[实用新型]一种基于超声波的船舶吃水自动测量系统

说明书

本实用新型为一种基于超声波的船舶吃水自动测量系统，具有若干个超声波数据采集设备、云服务器和上位机；超声波数据采集设备内置有微控制器和供电设备，微控制器的信号输入端口分别对应连接有超声波传感器、温湿度传感器，微控制器的信号输出端口连接有无线上传模块，超声波传感器、温湿度传感器将收集的信息数据传输至微控制器，微控制器再通过无线上传模块将信息数据发送至云服务器；所述上位机通过网关访问云服务器，下载由无线上传模块发送至云服务器内的信息数据；本实用新型系统结构简单，安装方便，各数据采集设备独立工作，互不干扰，自动完成船舶平均吃水测量，测量实时性好，准确率高。

技术领域

本实用新型涉及智能航海技术领域，尤其是一种基于超声波的船舶吃水自动测量系统。

背景技术

目前船舶吃水深度可以分为人工测量和自动测量。人工测量指的是由人工根据船舶的吃水标线来确定船舶的吃水深度，这种方法容易受天气、海浪波动、船体倾斜角度、测量人员主观因素等影响，精度不高，可追溯性较差。

船舶吃水深度自动测量主要有以下几种方法：安装在船体底部水箱在不同吃水深度时的压力不同，通过压力传感器测量水压并推算出吃水深度；利用摄像头拍摄船舶吃水线图像，利用自动识别技术读取吃水深度；利用激光反射测距原理测量吃水深度，这些自动测量方法能避免人工测量的弊端，使得测量结果具有较高的客观性。

但上述方法也有其缺点和局限性，按照船体底部水箱安装复杂繁琐，激光和图像测量在雾天等恶劣天气环境下容易造成精度偏差。利用超声波来测量船舶的吃水深度，具有适用范围广、方向性强、覆盖面大、安装便捷等优点，并且不受光线、电磁干扰等因素的影响。利用超声波来测量船舶的吃水深度是将超声波传感器安装在船舶两边的船舷处，利用超声波的测距原理测得船舶甲板到水面的距离，并根据船舶高度来换算成吃水深度，这样能简便、准确的测量出船舶的吃水深度。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中识别船舶吃水操作繁琐、精度低、误差大等缺陷，提供一种基于超声波的船舶吃水自动测量系统。

本实用新型的具体方案为：一种基于超声波的船舶吃水自动测量系统，具有若干个超声波数据采集设备、云服务器和上位机；所述超声波数据采集设备内置有微控制器和与微控制器电源接口连接的供电设备，微控制器至少设有两个信号输入端口，并且分别对应连接有超声波传感器、温湿度传感器，微控制器的信号输出端口连接有无线上传模块，所述超声波传感器、温湿度传感器将收集的信息数据传输至微控制器，微控制器再通过无线上传模块将信息数据发送至云服务器；所述上位机通过网关访问云服务器，下载由无线上传模块发送至云服务器内的信息数据。

在船舶的船艏、船艉甲板处的外侧分别安装有一个超声波数据采集设备，在船舶两侧船舷的外侧也对称安装有四个超声波数据采集设备，每一个超声波数据采集设备均通过向外伸出的水平支架固定安装，并且保证超声波传感器的探头垂直向下。

微控制器还设有SD卡座，SD卡座内置有SD卡数据存储器，微控制器将超声波传感器、温湿度传感器传输的信息数据存储在SD卡数据存储器中。

无线上传模块为LoRa无线上传模块，网关与云服务器之间通过LoRa无线传输。

本实用新型具备的优势在于：

1、超声波传感器防水、抗干扰能力强、成本低、测量精度高、能达到毫米级；

2、整个测量系统结构简单、各个数据采集模块独立工作不相互干扰；

3、较其他传输方式，LoRa无线传输具有作用距离远、抗干扰能力强（误码率低）、耗能低和灵敏度高的特点，基于这些特点，微控制器与云服务器、云服务器与网关之间的信息传输更加稳定、可靠；

4、整个系统稳定可靠，可自动完成船舶平均吃水测量，测量实时性好，精度高。

附图说明