[发明专利]抗位移式智能浮床、生态浮岛、系统及工作方法

权利要求书

1.一种抗位移式智能浮床，其特征在于，至少包括：

圆台空心结构的浮床本体，在所述浮床本体的上表面设有太阳能充电装置，在所述太阳能充电装置的顶端设有指示灯；

与所述浮床本体下表面连接的平衡连接板；所述平衡连接板的四周设置有锁孔；

安装于平衡连接板下方的动力组件；

设置于浮床本体内腔的PLC模块、用于浮床定位的GPS模块；

pH值监测单元；其中：

所述太阳能充电装置的电源输出端子分别与PLC模块、指示灯、动力组件、GPS模块和pH值监测单元的电源端子电连接。

2.根据权利要求1所述的抗位移式智能浮床，其特征在于：所述太阳能充电装置包括：多块光伏组件、位于浮床本体内部的电能控制模块与蓄电池，所述光伏组件依次通过汇流条、电能控制模块与蓄电池的充电端子连接。

3.根据权利要求1所述的抗位移式智能浮床，其特征在于：所述动力组件包括安装于平衡连接板下表面的半球体；在所述半球体的外壁均匀设置有四组桨叶；每组桨叶连接一台直流电机；在所述半球体的内部设置有驱动电路模块；所述太阳能充电装置的电源输出端子与驱动电路模块供电端子连接；所述PLC模块通过驱动电路模块与直流电机的控制端子连接。

4.根据权利要求1所述的抗位移式智能浮床，其特征在于：所述平衡连接板为方形；所述锁孔位于平衡连接板的四个顶点和四条边缘的中部。

5.根据权利要求1所述的抗位移式智能浮床，其特征在于：所述pH值监测单元包括pH值监测传感器。

6.一种抗位移型生态浮岛，其特征在于：包括权利要求4所述的抗位移式智能浮床；所述平衡连接板通过锁孔与植物浮床单元连接。

7.一种抗位移式智能浮床系统，其特征在于：包括权利要求1-5任一项所述的抗位移式智能浮床；在所述浮床本体上设有与PLC模块通信用的无线通讯模块，上位机通过无线通讯模块与PLC模块进行数据交互。

8.一种抗位移式智能浮床的工作方法，其特征在于，基于权利要求1-5任一项所述的抗位移式智能浮床实现；至少包括：

S1、上位机读取智能浮床定位与电量信息；

S2、可视化显示：上位机通过可视化地图显示智能浮床的定位信息，该定位信息包括：经度、纬度、速度、方位角以及浮床中蓄电池的剩余电量百分比，对于剩余电量小于等于15％的浮岛，上位机用红色标出电量低的浮岛，并进行语音报警，提示工作人员及时处理；

S3、将电能充足的浮床和普通植物浮床单元拼接成的生态浮岛置于水域边缘；

S4、参数设置：根据生态浮岛上植物的特性设置pH值上下限报警阈值、数据采样周期；

S5、操控浮岛至目标水域：

S6、浮岛切换至抗位移漂浮模式：浮岛到达指定位置后，通过上位机向该浮岛发送模式切换指令，PLC模块将GPS模块当前定位的经、纬度作为自身原点坐标，并进行存储；此模式下GPS模块以周期T₂＝0.1秒更新经度、纬度、速度、方位角、磁偏角信息并反馈给PLC模块，PLC模块以周期T₃对定位数据进行比对，其中为实现比对防抖，T₃＝T₂/5＝0.02秒；当判定发生位移时，PLC模块分析出浮床自身在水中的相对位移与状态，并计算出符合四个桨叶各自转速的精确PWM方波，PWM方波经过驱动电路模块放大后传输到四台直流电机，进而控制四个旋叶不同转速与启停状态，使生态浮岛抵消风浪和水流所造成的相对位移，从而保持整个浮岛在水平面上的相对静止状态，进入抗位移漂浮模式；之后PLC以周期T₃＝0.02秒无限重复比对的过程，直至上位机向该浮岛的无线通讯模块发送模式切换指令，则浮岛切换回普通模式；

S7、pH值监测：浮岛进入抗位移式漂浮模式后，PLC模块启动pH值监测模块，持续监测该区域pH值是否超出阈值，并存储每个采样点的pH值数据；上位机显示某一周期内水体pH值曲线。