[發明專利]一種適用于調查船作業的在線海洋水質數據采集系統及方法

有效

• 申請號: 202011236610.3
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112423254B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 李陽東;笪亨融;謝洋洋;溫遠超
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;G08C17/02;H04L67/12;G01N21/53;G01D21/02
• 代理公司: 上海國智知識產權代理事務所(普通合伙) 31274
• 代理人: 潘建玲

1.一種適用于調查船作業的在線海洋水質數據采集系統，包括：

若干無人船數據采集終端，用于利用各傳感器采集海洋水文水質數據，并將采集的數據經微處理器處理后實時自動傳送至對應的調查船數控中心，同時接收來自調查船數控中心的指令以實現無人船數據采集終端采集數據的控制；

調查船數控中心，用于通過網關模塊的雙向傳輸獲取所述無人船數據采集終端采集的海洋水文水質數據，采集的數據將轉發到數據與處理中心進行處理與存儲及通過網絡向岸基數據中心進行數據的同步，并在觀測終端進行相關信息的展示，整體完成采集數據的傳輸、接收、處理、存儲以及展示的功能，并同時實現對所述無人船數據采集終端的控制；

岸基數據中心，用于通過網絡接收所述調查船數控中心傳輸的數據，對數據進行集中管理和綜合應用；

在多船協作模式下，除具備單船調查模式獨立的智慧觀測功能的工作體系流程外，各調查船數控中心還通過所述網關模塊結點以輪詢的方式相互發送接收的觀測數據，進行調查船之間調查數據的共享。

2.如權利要求1所述的一種適用于調查船作業的在線海洋水質數據采集系統，其特征在于，所述無人船數據采集終端進一步包括：

傳感器模塊，用于利用各傳感器采集海洋水文水質數據，并將其傳送至第一微處理器模塊；

第一微處理器模塊，用于實時獲取所述傳感器模塊各傳感器采集的數據，并將其通過第一通信模塊傳送至所述調查船數控中心，同時通過第一通信模塊接收來自所述調查船數控中心的指令以控制所述傳感器模塊的各傳感器讀取數據的過程；

第一通信模塊，用于負責所述無人船數據采集終端與調查船數控中心之間的雙向數據通信。

3.如權利要求2所述的一種適用于調查船作業的在線海洋水質數據采集系統，其特征在于：所述傳感器模塊包括溫度傳感器、氣壓傳感器、濁度傳感器以及GPS傳感器，以采集包括溫度、氣壓、濁度、GPS位置的水文水質采集指標。

4.如權利要求1所述的一種適用于調查船作業的在線海洋水質數據采集系統，其特征在于，所述調查船數控中心進一步包括：

網關模塊，通過通信模塊和通訊協議負責數據的雙向實時接收和轉發；

數據與處理中心，用于從所述網關模塊獲取所述無人船數據采集終端采集的海洋水文水質數據，并對數據進行處理、分析和存儲，并通過路由器傳送至觀測終端予以展示，以及通過網絡向所述岸基數據中心進行數據的同步；

觀測終端，用于接收所述數據與處理中心處理后的相關數據信息，予以實時展示和對歷史數據進行查詢與統計，并在無人船數據采集終端的狀態數據和觀測數據出現異常時進行預警提醒，以及向無人船數據采集終端發出指令以控制數據的采集和傳輸。

5.如權利要求3所述的一種適用于調查船作業的在線海洋水質數據采集系統，其特征在于，所述系統采用的硬件包括：

所述無人船數據采集終端裝置的第一微處理器模塊采用STM32F103C8T6型號微處理器，其第一通信模塊采用基于SX1278射頻芯片的LoRa數傳模塊，其溫度和氣壓傳感器模塊采用BMP180集成傳感器，其濁度傳感器采用Turbidity?sensor型號傳感器，GPS傳感器采用支持GPS和GLONASS雙模的Beitian?GPS模塊；

所述網關模塊包括第二微處理器模塊和第二通信模塊，其第二微處理器模塊采用ESP-WROOM-32型號微處理器，其第二通信模塊采用基于SX1278射頻芯片的LoRa數傳模塊。

6.如權利要求1所述的一種適用于調查船作業的在線海洋水質數據采集系統，其特征在于，所述系統采用的軟件包括：

嵌入式軟件，用于運行于微處理器上，負責實時采集和傳輸水文水質觀測數據；

上位機軟件，用于運行于服務器上，負責對所采集的水文水質觀測數據進行實時存儲和展示。