[发明专利]根据水位变化自动生成航槽的方法

说明书

技术领域

　　本发明涉及河流航道图，特别是通过河水水位自动检测、发送、接收并根据接收到的水位信息自动生成航槽的方法。 

背景技术

近年来，GPS导航技术在内河船舶上的应用得到了一定的发展，但是也遇到了很多的问题。其中一个重要的问题是内河的航道不像公路那样有明确的边线，因此在交通安全和效率上都存在严重的隐患。

现在，也有一些厂家的电子航道图增加了虚拟的航槽即在河内一定范围内的两边画了两根线来模拟航槽。这种办法必须手工勾画，而且水面高程值变化后，需要人工重画，不能自动生成，因此很不方便。

为了加快内河船舶船载导航的发展，提高航行安全性和通航能力，必须在电子导航图上表示航槽，并把上水航道和下水航道区分开来，满足内河航运的快速发展。

发明内容

本发明的目的是利用水位遥控检测装置的数据来自动生成适合当前水位的航槽，引导船舶安全航行。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

在河段上安装多个水位遥控检测装置，水位遥控检测装置采集水位传感器数据和GPS位置数据，并进行分析、保存；水位遥控检测装置通过GPRS模块采用无线连接方式与管理中心计算机连接，传输水位数据和GPS数据到管理中心计算机，并接收和执行管理中心计算机下传的指令；管理中心计算机安装数据接收配套软件，实时接收水位遥控检测装置上传的信息，把信息保存在数据库中，并定期把水位信息向各个终端计算机发布；终端计算机安装地图处理配套软件，接收水位数据并对数据进行分析和处理，根据处理结果S自动生成航槽，并在电子航道图上显示新的航槽。

以上所述的带GPS定位的水位遥控检测装置，包括嵌入式控制中心、水位检测传感器、GPS定位模块、GPRS无线通信模块和工作电源模块，其中在嵌入式控制中心的控制板上设有两个RS232串口、直流电源接口、传感器接口；工作电源通过直流电源接口与嵌入式控制中心连接，GPS模块通过RS232串口与嵌入式控制中心连接，GPRS模块通过RS232串口与嵌入式控制中心连接，水位监测传感器通过传感器接口与嵌入式控制中心连接，嵌入式控制中心还设有复位电路和供电电源。

嵌入式控制中心可以是单片机，或者是微处理器。

管理中心计算机是一台带公网IP的计算机，安装了Mysql数据库系统。

GPRS无线通信模块是一种基于GPRS网络、内嵌完整TCP/IP协议的无线调制解调器，与管理中心计算机实现无线连接和通讯。

水位检测传感器为压力传感器，它通过一个带钢针的防沙钢桶固定在河道的水面以下，通过电缆与嵌入式控制中心连接。

工作电源是直流电源，包括太阳能电池板与蓄电池组合的电源或者蓄电池或交流电源经转换后的直流电源。

嵌入式控制中心与水位检测传感器连接，可以实时采集水位检测传感器从检测点传输的数值，并转换为水面值存储。

嵌入式控制中心与GPS模块连接，实时接收GPS位置信息，并与上一次保存的信息对比，如果位置变化大于原来设定的值，就向系统发送移动报警的信息，起防盗作用。

嵌入式控制中心与GPRS模块连接，通过GPRS模块与管理中心计算机无线连接，向管理中心计算机上传水位数据和GPS位置数据。

所述的管理中心计算机上安装了数据接收配套软件，可以接收并保存对河流水位进行远程实时监测的值，监测的内容包括：装置的实际位置、记录装置检测的水位值和检测时间、列举装置检测水位的历史记录、为航道管理提供水位信息等。软件对接收到的数据进行有效性判断，对有效的数据保存到数据库，对每分钟发送10次以上无效数据的当作网络攻击，断开这个连接30分钟内禁止重连。

上述的数据接收配套软件是一种基于C++语言，自行开发、适用于该方法的软件，具备数据有效性判断、快速保存和防止攻击功能。

所述的终端计算机上安装了地图处理配套软件，自动生成航槽的方法包括下列步骤：

（1）打开前期已经制作好的电子导航图，本发明用到导航图中的四个数据集，一是记录天然河道两边线的天然河道线数据集，二是记录天然河流航道面记录天然河航道面数据集；三是等高线数据集；四是水深信息的点数据集（记录水深点的位置及水深数据值）。软件调取每次生成航槽时保存的水位信息值S0和平均高程H0值，还有系统后台设置的坡岸最高高程Hg、天然河航道面高程Ht； 

（2）、接收管理中心计算机发布的水位数据，并对数据进行分析和处理，处理结果记录为S；