[實用新型]一套基于衛星通信的水環境參數監測系統

有效

• 申請號: 201721345862.3
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN207300316U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 陽艾利;劉華柏
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 泉州市潭思專利代理事務所(普通合伙)35221
• 代理人: 麻艷

技術領域

本實用新型涉及水環境參數監測的技術領域，具體涉及一套基于衛星通信的水環境參數監測系統。

背景技術

隨著人民生活水平的不斷提高，以及社會生產力的極大發展，環保的重要性日益提高，“生態文明建設，添彩美麗中國”也要求要留住綠水青山。水環境參數監測技術作為環保的重要一環，其重要性不言而喻。

現有的水環境參數監測往往分離成兩個部分：水文參數監測和水質參數檢測。水文參數監測大多依靠布局眾多的水文監測站，將監測到的水文數據依靠有線或無線（含4G）網絡等方式傳輸至數據中心。水質參數檢測一般是由實驗員對某流域內的多個位置隨機抽樣，然后將樣本帶回到實驗室中，通過一系列的實驗設備和實驗操作，獲取精確的水質參數。

水文參數監測在偏遠地區或者山區，沒有GPRS或4G信號時，就難以實時上傳監測數據。水質參數檢測在實驗室內進行，檢測結果較為單一，但水質的變化是隨著時間變化的，檢測結果也僅能反應當前樣本的水質情況，數據的實時性很差。此外，水文監測和水質檢測均需要耗費大量的人力成本、時間成本，然而成效卻并不明顯。

目前國際上已經開始流行發射微小衛星滿足多樣化的功能需求。谷歌公司就已經開始發射“鴿群”星座，用于對地觀測成像，國內的歐比特公司也發射了兩顆衛星，主要作用是拍攝熱點地區的視頻影像。微小衛星具有成本低廉、快速發射、可替代性好等優點，非常適合用于功能單一的任務需求。目前，我國已發射了大量的遙感、導航、氣象等衛星，但仍然沒有一顆專門用于水文水質方向的衛星。

因此，本發明人對此做進一步研究，研發出一套基于衛星通信的水環境參數監測系統，本案由此產生。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于提供一套基于衛星通信的水環境參數監測系統，整個系統能夠實時展示水環境參數，能為水域污染治理提供決策支持，也能為水域修復效果評估提供數據支撐。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術解決方案是：

一套基于衛星通信的水環境參數監測系統，包括一顆微小衛星、監測中心和多個傳感器組，傳感器組將水環境參數的數據發送至衛星，并通過衛星將數據下發至監測中心存儲；傳感器組設有傳感器、存儲單元、編碼模塊、加密模塊、數字調制模塊、無線電發射模塊、供電模塊、防水模塊和自毀模塊；衛星包括無線電檢波模塊、數字解調模塊、星上存儲單元、加密模塊、編碼模塊以及其它附屬的子系統；監測中心由數據接收子系統、數據存儲子系統和數據展示子系統組成。

進一步，傳感器組的傳感器包括流速傳感器、水位傳感器、水文傳感器、泥沙含量傳感器和pH傳感器。

進一步，傳感器組將數據發送至衛星進行一次編碼和加密，衛星將數據發送至監測中心進行一次編碼和加密。

進一步，衛星的其它附屬的子系統包括調制模塊、無線電發射模塊、供電模塊、指令與控制系統和姿態穩定模塊。

進一步，監測中心的數據接收子系統具體包括無線電接收模塊、數字解調模塊、星載數據解碼模塊、星載數據解密模塊、傳感器組數據解碼模塊、傳感器組數據解密模塊和傳感器組數據分包存儲模塊。

進一步，監測中心的數據子系統采用集群式設計，將多個傳感器組數據分成不同的包，將解析后的數據構成多條記錄，建立起相應的數據存儲倉庫，將這些記錄存儲在集群式數據倉庫中。

進一步，數據展示子系統采用依托分布式Web服務器，將數據服務器、網頁服務器和網絡防火墻功能分離，構建出各自獨立的API接口，網頁展示或者是APP客戶端僅能訪問到網頁服務器，數據服務器和網頁服務器邏輯隔離。

進一步，防水模塊設置在存儲單元、編碼模塊、加密模塊、數字調制模塊、無線電發射模塊、供電模塊和自毀模塊上。

采用上述方案后，由于本實用新型通過發射一顆微小衛星，用于水環境參數傳感器組和監測中心的通信。傳感器組定時測量水環境參數，然后將監測數據發送至衛星；衛星和監測中心站建立起聯絡后，將數據下發至監測中心；監測中心獲取數據后存儲至數據庫中，并通過網頁、APP等多種形式動態實時更新各水域的水環境參數。

本實用新型具有以下有益效果：通過衛星通信技術近實時傳輸水環境參數，無需格外架設通訊線路、無需耗費大量的人力物力，就可以全方位實時獲取水環境參數，水文數據可實現長期無間斷監測，水質數據檢測精度也能接近實驗室標準，能為水域污染治理提供決策支持，也能為水域修復效果評估提供數據支撐。大量的水環境參數也能為水環境建模、仿真、預測等方案提供依據。

附圖說明