[发明专利]一种内河湖泊水域监测双体体无人艇及信息协同艇

说明书

本发明公开了一种内河湖泊水域监测双体体无人艇及信息协同艇，其包括：一艘搭载系统功能模块的母艇和配有一种附加通信功能的子艇、总控制系统、动力与能源系统、水域监测系统、远程传输系统以及远程监测系统、子母艇协同系统，主艇由两个片体组成，呈对称分布，子艇为单体翼滑艇型，本发明的内河湖泊水域监测无人艇搭载监测功能装置，可监测pH值、水温、水位、风速、风向、水流速等，监测水环境，并对水污染进行预报；通过数传电台与岸机实现数据远程无线互通，利用专用监测软件显示监测内容。

技术领域

本发明涉及内河湖泊水域监测无人艇及子艇，属于船舶工程与水域监测技术领域。

背景技术

近年来，随着工业化快速发展和城镇化进程加快等因素的影响，内河湖泊水质安全日益受到严重威肋，不少地区的内河湖泊已经受到不同程度的污染。作为生命之源、生产之要、生态之基的水与每个人的生命和生活息息相关，它不仅直接影响到人们的日常生活生产，而且影响到经济社会发展，甚至影响到社会的和谐稳定。为此，近年来国家不断加大对内河湖泊保护和水污染防治的力度，包括出台一系列内河湖泊保护法律法规，加大水污染防控力度，更为具体表现为对内河湖泊水质监测项目由原来的35项增加至106项，指标覆盖面更加广泛，更趋合理。其中一项重要指标就是水域水位信息，在水利工程中，水域水位测量一直是水文、水利部门的重点。如果没有提前进行有效的水位监测，则在遇到洪水、台风等异常天气状况下，因水位达到警戒线而造成江堤决口、大水冲毁堤坝等恶性事故时有发生，由此给国家和人民生命财产带来巨大的损失。因此，进行精确而有效的实时水位监测，对预防事故的发生以及水资源的有效利用有着重要意义！因此无人艇及其子艇的诞生符合了时代的需求，在民用辅助方面，多无人艇协同编队航行较单艘无人艇，具有更为宽广的观察和搜寻范围，能在各个空间区域内按照一个统一的时间进度获得想要的信息。并扩大信息传送范围，因此，通信在气象观测、水域测量、资源探测、环境监控等多方面具有良好的应用性。

协同通信技术的基本原理是在多用户环境下的单天线用户在传输自己数据信息的同时，也能传送其所接收和检测到的协同用户信息。该技术的实质是利用协同用户的天线与自身天线构成多发射天线，形成虚拟的MIMO系统来得到分集增益。

发明内容

发明目的：为了保证无人艇能准确、实时、有效地完成海洋环境监测的任务，得到有关海洋环境数据，本项目将一系列监测模块搭载于无人艇上，通过智能航行系统，实现多种模式下的环境监测任务，并通过创造性的协同子艇的设计，扩大监测范围，节约能源、时间、成本。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种内河湖泊水域监测双体体无人艇及信息协同艇，包括：无人艇子艇、母艇、总控制系统、动力与能源系统、水域监测系统、远程传输系统以及远程监测系统，其中，母艇的主船体包括两个对称布置的片体和上层建筑，双推进电机分别布置于两片体之内与螺旋桨通过轴系连接，总控制系统主控器布置于连接桥上及上层建筑内部，且与动力与能源系统、水域监测系统、远程传输系统以及远程监测系统相连，水域监测系统设备布置于船体外侧、上层建筑顶部和船底，远程传输系统天线位于上层建筑尾部上侧，所述片体的两侧开门能够放出无人艇子艇和回收无人艇子艇，无人艇子艇和母艇在接收到命令时，开始分离，并分别到达指定位置对水域水质进行监测，在一定的时间后，再次达到规定的地方进行无人艇子艇回收，无人艇子艇和母艇协调作用，以便扩大监测水域的范围。

进一步，作为优选，所述无人艇子艇配有通信和监测系统，以便使得所述无人艇子艇与岸边的岸基系统、母艇之间均双向信息无线传输，且所述岸基系统与母艇之间信息无线传输。

进一步，作为优选，所述总控制系统采用STM单片机为核心，所述动力与能源系统包括锂聚合物电池、太阳能电池板、双螺旋桨和直流有刷电机，其中，上层建筑顶部及壁面装有太阳能电池板，内部通过太阳能控制器与锂聚合物电池相连，所述锂聚合物电池为直流有刷电机供电；双螺旋桨分别装于两片体上，双螺旋桨采用直流有刷电机驱动，且直流有刷电机通过电机驱动器与主控器连接，以便接受总控制系统的单片机的控制。