一种水文监测浮标控制系统

技术领域

本发明涉及浮标技术领域，具体为一种水文监测浮标控制系统。

背景技术

现有的水文监测浮标用于江河湖泊中，对水文进行监测，在雨季到来时，会涨潮，在旱季时，水位下降，而现有的水文监测浮标，其锚索的长度是一定的，在正常情况下，能够保障浮标能够正常漂浮在水面，但是当涨潮时，水位过高，浮标则可能被淹沉在水中，不仅导致水文监测浮标无法完成监测任务，同时可能导致上端的工作元件抑或内部控制器长期浸泡在水中而损坏；如果水位过低，则会导致整个水文监测浮标暴露，因为没有水的浮力支撑，则会发生侧歪，导致上端元器件损坏，为解决上述存在的问题，提出一种水文监测浮标控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水文监测浮标控制系统，在检测各种水文信息的同时，根据水位自动控制高度，使水文监测器件可处于良好的环境中，起到良好的保护作用，解决了现有技术中当水位过高时，浮标没入水中无法正常完成水文监测工作，当水位过低时，浮标搁浅损坏而无法及时处理导致各种器件损坏的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水文监测浮标控制系统，包括漂浮平台，所述漂浮平台的下端固定安装有抛锚器，抛锚器的底端固定安装有圆盘，圆盘的中央开设有圆孔；所述漂浮平台的内部安装有承接架，承接架的内侧固定安装有电机支撑架，电机支撑架的上端固定安装有伺服电机，伺服电机的下侧固定安装有转轴定位套筒，转轴定位套筒的下端安装有减速器，伺服电机的输出端固定安装有转轴，转轴穿过转轴定位套筒与减速器固定连接，减速器的输出端固定安装有锚索收纳器，锚索收纳器的收纳端接出有锚索，锚索穿过圆孔位于抛锚器的下端；锚索的另一端固定连接有定位锚。

优选地，承接架的内侧固定安装有限位板，限位板位于锚索收纳器的侧端，限位板的侧端开设有限位孔，锚索穿过限位孔。

优选地，承接架的底端固定安装有穿线板，穿线板的中央开设有过线孔，过线孔的中心线与伺服电机输出端的中心线在同一条直线上。

优选地，漂浮平台的上端固定安装有抬升支座，抬升支座的上端固定安装有立柱，立柱的上端固定安装有雨水传感器，立柱的一侧固定安装有抬升杆，抬升杆的顶端固定安装有湿度传感器，漂浮平台的侧端固定安装有水质检测传感器，立柱侧端的漂浮平台上固定安装有控制器，雨水传感器、湿度传感器和水质检测传感器均与控制器电性连接。

优选地，立柱的侧端安装有无线收发器，无线收发器与控制器电性连接，并与后台建立通讯。

优选地，控制器的输出端接有信号传输线，信号传输线的输入端连接有水位检测器，信号传输线的长度大于锚索的长度。

优选地，控制器采用STM32F作为主控芯片，控制器的接口端子上接有存储器，控制器编程设定不同水位时伺服电机转动的圈数，并将设定的信息储存在存储器中。

优选地，控制器的控制端子上接有警示器，警示器固定安装在抬升支座的侧端，警示器采用闪烁灯光警示。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提出的水文监测浮标控制系统，通过雨水传感器、湿度传感器和水质检测传感器来检测水文环境，检测到的水文信息传输给控制器处理后通过无线收发器传输给后台，从而完成正常水文监测工作，当水位变化时，伺服电机通过正反转收放锚索，使漂浮平台能够正常漂浮在水面上而不会没入水中，水位过低及过高时均将信息传输给后台，后台可及时了解到水位变化，并根据变化做出应对；整体在水位变化时控制锚索收放的长度，使漂浮平台正常漂浮在水面上，使上端器件保持在良好的检测环境中，具有良好的保护作用，当水位异常时，可及时提示后台，安全性高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明的A区放大图；

图4为本发明的原理框图；

图5为本发明的锚索收放控制流程图。

图中：1、漂浮平台；2、抛锚器；3、圆盘；4、圆孔；5、承接架；6、电机支撑架；7、伺服电机；8、转轴定位套筒；9、减速器；10、转轴；11、锚索收纳器；12、锚索；13、定位锚；14、限位板；15、限位孔；16、穿线板；17、过线孔；18、抬升支座；19、立柱；20、雨水传感器；21、抬升杆；22、湿度传感器；23、水质检测传感器；24、控制器；25、无线收发器；26、信号传输线；27、水位检测器；28、存储器；29、警示器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，一种水文监测浮标控制系统，包括漂浮平台1，漂浮平台1的下端固定安装有抛锚器2，抛锚器2的底端固定安装有圆盘3，圆盘3的中央开设有圆孔4；漂浮平台1的内部安装有承接架5，承接架5的内侧固定安装有电机支撑架6，电机支撑架6的上端固定安装有伺服电机7，伺服电机7的下侧固定安装有转轴定位套筒8，转轴定位套筒8的下端安装有减速器9，伺服电机7的输出端固定安装有转轴10，转轴10穿过转轴定位套筒8与减速器9固定连接，减速器9的输出端固定安装有锚索收纳器11，锚索收纳器11的收纳端接出有锚索12，锚索12穿过圆孔4位于抛锚器2的下端；锚索12的另一端固定连接有定位锚13。

作为本发明的进一步方案：承接架5的内侧固定安装有限位板14，限位板14位于锚索收纳器11的侧端，限位板14的侧端开设有限位孔15，锚索12穿过限位孔15。

通过采用上述技术方案，限位孔15对锚索12出线端的位置进行限定，抬升锚索12出线端的位置，在锚索收纳器11转动时，锚索12可顺利从锚索收纳器11上放出，并能顺利将锚索12收至锚索收纳器11上。

作为本发明的进一步方案：承接架5的底端固定安装有穿线板16，穿线板16的中央开设有过线孔17，过线孔17的中心线与伺服电机7输出端的中心线在同一条直线上。

通过采用上述技术方案，过线孔17对锚索12的位置进行限定，使锚索12的出线端与伺服电机7输出端保持在同一条垂线上，从而提高锚索12收放的稳定性。

作为本发明的进一步方案：漂浮平台1的上端固定安装有抬升支座18，抬升支座18的上端固定安装有立柱19，立柱19的上端固定安装有雨水传感器20，立柱19的一侧固定安装有抬升杆21，抬升杆21的顶端固定安装有湿度传感器22，漂浮平台1的侧端固定安装有水质检测传感器23，立柱19侧端的漂浮平台1上固定安装有控制器24，雨水传感器20、湿度传感器22和水质检测传感器23均与控制器24电性连接。

通过采用上述技术方案，通过设置雨水传感器20、湿度传感器22和水质检测传感器23用以检测水文环境，雨水传感器20用以检测单位时间内的降雨量，测算降雨量的大小；湿度传感器22用以检测空气的湿度，来判断天气状态；水质检测传感器23用以检测江河湖泊的水质，探测存在哪些污染物，譬如可以探测农药流进何流后对何流的污染状况，并将检测到的数据传输给控制器24进行分析处理。

作为本发明的进一步方案：立柱19的侧端安装有无线收发器25，无线收发器25与控制器24电性连接，并与后台建立通讯。

通过采用上述技术方案，设置立柱19用以提高无线收发器25的高度，设置的无线收发器25用以将控制器24分析得到的水文信息传输给后台。

作为本发明的进一步方案：控制器24的输出端接有信号传输线26，信号传输线26的输入端连接有水位检测器27，信号传输线26的长度大于锚索12的长度。

通过采用上述技术方案，水位检测器27投入到水中时，水位检测器27的迎液面收到水的压力作用，根据压力公式即可计算出水位检测器27所在处的水深，即检测水位的高低，并将检测到的水位信息通过信号传输线26传输给控制器24，由控制器24对水位信息进行分析处理，并根据水位信息作出相应的指令。

作为本发明的进一步方案：控制器24采用STM32F作为主控芯片，控制器24的接口端子上接有存储器28，控制器24编程设定不同水位时伺服电机7转动的圈数，并将设定的信息储存在存储器28中。

通过采用上述技术方案，控制器24分析得到水位的高低后，根据编程设定不同水位时伺服电机7转动的圈数来控制伺服电机7工作，从而调节锚索收纳器11收放锚索12的长度。

作为本发明的进一步方案：控制器24的控制端子上接有警示器29，警示器29固定安装在抬升支座18的侧端，警示器29采用闪烁灯光警示。

通过采用上述技术方案，当检测到水位过低时，此时控制伺服电机7反转将锚索12收起一定的长度，同时控制器24控制警示器29闪烁灯光进行警示，采用灯光闪烁其一具有良好的警示作用，第二便于人员快速对漂浮平台1的位置进行确定，控制器24在控制警示器29闪烁的同时，将水位过低的信息通过无线收发器25传输给后台，后台根据水位过低状况作出相应的应对；当检测到水位过高时，此时控制伺服电机7正转将锚索12放出一定的长度，使漂浮平台1能够正常漂浮在水面上而不会没入水中，导致工作元器件没入水中而损坏，同时控制器24控制警示器29闪烁灯光进行警示，并将水位过低的信息通过无线收发器25传输给后台，后台即可根据水位状态提前做好防汛工作。

综上所述：本发明提出的水文监测浮标控制系统，通过雨水传感器20、湿度传感器22和水质检测传感器23来检测水文环境，检测到的水文信息传输给控制器24处理后通过无线收发器25传输给后台，从而完成正常水文监测工作，根据不同时间段水深不同对浮标的影响，当水位过低时，伺服电机7反转将锚索12收起一定的长度以及将水位过低信息传输给后台，并同时控制警示器29闪烁灯光进行警示，后台人员可及时根据闪烁灯光找到位置；当检测到水位过高时，伺服电机7正转将锚索12放出一定的长度，使漂浮平台1能够正常漂浮在水面上而不会没入水中，水位过低及过高时均将信息传输给后台，后台可及时了解到水位变化，并根据变化做出应对；整体在水位变化时控制锚索12收放的长度，使漂浮平台1正常漂浮在水面上，具有良好的保护作用，当水位异常时，可及时提示后台，安全性高。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。