與所述電源單元連接，并外接Micro SD卡。

6.根據權利要求3所述的一種水面漂浮物移動監測節點裝置，其特征是：

所述核心控制單元的微控制單元(MCU)為STM32微控制器；所述STM32微控制器分別與所述開發板、定位模塊、無線通信單元的GPRS模塊和ZigBee模塊、運動控制單元連接。

7.根據權利要求6所述的一種水面漂浮物移動監測節點裝置，其特征是：

所述定位與導航單元的定位模塊采用的BD-126模塊與所述核心控制單元的STM32微控制器連接；所述定位與導航單元的慣性導航模塊選用的加速度傳感器以及磁阻傳感器分別通過I²C協議與所述核心控制單元的STM32微控制器連接。