阅读说明：本技术 一种海洋类型自然保护区人员活动轨迹实时监测系统及方法 (Real-time monitoring system and method for personnel activity track in marine type natural protection area ) 是由 周越 王伟 杜金鸿 冯春婷 罗建武 于 2020-10-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种海洋类型自然保护区人员活动轨迹实时监测系统及方法,包括获取模块、处理模块和海上巡逻终端,所述获取模块包括遥感模块、水中监测模块以及通讯信号监测模块,所述处理模块包括传输模块和控制平台,所述遥感模块、水中监测模块、通讯信号监测模块以及海上巡逻终端均和传输模块通讯连接,所述控制平台和传输模块连接；所述水中监测模块包括外机身、设于外机身上的若干上螺旋桨和下螺旋桨。该海洋类型自然保护区人员活动轨迹实时监测系统及方法,可以对海洋类型的自然保护区进行全方位的监测,可以对轮船、潜水人员等监测对象的轨迹进行监测,可以防止其进入到禁入区域而对海洋类型的自然保护区造成较大的影响。(The invention relates to a system and a method for monitoring personnel activity tracks in an ocean type natural protection area in real time, wherein the system comprises an acquisition module, a processing module and an offshore patrol terminal, the acquisition module comprises a remote sensing module, an underwater monitoring module and a communication signal monitoring module, the processing module comprises a transmission module and a control platform, the remote sensing module, the underwater monitoring module, the communication signal monitoring module and the offshore patrol terminal are all in communication connection with the transmission module, and the control platform is connected with the transmission module; the underwater monitoring module comprises an outer machine body, and a plurality of upper propellers and lower propellers which are arranged on the outer machine body. The real-time monitoring system and the real-time monitoring method for the activity track of the personnel in the marine type natural protection area can monitor the marine type natural protection area in an all-around manner, can monitor the track of monitoring objects such as steamships, divers and the like, and can prevent the monitoring objects from entering a forbidden area and causing great influence on the marine type natural protection area.)

一种海洋类型自然保护区人员活动轨迹实时监测系统及方法

技术领域

本发明属于自然保护区维护技术领域，具体涉及一种海洋类型自然保护区人员活动轨迹实时监测系统及方法。

背景技术

根据最新的自然保护地分类体系，自然保护地分为国家公园、自然保护区和自然公园三类。自然保护地体系建设是生态文明建设的重要组成部分。加强自然保护地用户活动监管是维护国家生态安全、提升生态文明水平的重要手段。

而目前海洋类型的自然保护地的用户活动监管多是采用人工看守配合岸边架设的摄像头、雷达以及空中拍摄器等工具进行监管，空中飞行器多是不定期的进行飞行检测，监管的范围较小，监控时段较短，只能够在一些重要地点进行布设，无法对整个自然保护地进行监管，且无法对水下进行监测，监管不够全面。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的一种海洋类型自然保护区人员活动轨迹实时监测系统。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种海洋类型自然保护区人员活动轨迹实时监测系统，包括获取模块、处理模块和海上巡逻终端，所述获取模块包括遥感模块、水中监测模块以及通讯信号监测模块，所述处理模块包括传输模块和控制平台，所述遥感模块、水中监测模块、通讯信号监测模块以及海上巡逻终端均和传输模块通讯连接，所述控制平台和传输模块连接；

所述水中监测模块包括外机身、设于外机身上的若干上螺旋桨和下螺旋桨，设于外机身下端的抽水口和排水口、连接在外机身上的若干漂浮气囊、设于外机身上端的光伏发电板、套设在光伏发电板上的透明护罩、设于外机身上端的旋转轴、连接在旋转轴上端部位的若干风力叶片以及设于外机身上的若干防水摄像头，所述外机身内设有中央处理器、通讯模块、存储模块、蓄水箱、若干水泵、电控阀门、发电机、蓄电池和若干电机，所述通讯模块、存储模块、若干水泵、若干电控阀门、蓄电池和若干电机均与中央处理器电连接，通讯模块和传输模块通讯连接。

作为本发明的进一步优化方案，所述若干上螺旋桨和下螺旋桨均匀分布在外机身上，上螺旋桨和下螺旋桨均与电机连接。

作为本发明的进一步优化方案，所述蓄水箱和抽水口之间连接有进水管，蓄水箱和排水口之间连接有排水管，若干水泵和电控阀门分别设于进水管和排水管上。

作为本发明的进一步优化方案，所述光伏发电板和发电机均与蓄电池电连接，所述旋转轴的一端与发电机的输入轴连接，旋转轴的另一端位于外机身的外部，所述旋转轴和外机身之间设有密封件。

作为本发明的进一步优化方案，若干所述防水摄像头对称分布在外机身上，防水摄像头和中央处理器电连接。

一种采用上述装置进行实时监测的方法，包括以下步骤：

采集初始的自然保护区域整体图像数据，将所述图像数据根据预设的条件设置为不同区域的静态图像数据；

实时获取当前进入自然保护区内的用户的轨迹数据，以形成基于该轨迹数据的实时自然保护区域动态图像数据；

将获取的所述动态图像数据与所述静态图形数据进行叠加分析，确定出当前用户在自然保护区域中的实时位置信息，并根据不同区域的准入规则条件向用户发送相应的区域进入策略，从而实现海洋类型自然保护区人员活动轨迹的监测。

作为本发明的进一步优化方案，所述不同区域包括第一区域和第二区域，第一区域包括若干准入子区域，第二区域包括若干禁入子区域。

作为本发明的进一步优化方案，所述若用户将进入第二区域时，控制平台通过传输模块向用户发送警示讯息或向海上巡逻终端发送驱逐信号。

本发明的有益效果在于：

1)本发明通过遥感模块、水中监测模块和通讯信号监测模块实时的获取自然保护区内水上和水下的监测对象的图像数据和轨迹数据，可以较为全面的对整个海洋自然保护区进行监测，当监测对象即将进入到禁入区域时，可以实时的向监测对象发送警示讯息或向移动巡逻终端发送驱逐信号，移动巡逻终端接收到信号后移动至监测对象处对其进行驱逐，防止其进入到禁入区域中而对禁入区域中造成影响，安全性更高，监控范围更广；

2)本发明中的水中监测模块可以在水中长时间工作，其可以在水面上进行监测工作也可以在水下进行监测工作，在水上监测时，通过中央控制器控制排水管上的水泵工作，并同时打开排水管上的电控阀门，水泵将蓄水箱中的水排出，使得整个装置的重量小于漂浮气囊产生的浮力，此时整个装置可以漂浮在水面上，通过防水摄像头对水面上进行数据采集，在水面上时可以通过光伏发电板发电以及风力叶片在风流作用下驱动发电机进行发电，达到充电蓄能的功能，提高了工作的时长，也可以在水面上进行移动监测，在水下监测时，通过中央控制器控制进水管上的水泵工作，同时打开进水管上的电控阀门，水泵开始向蓄水箱中输送水，使得整个装置的重量先大于漂浮气囊产生的浮力，此时整个装置开始下沉，下沉至指定高度时，排出一部分的水，使得装置与漂浮气囊的浮力相同即可，监测过程和水上相同，但此时无法进行发电过程，当蓄电池中的电能达到预警值时重新回归水面上进行电能的补充，续航能力较强；

3)本发明结构简单，稳定性高，设计合理，便于实现。

附图说明

图1是本发明的整体结构框图；

图2是本发明水中监测模块结构示意图。

图中：1、遥感模块；2、水中监测模块；201、外机身；202、上螺旋桨；203、下螺旋桨；204、漂浮气囊；205、抽水口；206、排水口；207、光伏发电板；208、透明护罩；209、防水摄像头；210、旋转轴；211、风力叶片；3、通讯信号监测模块；4、处理模块；5、控制平台；6、海上巡逻终端。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如图1-2所示，一种海洋类型自然保护区人员活动轨迹实时监测系统及方法，包括获取模块、处理模块和海上巡逻终端6，获取模块包括遥感模块1、水中监测模块2以及通讯信号监测模块3，处理模块包括传输模块4和控制平台5，遥感模块1、水中监测模块2、通讯信号监测模块3以及海上巡逻终端6均和传输模块4通讯连接，控制平台5和传输模块4连接，工作人员在控制平台5处可以实时接收到各个模块采集的数据并控制各个模块的工作状态，海上巡逻终端6为海上巡逻船，遥感模块1和通讯信号监测模块3为现有技术；

水中监测模块2包括外机身201、设于外机身201上的若干上螺旋桨202和下螺旋桨203，设于外机身201下端的抽水口205和排水口206、连接在外机身201上的若干漂浮气囊204、设于外机身201上端的光伏发电板207、套设在光伏发电板207上的透明护罩208、设于外机身201上端的旋转轴210、连接在旋转轴210上端部位的若干风力叶片211以及设于外机身201上的若干防水摄像头209，外机身201内设有中央处理器、通讯模块、存储模块、蓄水箱、若干水泵、电控阀门、发电机、蓄电池和若干电机，通讯模块、存储模块、若干水泵、若干电控阀门、蓄电池和若干电机均与中央处理器电连接，通讯模块和传输模块4通讯连接；

若干上螺旋桨202和下螺旋桨203均匀分布在外机身201上，上螺旋桨202和下螺旋桨203均与电机连接；蓄水箱和抽水口205之间连接有进水管，蓄水箱和排水口206之间连接有排水管，若干水泵和电控阀门分别设于进水管和排水管上；光伏发电板207和发电机均与蓄电池电连接，旋转轴210的一端与发电机的输入轴连接，旋转轴210的另一端位于外机身201的外部，旋转轴210和外机身201之间设有密封件；若干防水摄像头209对称分布在外机身201上，防水摄像头209和中央处理器电连接；

水中监测模块2可以在水中长时间工作，其可以在水面上进行监测工作也可以在水下进行监测工作，在水上监测时，通过中央控制器控制排水管上的水泵工作，并同时打开排水管上的电控阀门，水泵将蓄水箱中的水排出，使得整个装置的重量小于漂浮气囊204产生的浮力，此时整个装置可以漂浮在水面上，通过防水摄像头209对水面上进行数据采集，在水面上时可以通过光伏发电板207发电以及风力叶片211在风流作用下驱动发电机进行发电，达到充电蓄能的功能，提高了工作的时长，也可以在水面上进行移动监测，在水下监测时，通过中央控制器控制进水管上的水泵工作，同时打开进水管上的电控阀门，水泵开始向蓄水箱中输送水，使得整个装置的重量先大于漂浮气囊204产生的浮力，此时整个装置开始下沉，下沉至指定高度时，排出一部分的水，使得装置与漂浮气囊204的浮力相同即可，监测过程和水上相同，但此时无法进行发电过程，当蓄电池中的电能达到预警值时重新回归水面上进行电能的补充，续航能力较强；

采用上述装置进行实时监测的方法，包括以下步骤：

采集初始的自然保护区域整体图像数据，将图像数据根据预设的条件设置为不同区域的静态图像数据；

实时获取当前进入自然保护区内的用户的轨迹数据，以形成基于该轨迹数据的实时自然保护区域动态图像数据；

将获取的动态图像数据与静态图形数据进行叠加分析，确定出当前用户在自然保护区域中的实时位置信息，并根据不同区域的准入规则条件向用户发送相应的区域进入策略，从而实现海洋类型自然保护区人员活动轨迹的监测。

不同区域包括第一区域和第二区域，第一区域包括若干准入子区域，第二区域包括若干禁入子区域；

若用户将进入第二区域时，控制平台5通过传输模块4向用户发送警示讯息或向海上巡逻终端6发送驱逐信号，此处的用户指代监测对象，其包括船只、潜水的人类等，警示讯号可以直接发送至船只的通讯系统中，警示其禁止进入禁入区域中，若是监测对象依旧向着禁入区域方向移动时，可以通知海上巡逻终端6去进行驱逐，安全性较高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。