[實用新型]一種基于超聲波的船舶吃水自動測量系統

有效

• 申請號: 201820738417.1
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN208291442U
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 文元橋;修素樸;陳華龍;肖長詩
• 申請（專利權）人: 武漢尼維智能科技有限公司
• 主分類號: B63B39/12
• 分類號: B63B39/12;G01S15/08
• 代理公司: 黃石市三益專利商標事務所 42109
• 代理人: 張恒

本實用新型為一種基于超聲波的船舶吃水自動測量系統，具有若干個超聲波數據采集設備、云服務器和上位機；超聲波數據采集設備內置有微控制器和供電設備，微控制器的信號輸入端口分別對應連接有超聲波傳感器、溫濕度傳感器，微控制器的信號輸出端口連接有無線上傳模塊，超聲波傳感器、溫濕度傳感器將收集的信息數據傳輸至微控制器，微控制器再通過無線上傳模塊將信息數據發送至云服務器；所述上位機通過網關訪問云服務器，下載由無線上傳模塊發送至云服務器內的信息數據；本實用新型系統結構簡單，安裝方便，各數據采集設備獨立工作，互不干擾，自動完成船舶平均吃水測量，測量實時性好，準確率高。

技術領域

本實用新型涉及智能航海技術領域，尤其是一種基于超聲波的船舶吃水自動測量系統。

背景技術

目前船舶吃水深度可以分為人工測量和自動測量。人工測量指的是由人工根據船舶的吃水標線來確定船舶的吃水深度，這種方法容易受天氣、海浪波動、船體傾斜角度、測量人員主觀因素等影響，精度不高，可追溯性較差。

船舶吃水深度自動測量主要有以下幾種方法：安裝在船體底部水箱在不同吃水深度時的壓力不同，通過壓力傳感器測量水壓并推算出吃水深度；利用攝像頭拍攝船舶吃水線圖像，利用自動識別技術讀取吃水深度；利用激光反射測距原理測量吃水深度，這些自動測量方法能避免人工測量的弊端，使得測量結果具有較高的客觀性。

但上述方法也有其缺點和局限性，按照船體底部水箱安裝復雜繁瑣，激光和圖像測量在霧天等惡劣天氣環境下容易造成精度偏差。利用超聲波來測量船舶的吃水深度，具有適用范圍廣、方向性強、覆蓋面大、安裝便捷等優點，并且不受光線、電磁干擾等因素的影響。利用超聲波來測量船舶的吃水深度是將超聲波傳感器安裝在船舶兩邊的船舷處，利用超聲波的測距原理測得船舶甲板到水面的距離，并根據船舶高度來換算成吃水深度，這樣能簡便、準確的測量出船舶的吃水深度。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題在于針對現有技術中識別船舶吃水操作繁瑣、精度低、誤差大等缺陷，提供一種基于超聲波的船舶吃水自動測量系統。

本實用新型的具體方案為：一種基于超聲波的船舶吃水自動測量系統，具有若干個超聲波數據采集設備、云服務器和上位機；所述超聲波數據采集設備內置有微控制器和與微控制器電源接口連接的供電設備，微控制器至少設有兩個信號輸入端口，并且分別對應連接有超聲波傳感器、溫濕度傳感器，微控制器的信號輸出端口連接有無線上傳模塊，所述超聲波傳感器、溫濕度傳感器將收集的信息數據傳輸至微控制器，微控制器再通過無線上傳模塊將信息數據發送至云服務器；所述上位機通過網關訪問云服務器，下載由無線上傳模塊發送至云服務器內的信息數據。

在船舶的船艏、船艉甲板處的外側分別安裝有一個超聲波數據采集設備，在船舶兩側船舷的外側也對稱安裝有四個超聲波數據采集設備，每一個超聲波數據采集設備均通過向外伸出的水平支架固定安裝，并且保證超聲波傳感器的探頭垂直向下。

微控制器還設有SD卡座，SD卡座內置有SD卡數據存儲器，微控制器將超聲波傳感器、溫濕度傳感器傳輸的信息數據存儲在SD卡數據存儲器中。

無線上傳模塊為LoRa無線上傳模塊，網關與云服務器之間通過LoRa無線傳輸。

本實用新型具備的優勢在于：

1、超聲波傳感器防水、抗干擾能力強、成本低、測量精度高、能達到毫米級；

2、整個測量系統結構簡單、各個數據采集模塊獨立工作不相互干擾；

3、較其他傳輸方式，LoRa無線傳輸具有作用距離遠、抗干擾能力強（誤碼率低）、耗能低和靈敏度高的特點，基于這些特點，微控制器與云服務器、云服務器與網關之間的信息傳輸更加穩定、可靠；

4、整個系統穩定可靠，可自動完成船舶平均吃水測量，測量實時性好，精度高。

附圖說明