[发明专利]一种水域冰情监测系统

摘要

本发明公开了一种水域冰情监测系统，包括若干个冰情监测站，各冰情监测站一一对应设置于所要监测水域的各子水域内，各冰情监测站包括支架，支架上端固定有密封箱，密封箱的下端固定有竖直伸入水面以下的左柱体及右柱体，左柱体上沿其纵向均匀设置有多个震动模块，右柱体上沿其纵向均匀设置有多个与各震动模块一一对应的震动能量接收模块；密封箱内设有微处理器、数据存储模块、第一无线通信模块及蓄电池，蓄电池与太阳能电池板电连接；第一无线通信模块与监控管理中心主机无线通信连接。本发明能够对所监测水域内的各处进行冰层厚度、冰层中不同厚度处的密度进行监测，能够通过无线通信的方式及时发送给监控管理中心主机。

主权项

1.一种水域冰情监测系统，包括若干个冰情监测站，各冰情监测站一一对应设置于所要监测水域的各子水域内，各冰情监测站分别与监控管理中心主机无线通信连接并将各自子水域内的冰情数据发送至监控管理中心主机，从而使监控管理中心获得整个所要监测水域的冰情状况，其特征在于，所述冰情监测站包括固定于所要监测的子水域内的支架(1)，支架(1)上端固定有密封箱(2)，密封箱(2)位于水面以上，密封箱(2)的下端固定有竖直伸入水面以下的左柱体(3)以及右柱体(4)，左柱体(3)和右柱体(4)之间平行设置，其中左柱体(3)上沿其纵向均匀设置有多个震动模块(5)，各震动模块(5)所发射的振动波的频率各不相同，右柱体(4)上沿其纵向均匀设置有多个与各震动模块(5)一一对应的用于接收相应震动模块(5)所发射振动波的震动能量接收模块(6)，其中各震动模块(5)以及与其相对应的震动能量接收模块(6)位于同一水平面内；所述密封箱(2)内设有微处理器(7)、数据存储模块(16)、第一无线通信模块(8)以及蓄电池(9)，所述微处理器(7)分别与数据存储模块(16)、各个震动模块(5)、各震动能量接收模块(6)、第一无线通信模块(8)信号连接，微处理器(7)还与蓄电池(9)电连接，蓄电池(9)与设于密封箱(2)上表面的太阳能电池板(10)电连接；所述第一无线通信模块(8)与监控管理中心主机无线通信连接；所述数据存储模块(16)用于存储各震动模块(5)以及相对应的震动能量接收模块(6)在纵向方向上的位置的高度值；数据存储模块(16)还用于存储各震动能量接收模块(6)所接收到的震动能量的功率与相应的震动模块(5)的震动能量发射功率的功率比值在所监测水域的空气层中、冰层中以及水层中的范围值；数据存储模块(16)还用于存储各震动能量接收模块(6)所接收到的震动能量的功率与相应的震动模块(5)的震动能量发射功率的功率比值与所在冰层中对应高度位置处的冰的密度值的对应数据信息，其中所述冰的密度值所对应的功率比值是通过若干次实验室实验，在不同冰密度值下，使用技术参数、规格一致的各震动模块(5)和对应的震动能量接收模块(6)在相同的震动能量接收距离下通过若干次实验所得出的对应一组包含若干个点值的冰的密度值的一组功率比值；所述震动模块(5)用于在接收到所述微处理器(7)发送的震动命令后按自身震动功率及震动频率进行震动；所述震动能量接收模块(6)用于接收相对应的震动模块(5)所发射的震动能量，并将所接收到的震动能量的震动功率数值发送给所述微处理器(7)；所述微处理器用于根据所接收到的冰层厚度以及沿冰层厚度方向各高度处冰层的密度值检测命令，向所述震动模块(5)发送震动命令，同时用于接收各震动能量接收模块(6)所发送来的震动功率数值，并将所述震动功率数值除以相对应的震动模块(5)的发射功率，得到相应的功率比值，并将该功率比值与数据存储模块(16)中存储的所述功率比值在冰层中的范围值进行比对，当该功率比值在范围值内时，再将该功率比值与数据存储模块(16)中存储的相对应于各个冰的密度值的功率比值进行比对，找到数据存储模块(16)中存储的最接近的功率比值，并将对应于该功率比值的冰的密度值作为该震动模块(5)和震动能量接收模块(6)所在高度处冰层的密度值；所述微处理器根据存储在数据存储模块(16)中的各震动模块(5)在纵向方向上的位置的高度值，将冰层内的最高位置处的震动模块(5)的高度值减去冰层内的最低位置处的震动模块(5)的高度值后得到冰层厚度；各冰情监测站的微处理器(7)将所述冰层厚度以及冰层内各震动模块(5)所在高度处冰层的密度值通过所述第一无线通信模块(8)无线发送给所述监控管理中心主机，从而使监控管理中心获得整个所要监测水域的子水域的冰层厚度以及沿冰层厚度方向各高度处冰层的密度值，所述监控管理中心主机还通过第一无线通信模块(8)向所监测水域的子水域的冰情监测站的微处理器(7)发送冰层厚度以及沿冰层厚度方向各高度处冰层的密度值检测命令。