基於北鬥衛星定位信息遠程監控採砂船作業的裝置製造方法
2023-12-10 20:49:22
基於北鬥衛星定位信息遠程監控採砂船作業的裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於北鬥衛星定位信息遠程監控採砂船作業的裝置，主要由安裝在採砂船作業控制室內的北鬥控制主機、布設在採砂船各個作業機構內的監測傳感器和為該裝置提供電源的工作電源；其中，所述的北鬥控制主機包括MCU控制器以及分別與MCU控制器相連接的傳感器接收模塊、電源電路單元、北鬥模塊、通訊模塊、存儲模塊和揚聲器；所述的監測傳感器的信號輸出端與傳感器接收模塊相連接。該裝置結構簡單、設計邏輯合理、能夠對採砂船作業情況進行有效監控。
【專利說明】基於北鬥衛星定位信息遠程監控採砂船作業的裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種監控裝置，尤其涉及了一種基於北鬥衛星定位信息遠程監控採砂船作業的裝置。
【背景技術】
[0002]隨著建築業的快速發展，泥沙的使用量越來越大。而目前大多數泥沙均是通過採砂船在河道或海灣獲取。採砂船也可叫作抽沙平臺，是指利用水力的作用，將高壓水槍噴射出的水柱衝起的淤泥(或細沙、海沙等)在吸沙泵的作用下有管道輸送到目的地。由於沙的需求量大，採砂船的數量也越來越多，但是由於沒有規範化管理，也帶來了越來越多的問題，如部分採砂船無限制、無約束的在河道上任意抽沙，以及將採砂船上的廢料隨意排放，嚴重破壞了部分河道的生態環境。因此，對採砂船進行規範化管理，有效的監控採砂船的作業、棄料情況是目如急需解決的問題。
[0003]目前市場上監控裝置有很多，但很多都是針對車輛行駛或是對部分特定區域進行監控而設計的；市場上還沒有針對採砂船設計的監控裝置。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種結構簡單、設計邏輯合理、基於北鬥衛星定位信息能夠對採砂船作業情況進行有效監控的裝置。
[0005]為了實現上述目的，本發明採用了以下技術方案:
一種基於北鬥衛星定位信息遠程監控採砂船作業的裝置，主要由安裝在採砂船作業控制室內的北鬥控制主機、布設在採砂船各個作業機構內的監測傳感器和為該裝置提供電源的工作電源；其特徵在於:所述的北鬥控制主機包括MCU控制器以及分別與MCU控制器相連接的傳感器接收模塊、電源電路單元、北鬥模塊、通訊模塊、存儲模塊和揚聲器；所述的監測傳感器包括聯接在抽沙泵電路上的抽沙泵監測傳感器、聯接在發動機電路上的發動機監測傳感器、聯接在棄料電機電路上的棄料機監測傳感器和聯接在傳動電機電路上的傳動機監測傳感器，所述的抽沙泵監測傳感器、發動機監測傳感器、棄料機監測傳感器和傳動機監測傳感器的信號輸出端分別與傳感器接收模塊相連接；當抽沙泵、發動機、棄料電機或傳動電機開始工作時，相應的監測傳感器經由傳感器接收模塊向MCU控制器輸出相應的信號；所述的MCU控制器通過北鬥模塊獲取採砂船實時的位置信息，通過通訊模塊與遠程管理平臺進行數據雙向傳輸；
在採砂船離開停泊區駛往作業區前，監控人員在遠程管理平臺上設置該採砂船的作業區和棄料區的位置參數；
在採砂船正常航行時，北鬥控制主機的MCU控制器將北鬥模塊接收的採砂船位置信息實時經由通訊模塊上傳給遠程管理平臺，並在遠程管理平臺裝載的GIS地圖上進行標註，實時顯示採砂船的航行軌跡；
當採砂船進行抽沙作業時，抽沙泵監測傳感器向MCU控制器輸出抽沙作業信號，MCU控制器接收到抽沙作業信號後，將此時北鬥模塊接收的採砂船位置信息標註為作業位置信息並經由通訊模塊上傳給遠程管理平臺，遠程管理平臺接收到該作業位置信息後，與預先設置的該採砂船的作業區的位置參數進行比對分析；若採砂船的位置在預先設定的作業區內，將該作業位置信息進行存儲；若採砂船的位置不在預先設定的作業區內，遠程管理平臺生成一個報警指令並發送給該採砂船的北鬥控制主機，北鬥控制主機的MCU控制器接收到報警指令後啟動揚聲器，發出警報聲音；
當採砂船進行排洩廢料時，棄料機監測傳感器向MCU控制器輸出棄料信號，MCU控制器接收到棄料信號後，將此時北鬥模塊接收到的採砂船位置信息標註為棄料位置信息並經由通訊模塊上傳給遠程管理平臺，遠程管理平臺接收到該棄料位置信息後，與預先設置的該採砂船的棄料區的位置參數進行分析比對；若採砂船的位置在預先設定的棄料區內，將該棄料位置信息進行存儲；若採砂船的位置不在預先設定的棄料區內，遠程管理平臺生成一個報警指令並發送給該採砂船的北鬥控制主機，北鬥控制主機的MCU控制器接收到報警指令後啟動揚聲器，發出警報聲音。
[0006]進一步說明，所述的電源電路單元包括電源濾波保護電路、充電電路、低壓檢測電路、斷電檢測電路和開關電源電路；所述的電源濾波保護電路的輸入端與工作電源相連接，輸出端分別連接著充電電路、低壓檢測電路、斷電檢測電路和開關電源電路；所述的充電電路的輸出端連接著一個後備電池；所述的後備電池、低壓檢測電路、斷電檢測電路和開關電源電路分別與MCU控制器相連接。設計的電源電路單元可以實現工作電源過放電保護或過壓保護功能:當工作電源電壓過低時(低於10V)，可以切換到後備電池供電；當工作電源超過極限電壓(60V)立即切斷外部電路，並切換到後備電池供電，後備電池保證工作3小時。
[0007]上述的開關電源還設有一個穩壓3.3V輸出埠和一個穩壓3.9V輸出埠 ；所述的穩壓3.3V輸出埠與北鬥模塊相連接；所述的穩壓3.9V輸出埠與通訊模塊相連接。
[0008]進一步說明，所述的北鬥控制主機內還設有分別與MCU控制器相連接的顯示模塊、擴展串口、攝像頭接口、語音控制模塊；所述的MCU控制器還設有自定義低輸出接口和油路電路控制接口，所述的油路電路控制接口與採砂船的作業控制電路相連接。
[0009]本發明中的北鬥控制主機具備防拆物理檢測功能:北鬥控制主機中的MCU控制器的油路電路控制接口通過RS232提供大於I路的開路併入船的開路保護電路，並同時提供大於I路的閉路串入船的鑰匙開關或控制板電源開關。當連接線被拆除或剪斷後船油電自動被鎖定。工作電源拆除報警:當工作電源被拆除，MCU控制器檢測不到工作電源輸出的高電平開關量時自動發送工作電源拆除報警。裝置斷電報警:當北鬥控制主機的電源被關斷，將自動切換至後備電池工作，並將斷電信息報告至遠程管理平臺。天線剪斷報警:當北鬥天線被剪斷，MCU控制器自動將斷線信息報告至遠程管理平臺。
[0010]進一步說明，所述的北鬥模塊採用以北鬥衛星定位晶片為核心的定位模塊；所述的通訊模塊採用移動數據無線通信的SM卡。所述的存儲模塊包括TF卡和鐵電存儲器，存儲模塊可以長期存儲少量監測或接收到的信號數據，在通訊信號不好的情況下，也可以暫存較多實時監測或接收的信號數據，待通訊信號恢復時，補報給遠程管理平臺。所述的顯示模塊採用液晶顯示屏。所述的工作電源採用蓄電池，工作電壓10?60V自適應。
[0011]進一步說明，所述的北鬥控制主機採用天線一體化設計，內置繼電器及天線，使它擁有強大的防破壞功能:當天線遭破壞或SIM卡被拔或電源線被拔時，MCU控制器向採砂船的作業控制電路輸出斷油電指令。
[0012]本發明的優點:
1.結構簡單、設計邏輯合理、安全可靠。
[0013]2.上級管理部門的監控系統的遠程管理平臺可以實時監控船隻的實時位置信息，各種傳感器可實時監控船隻各種作業設備工作狀態，充分利用北鬥衛星定位技術，通過MCU控制器執行各種數據處理以及控制指令，不僅有效地對採砂船的作業狀況進行監控，還可以在禁採期、禁採區違規作業時，能發出警報，提醒工作人員停止作業等。
[0014]3.本發明通過通信模塊，進行無線數據移動傳輸，可以實現遠程監控採砂船的作業情況。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明一實施例中結構框架示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0017]實施例:
如圖1所示，一種基於北鬥衛星定位信息遠程監控採砂船作業的裝置，主要由安裝在採砂船作業控制室內的北鬥控制主機、布設在採砂船各個作業機構內的監測傳感器和為該裝置提供電源的蓄電池(工作電壓10?60V自適應)；其中，所述的北鬥控制主機包括MCU控制器以及分別與MCU控制器相連接的傳感器接收模塊、電源電路單元、北鬥模塊、通訊模塊、存儲模塊和揚聲器；
所述的監測傳感器包括聯接在抽沙泵電路上的抽沙泵監測傳感器、聯接在發動機電路上的發動機監測傳感器、聯接在棄料電機電路上的棄料機監測傳感器和聯接在傳動電機電路上的傳動機監測傳感器，所述的抽沙泵監測傳感器、發動機監測傳感器、棄料機監測傳感器和傳動機監測傳感器的信號輸出端分別與傳感器接收模塊相連接；當抽沙泵、發動機、棄料電機或傳動電機開始工作時，相應的監測傳感器經由傳感器接收模塊向MCU控制器輸出相應的信號；
所述的電源電路單元包括電源濾波保護電路、充電電路、低壓檢測電路、斷電檢測電路和開關電源電路；所述的電源濾波保護電路的輸入端與工作電源相連接，輸出端分別連接著充電電路、低壓檢測電路、斷電檢測電路和開關電源電路；所述的充電電路的輸出端連接著一個後備電池；所述的後備電池、低壓檢測電路、斷電檢測電路和開關電源電路分別與MCU控制器相連接；所述的開關電源還設有一個穩壓3.3V輸出埠和一個穩壓3.9V輸出埠 ；所述的穩壓3.3V輸出埠與北鬥模塊相連接；所述的穩壓3.9V輸出埠與通訊模塊相連接；
所述的北鬥控制主機內還設有分別與MCU控制器相連接的顯示模塊、擴展串口、攝像頭接口、語音控制模塊；所述的MCU控制器還設有自定義低輸出接口和油路電路控制接口，所述的油路電路控制接口與採砂船的作業控制電路相連接；
所述的北鬥模塊採用以北鬥衛星定位晶片為核心的定位模塊；所述的通訊模塊採用移動數據無線通信的SIM卡；所述的MCU控制器通過北鬥模塊獲取採砂船實時的位置信息，通過通訊模塊與遠程管理平臺進行數據雙向傳輸；
所述的存儲模塊包括TF卡和鐵電存儲器；所述的顯示模塊採用液晶顯示屏；
在採砂船離開停泊區駛往作業區前，監控人員在遠程管理平臺上設置該採砂船的作業區和棄料區的位置參數；
在採砂船正常航行時，北鬥控制主機的MCU控制器將北鬥模塊接收的採砂船位置信息實時經由通訊模塊上傳給遠程管理平臺，並在遠程管理平臺裝載的GIS地圖上進行標註，實時顯示採砂船的航行軌跡；
當採砂船進行抽沙作業時，抽沙泵監測傳感器向MCU控制器輸出抽沙作業信號，MCU控制器接收到抽沙作業信號後，將此時北鬥模塊接收的採砂船位置信息標註為作業位置信息並經由通訊模塊上傳給遠程管理平臺，遠程管理平臺接收到該作業位置信息後，與預先設置的該採砂船的作業區的位置參數進行比對分析；若採砂船的位置在預先設定的作業區內，將該作業位置信息進行存儲；若採砂船的位置不在預先設定的作業區內，遠程管理平臺生成一個報警指令並發送給該採砂船的北鬥控制主機，北鬥控制主機的MCU控制器接收到報警指令後啟動揚聲器，發出警報聲音；
當採砂船進行排洩廢料時，棄料機監測傳感器向MCU控制器輸出棄料信號，MCU控制器接收到棄料信號後，將此時北鬥模塊接收到的採砂船位置信息標註為棄料位置信息並經由通訊模塊上傳給遠程管理平臺，遠程管理平臺接收到該棄料位置信息後，與預先設置的該採砂船的棄料區的位置參數進行分析比對；若採砂船的位置在預先設定的棄料區內，將該棄料位置信息進行存儲；若採砂船的位置不在預先設定的棄料區內，遠程管理平臺生成一個報警指令並發送給該採砂船的北鬥控制主機，北鬥控制主機的MCU控制器接收到報警指令後啟動揚聲器，發出警報聲音。
[0018]上述的北鬥控制主機採用天線一體化設計，內置繼電器及天線，使它擁有強大的防破壞功能:當天線遭破壞或SIM卡被拔或電源線被拔時，MCU控制器向採砂船的作業控制電路輸出斷油電指令。
【權利要求】
1.一種基於北鬥衛星定位信息遠程監控採砂船作業的裝置，主要由安裝在採砂船作業控制室內的北鬥控制主機、布設在採砂船各個作業機構內的監測傳感器和為該裝置提供電源的工作電源；其特徵在於:所述的北鬥控制主機包括MCU控制器以及分別與MCU控制器相連接的傳感器接收模塊、電源電路單元、北鬥模塊、通訊模塊、存儲模塊和揚聲器；所述的監測傳感器包括聯接在抽沙泵電路上的抽沙泵監測傳感器、聯接在發動機電路上的發動機監測傳感器、聯接在棄料電機電路上的棄料機監測傳感器和聯接在傳動電機電路上的傳動機監測傳感器，所述的抽沙泵監測傳感器、發動機監測傳感器、棄料機監測傳感器和傳動機監測傳感器的信號輸出端分別與傳感器接收模塊相連接；當抽沙泵、發動機、棄料電機或傳動電機開始工作時，相應的監測傳感器經由傳感器接收模塊向MCU控制器輸出相應的信號；所述的MCU控制器通過北鬥模塊獲取採砂船實時的位置信息，通過通訊模塊與遠程管理平臺進行數據雙向傳輸； 在採砂船離開停泊區駛往作業區前，監控人員在遠程管理平臺上設置該採砂船的作業區和棄料區的位置參數； 在採砂船正常航行時，北鬥控制主機的MCU控制器將北鬥模塊接收的採砂船位置信息實時經由通訊模塊上傳給遠程管理平臺，並在遠程管理平臺裝載的GIS地圖上進行標註，實時顯示採砂船的航行軌跡； 當採砂船進行抽沙作業時，抽沙泵監測傳感器向MCU控制器輸出抽沙作業信號，MCU控制器接收到抽沙作業信號後，將此時北鬥模塊接收的採砂船位置信息標註為作業位置信息並經由通訊模塊上傳給遠程管理平臺，遠程管理平臺接收到該作業位置信息後，與預先設置的該採砂船的作業區的位置參數進行比對分析；若採砂船的位置在預先設定的作業區內，將該作業位置信息進行存儲；若採砂船的位置不在預先設定的作業區內，遠程管理平臺生成一個報警指令並發送給該採砂船的北鬥控制主機，北鬥控制主機的MCU控制器接收到報警指令後啟動揚聲器，發出警報聲音； 當採砂船進行排洩廢料時，棄料機監測傳感器向MCU控制器輸出棄料信號，MCU控制器接收到棄料信號後，將此時北鬥模塊接收到的採砂船位置信息標註為棄料位置信息並經由通訊模塊上傳給遠程管理平臺 ，遠程管理平臺接收到該棄料位置信息後，與預先設置的該採砂船的棄料區的位置參數進行分析比對；若採砂船的位置在預先設定的棄料區內，將該棄料位置信息進行存儲；若採砂船的位置不在預先設定的棄料區內，遠程管理平臺生成一個報警指令並發送給該採砂船的北鬥控制主機，北鬥控制主機的MCU控制器接收到報警指令後啟動揚聲器，發出警報聲音。
2.根據權利要求1所述的基於北鬥衛星定位信息遠程監控採砂船作業的裝置，其特徵在於:所述的電源電路單元包括電源濾波保護電路、充電電路、低壓檢測電路、斷電檢測電路和開關電源電路；所述的電源濾波保護電路的輸入端與工作電源相連接，輸出端分別連接著充電電路、低壓檢測電路、斷電檢測電路和開關電源電路；所述的充電電路的輸出端連接著一個後備電池；所述的後備電池、低壓檢測電路、斷電檢測電路和開關電源電路分別與MCU控制器相連接。
3.根據權利要求2所述的基於北鬥衛星定位信息遠程監控採砂船作業的裝置，其特徵在於:所述的開關電源還設有一個穩壓3.3V輸出埠和一個穩壓3.9V輸出埠 ；所述的穩壓3.3V輸出埠與北鬥模塊相連接；所述的穩壓3.9V輸出埠與通訊模塊相連接。
4.根據權利要求1-3任一所述的基於北鬥衛星定位信息遠程監控採砂船作業的裝置，其特徵在於:所述的北鬥控制主機內還設有分別與MCU控制器相連接的顯示模塊、擴展串口、攝像頭接口、語音控制模塊；所述的MCU控制器還設有自定義低輸出接口和油路電路控制接口，所述的油路電路控制接口與採砂船的作業控制電路相連接。
5.根據權利要求4所述的基於北鬥衛星定位信息遠程監控採砂船作業的裝置，其特徵在於:所述的北鬥模塊採用以北鬥衛星定位晶片為核心的定位模塊；所述的通訊模塊採用移動數據無線通信的SIM卡。
6.根據權利要求1所述的基於北鬥衛星定位信息遠程監控採砂船作業的裝置，其特徵在於:所述的存儲模塊包括TF卡和鐵電存儲器。
7.根據權利要求4所述的基於北鬥衛星定位信息遠程監控採砂船作業的裝置，其特徵在於:所述的顯示模塊採用液晶顯示屏。
8.根據權利要求5-7任一所述的基於北鬥衛星定位信息遠程監控採砂船作業的裝置，其特徵在於:所述的工作電源採用蓄電池，工作電壓10~60V自適應。
9.根據權利要求5所述的基於北鬥衛星定位信息遠程監控採砂船作業的裝置，其特徵在於:所述的北鬥控制主機採 用天線一體化設計，內置繼電器及天線，使它擁有強大的防破壞功能:當天線遭破壞或SIM卡被拔或電源線被拔時，MCU控制器向採砂船的作業控制電路輸出斷油電指令。
【文檔編號】E02F9/20GK103758174SQ201410017677
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月15日 優先權日:2014年1月15日
【發明者】劉治業 申請人:柳州天運寰通科技有限公司