[发明专利]一种基于北斗导航通信的水位智能巡查系统

摘要

本发明公开了一种基于北斗导航通信的水位智能巡查系统，包括智能巡查终端、巡查服务器和水位测量模块，三个模块的内部均设有北斗通信模块；巡查服务器与智能巡查终端、水位测量模块通过北斗通信模块进行双向通信，北斗通信模块与北斗导航定位系统无线连接。本发明充分利用北斗导航通信覆盖范围广、方便廉价的特点为水位数据报送至服务器提供很好的通信方式，解决了野外信号差、手机网络费用较高的问题；水位巡查系统的智能性可以自动获取水位数据，自动获取的水位数据可以与人工查询的数据进行对比，可以有效防止巡查人员作弊的问题；并对水位数据进行加密处理可以有效防止水位数据被篡改的问题，可以有效保证水位智能巡查系统的稳定运行。

主权项

1.一种基于北斗导航通信的水位智能巡查系统，包括:智能巡查终端、巡查服务器和水位测量模块，三个模块的内部均设有北斗通信模块；巡查服务器与智能巡查终端、水位测量模块通过北斗通信模块进行双向通信，北斗通信模块与北斗导航定位系统无线连接；所述智能巡查终端，用于识别包含地理位置信息的二维码、验证巡查人员的身份、定位巡查人员的位置、测量水位、接收巡查服务器发送的警报信息、向巡查服务器发送信息并对信息进行加密处理，接收来自巡查服务器的信息；所述巡查服务器，用于存储来自智能巡查终端上传的数据以及水位测量模块上传的水位信息数据，并对数据进行解密处理，将数据与服务器中预设的数据进行对比，判定巡查任务是否存在作弊行为、水位测量模块是否出现问题需要修理；水位测量模块，用于自动测量河道水位；其特征是：所述水位测量模块包括：二维码模块，包含巡查地点的地理位置信息的二维码标识，巡查人员到达巡查地点后，通过智能巡查终端扫描二维码，扫描完成后将二维码信息上传至巡查服务器；水位条码模块，用于计算水位的标记，水位条码被印刷在河坝上、水中的板子上或者水中建的水泥柱子上；红外摄像模块，通过红外摄像头拍摄读取露出水面的水位，数据读取后会发送给水位计算模块；水位计算模块，接收红外摄像模块发送的数据，并计算出实时水位；数据加密模块，用于将水位计算模块计算出的实时水位数据信息进行加密处理；北斗通信模块，用于发送水位数据，水位数据计算出来后，通过北斗通信模块发送至巡查服务器；所述水位条码模块、红外摄像模块、水位计算模块、数据加密模块、北斗通信模块依次连接；所述水位计算模块计算实时水位的方法是，通过红外摄像头获取露出水面的水位成像长度A，由于A在图像上的长度和相机的位置关系很大，需要严格的校准来计算A在物理三维空间距离，为了减少相机校准的问题，在水位条码模块上有倒三角的平行直线条码，平行直线条码之间的等间距可以事先预设为固定值B，有条码之间的等间距固定值B作为参考，获取了A的成像距离，物理空间的距离可以被计算出来，根据计算出的水面上的实际的水位长度以及平行直线条码与基准线所成的角度α，再进一步可以计算出实际水位X，具体计算过程如下所示：假设成像后，露出水面的水位成像有两个部分，分别为A1、A2，对应的成像长度为a1、a2；把A分为均等的两半，求取水位成像长度的一半，设为a，也就是说有一条垂直的线沿着X上去到顶与其他斜条码顶部对齐，平行直线条码成像为平行直线条纹，条纹之间的平均成像间距为b；第一步，计算水位成像长度的一半：a = (a1+ a2) / 2                   　　　　（1）第二步，计算出成像距离与实际距离的比例，再乘以A的成像长度，即可得到A的实际长度，A = (B/b) * a                   　 　　　　（2）第三步，根据实际水位与露出水面上的水位的关系计算出实际水位：X = (A/2) * tan(α)               　　　　（3）根据（1）、（2）、（3），得出：X = (B/b) * ((a1+a2)/2 ) * tan(α)     　（4）通过（4）式可以计算出实时的水位。