[發(fā)明專利]一種港口外來生物入侵災害跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112767628A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 王紅艷;李濤;任利利;俞博凡;田玉軍
• 申請（專利權(quán)）人: 交通運輸部水運科學研究所
• 主分類號: G08B13/196
• 分類號: G08B13/196;G08B13/00;G08B25/00;G01N33/18;G01S19/14;G01S19/42;G08C17/02
• 代理公司: 北京慧泉知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮

1.一種港口外來生物入侵災害跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：是由無人機、浮標本體、數(shù)據(jù)/圖像處理模塊、監(jiān)控平臺及生物物種信息系統(tǒng)組成；

所述無人機是具有可拍照功能的飛行設備，具有可自動計算飛行器位置信息的功能；在對港口外來生物入侵災害進行跟蹤過程中，通過無人機沿著入侵災害邊界飛行并拍照后通過微波將圖片傳送至數(shù)據(jù)/圖片處理模塊，后期通過提取多張照片里的GPS數(shù)據(jù)，得到邊界位置進而計算災害面積；

所述浮標本體由上殼、下殼、緊固螺栓、密封O形圈、設備集成板、電源模塊、GPS定位模塊、DCP信號輸出適配器、可探測分子探頭、平衡浮標介質(zhì)、掛耳組成；上殼與下殼為半球體結(jié)構(gòu)，半球體邊緣有凸緣法蘭，上半球組件和下半球組件通過一圈緊固螺栓連接固定，組成一個可防水的密閉球體；設備集成板被緊固螺栓固定在上殼和下殼之間，在設備集成板的上下放置O形圈，用于浮標的密封；電源模塊固定在設備集成板上，隨設備集成板一起密封于下殼中，GPS定位模塊以及DCP信號輸出適配器被固定在設備集成板上，并隨設備集成板一起密封于上殼中；上殼上面有一圓孔，用于穿過DCP信號輸出適配器與可探測分子探頭的連結(jié)線，連結(jié)線與圓孔間進行密封處理；上下球體凸緣法蘭上固定兩對圓形掛耳，作為可探測分子探頭和平衡浮標介質(zhì)的固定器；

所述數(shù)據(jù)/圖像處理模塊用來處理由無人機采集的外來物種入侵圖片及浮標采集的外來物種入侵數(shù)據(jù)；無人機采用微波傳遞圖片，浮標采用電信號傳輸數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)及圖像經(jīng)數(shù)據(jù)/圖像處理模塊處理后，圖片及外來物種圖片通過因特網(wǎng)傳送至生物物種信息系統(tǒng)，物種入侵動態(tài)通過因特網(wǎng)傳送至監(jiān)控平臺；

所述監(jiān)控平臺由不同控制模塊組成，包括具有導航定位功能的處理模塊、浮標信息管理模塊、浮標動態(tài)管理模塊、港口生態(tài)環(huán)境信息模塊、地圖顯示模塊、數(shù)據(jù)/圖像處理模塊；其中，導航定位功能處理模塊負責對無人機的位置進行實時監(jiān)控；浮標信息管理模塊、浮標動態(tài)管理模塊及港口生態(tài)環(huán)境信息模塊顯示浮標相關信息；地圖顯示模塊顯示外來生物入侵地理范圍，數(shù)據(jù)/圖像處理模塊對無人機的數(shù)據(jù)及圖像以及浮標監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行處理；所述監(jiān)控平臺的運行載體為云服務器；

所述生物物種信息系統(tǒng)由搭載平臺、截獲記錄模塊及圖像模塊組成；其中，搭載平臺為服務器終端；截獲記錄模塊記錄生物入侵監(jiān)測的監(jiān)測日期、監(jiān)測港口、基本指標、物種檢索比對的理化指標；圖像模塊記錄截獲物種的外觀形態(tài)的理化指標。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種港口外來生物入侵災害跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：該無人機具備自動返航功能。

3.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種港口外來生物入侵災害跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述無人機型號為Mavic2 Pro/Zoom。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種港口外來生物入侵災害跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述可探測分子探頭與平衡浮標介質(zhì)分別通過掛耳固定在浮標球體的兩側(cè)，并保持浮標本體的平衡。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種港口外來生物入侵災害跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述可探測分子探頭是由四個小探頭集合而成，分別測定葉綠素a濃度、溫鹽度、濁度、PH值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種港口外來生物入侵災害跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述浮標本體上的數(shù)據(jù)經(jīng)GSM網(wǎng)絡傳送至數(shù)據(jù)/圖像處理模塊，無人機的數(shù)據(jù)及圖片通過微波傳送至監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)/圖像處理模塊，數(shù)據(jù)/圖像處理模塊將獲得的數(shù)據(jù)及圖像進行處理并在監(jiān)控平臺上顯示，并將赤潮外來生物截獲記錄、入侵動態(tài)及圖像的信息發(fā)送至生物物種信息系統(tǒng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種港口外來生物入侵災害跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：系統(tǒng)開啟后進行自檢，包括檢查監(jiān)控平臺是否運行，生物物種信息系統(tǒng)是否啟動、無人機是否正常運轉(zhuǎn)、浮標是否有GPS定位、可探測分子探頭是否運行；檢查沒有問題后，無人機的數(shù)據(jù)及圖片通過微波傳送至數(shù)據(jù)/圖像處理模塊；啟動GPS數(shù)據(jù)采集定時器及可探測分子探頭，將可探測分子探頭探測到的指示指標通過傳感器，并由DCP信號輸出適配器進行信號傳輸至港口外來生物入侵數(shù)據(jù)/圖像處理模塊；如果數(shù)據(jù)/圖像處理模塊收到信號傳輸指令，就會對信號就行處理，否則，數(shù)據(jù)處理中心將會報告錯誤信息給監(jiān)控平臺進行處理；同時，數(shù)據(jù)/圖像處理模塊將外來物種截獲記錄、入侵動態(tài)及物種圖像通過因特網(wǎng)傳送至生物物種信息系統(tǒng)。