一种用于海洋监测调查的海洋浮标及管理系统的制作方法

1.本发明涉及海洋监测调查技术领域，具体的，涉及一种用于海洋监测调查的海洋浮标及管理系统。


背景技术：

2.海洋浮标作为一种重要的海洋监测调查手段，自浮标系统应用至今，采用工控机数据采集器作为控制中心进行系统集成。数据采集器通过线缆与各类型监测仪器进行连接和通讯，实现了对海洋要素全天候连续监测，如水文、气象、生态等。
3.而采用工控机数据采集器作为控制中心的问题包括：
4.结构复杂：通过线缆连接，在连接处要求使用密封接头，从仪器不放位置到数据采集器之间，需要大量线缆进行连接；
5.成本高：工控机数据采集器成本高，密封接头多；
6.调试测试复杂：需使用各类型仪器自带的测试线缆，使用电脑进行连接。增加海上调试测试的难度；
7.集成度低：视频监控、语音警告、定位等功能，需额外进行集成，增加集成难度，增加工控机数据采集器的处理能力；
8.高风险：各模块线缆连接，在遇到雷电击中时，均会受到破坏；
9.以及，体积大，可视化差。
10.随着移动终端技术发展，使用成熟的移动终端和蓝牙数据传输技术代替现有的工控机采集器能够，具有十分明显的优势，可实现低功耗、视频监控和语音警告等优势功能。
11.在使用移动终端也就是无线通信的情况下，一般通过太阳能板为海洋浮标提供电能，海洋浮标大部分依靠浮力漂浮在海上同时通过锚定的方式固定在海上，在遇到极大的风浪情况下可能会由于海洋浮标起伏幅度过大导致锚定失去作用同时海洋浮标被拍倒，太阳能板就会没入海中而失去作用，不能为海洋浮标提供电能，需要人工前往海洋浮标点位进行帮扶检修，同时由于海浪是对一片区域内的海洋浮标进行作用，人工帮扶检修会有先后顺序，较晚帮扶检修的海洋浮标会在较长时间内失去工作能力，不能提供海洋数据，影响海洋监测调查进程，部分对检测数据连续性要求高的实验室或者检测站会由于数据不够连贯而需要重新开始海洋监测。
12.综上，如何提升海洋浮标抗击风浪的能力以及使得海洋浮标在受到风浪影响侧翻情况下维持一段时间内的工作能力，是需要解决的问题，鉴于此本发明提出一种用于海洋监测调查的海洋浮标及管理系统。


技术实现要素：

13.本发明的目的在于提供一种用于海洋监测调查的海洋浮标及管理系统，解决以下技术问题：
14.如何提升海洋浮标抗击风浪的能力以及使得海洋浮标在受到风浪影响侧翻情况
下维持一段时间内的工作能力。
15.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
16.一种用于海洋监测调查的海洋浮标，包括：
17.漂浮底座，所述漂浮底座侧面设有若干锚定件，所述漂浮底座下方设有用于检测水质的传感器组件，所述漂浮底座上还设有检测漂浮底座状态的检测组件，所述漂浮底座上方连接有支架，所述支架上方设有在倾倒状态下为支架提供浮力的漂浮件；
18.无线通信模块，其用于与移动端设备进行无线数据传输。
19.可调节配重组件，包括设置在所述漂浮底座上方的环形轨道，所述环形轨道内滑动连接有若干配重件，若干所述配重件通过驱动件驱动移动；
20.切换组件，用于切换传感器组件的朝向；
21.供电组件，包括固定在支架上的太阳能板，所述太阳能板对称设有两组。
22.通过上述技术方案：在面对海上强度大的风浪的情况下，通过调整配重组件来改变重心位置，在漂浮底座相对浪花前进方向的前端由于浪花上扬时将重心前移以压制上扬幅度，同理在在漂浮底座相对浪花前进方向的后端由于浪花上扬时将重心前移以压制其上扬幅度，进一步的，当海浪将漂浮底座击翻后，通过漂浮件使得整个装置横向漂浮，然后调节配重组件使得一半的太阳能板完整漏出海面以便于接收太阳能从而继续检测。
23.作为本发明的进一步技术方案：所述漂浮件包括浮盘，所述浮盘活动连接在支架上，所述浮盘上方设有膨胀气囊。
24.作为本发明的进一步技术方案：所述配重件包括第一配重块和第二配重块，所述第一配重块固定连接在第一转轴上，所述第二配重块固定连接在第二转轴上，所述第一转轴和第二转轴均转动连接在漂浮底座上，所述第一转轴通过设置在漂浮底座内的第一电机驱动转动，所述第二转轴通过设置在漂浮底座内的第二电机驱动转动。
25.作为本发明的进一步技术方案：所述太阳能板包括若干个接收面板，若干个接收面板按照多边形的方式环绕支架进行布置，例如两块接收面板以方形结构布置，四块接收面板以六边形结构进行布置，这样布置的优点在于。
26.作为本发明的进一步技术方案：所述切换组件包括铰接设置在漂浮底座底部的安装板，所述传感器组件均设置在安装板下方，所述漂浮底座内设有为安装板绕铰链位置转动提供动力的动力件。
27.通过上述技术方案：在整个装置横向漂浮的状态下，通过启动动力件带带动安装板绕铰链位置转动，直到安装板达到与海平面平行的状态，从而可以使得安装板下方的传感器组件能够以正常的姿态继续工作。
28.一种用于海洋监测调查的海洋浮标的管理系统，包括：
29.数据收集单元，用于收集海上风浪数据和浮标相关数据；
30.分析单元，其用于对海上风浪数据进行分析，生成分析结果；调节单元，根据分析结果调整第一配重块和第二配重块的位置。
31.作为本发明的进一步技术方案：
32.所述分析单元的分析过程包括：
33.通过公式：
34.获得海洋浮标的影响度系数u，将影响度系数u与标准参数u进行比对，影响度系数u指的是实时风浪对海洋浮标的影响程度；
35.如果u＞ui，则启动调节单元调整第一配重块和第二配重块的位置使得浮标整体的重心在起伏过程中变化位置以压制海洋浮标的起伏；
36.如果u≤ui，则通过调节单元控制第一配重块和第二配重块处于对称的位置；
37.其中，μ是可靠度补正系数；f(t)是漂浮底座与其锚定件在使用状态下锚定件可靠度随时间变化的函数关系式；u0是常规测定的风浪强度等级参数；δ是实时风浪修正系数；h(t)是浪高与时间的函数关系式；v(t)是浪速与时间的函数关系式；标准参数ui是测定的漂浮底座与其锚定件发生倾倒的极限数值。
38.通过上述技术方案：能够较为精确的判断漂浮底座所迎接的海浪是否对漂浮底座具有威胁，从而辅助判断是否启动调节单元进行应对，在浪花较小的情况下不启动调节单元，从而节约整个系统的用电。
39.作为本发明的进一步技术方案：所述调节单元调整第一配重块和第二配重块的位置使得重心在海洋浮标起伏过程中变化位置的步骤为：
40.从数据收集单元获得风浪方向，并将经过漂浮底座中心且与风浪方向垂直的平面作为基准平面；
41.在风浪接近漂浮底座之前将第一配重块和第二配重块分别移动到基准平面内且分别位于漂浮底座中心点两侧；
42.控制第一配重块和第二配重块在基准平面两侧移动以改变重心位置。
43.通过上述技术方案：通过调整配重组件来改变重心位置，在漂浮底座相对浪花前进方向的前端由于浪花上扬时将重心前移以压制上扬幅度，同理在在漂浮底座相对浪花前进方向的后端由于浪花上扬时将重心前移以压制其上扬幅度。
44.作为本发明的进一步技术方案：所述控制第一配重块和第二配重块在基准平面两侧移动的步骤包括：
45.将海上风浪数据输入训练好的预测模型中；
46.从预测模型中获得预测的漂浮底座的高度-时间运动曲线；
47.根据漂浮底座的高度-时间运动曲线生成第一配重块和第二配重块的运动速度和方向。
48.作为本发明的进一步技术方案：所述根据漂浮底座的高度-时间运动曲线生成第一配重块和第二配重块的运动速度和方向的具体步骤为：
49.根据漂浮底座的高度-时间运动曲线获得形状最接近的近似正弦曲线；
50.以近似正弦曲线的周期ti的二分之一作为新的周期tv，以v为振幅生成速度曲线；
51.控制第一配重块和第二配重块按照速度曲线进行运动。
52.通过上述技术方案：通过将漂浮底座的起伏过程与第一配重块和第二配重块的运行过程进行联系，通过曲线上的分析和处理使得第一配重块和第二配重块的运行过程的变化程度更为适应漂浮底座的起伏过程拟合的曲线，从而使得第一配重块和第二配重块对漂浮底座的起伏过程的抑制更为高效和有序。
53.作为本发明的进一步技术方案：包括安防模块，所述安防模块的功能包括实时监控系统是否发生移位；远程查看现场实时情况远程通话。
54.本发明的有益效果：
55.(1)本发明在面对海上强度大的风浪的情况下，通过调整配重组件来改变重心位置，在漂浮底座相对浪花前进方向的前端由于浪花上扬时将重心前移以压制上扬幅度，同理在在漂浮底座相对浪花前进方向的后端由于浪花上扬时将重心前移以压制其上扬幅度，进一步的，当海浪将漂浮底座击翻后，通过漂浮件使得整个装置横向漂浮，然后调节配重组件使得一半的太阳能板完整漏出海面以便于接收太阳能从而继续检测。
56.(2)本发明在整个装置横向漂浮的状态下，通过启动动力件带带动安装板绕铰链位置转动，直到安装板达到与海平面平行的状态，从而可以使得安装板下方的传感器组件能够以正常的姿态继续工作。
57.(3)本发明能够较为精确的判断漂浮底座所迎接的海浪是否对漂浮底座具有威胁，从而辅助判断是否启动调节单元进行应对，在浪花较小的情况下不启动调节单元，从而节约整个系统的用电。
58.(4)本发明通过将漂浮底座的起伏过程与第一配重块和第二配重块的运行过程进行联系，通过曲线上的分析和处理使得第一配重块和第二配重块的运行过程的变化程度更为适应漂浮底座的起伏过程拟合的曲线，从而使得第一配重块和第二配重块对漂浮底座的起伏过程的抑制更为高效和有序。
附图说明
59.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
60.图1是本发明的整体结构示意图；
61.图2是本发明图1的a处结构局部放大示意图；
62.图3是本发明倾倒状态结构示意图；
63.图4是本发明第一转轴和第二转轴连接结构示意图；
64.图5是本发明的近似正弦曲线和速度曲线示意图；
65.图6是实验过程中移动端集成系统示意图；
66.图7是ctd传感器在移动端设备上的监测界面；
67.图8是测试过程中接收率统计表。
68.附图标记说明：
69.10、漂浮底座；11、环形轨道；12、固定锚；
70.20、支架；21、太阳能板；22、浮盘；23、气囊；
71.30、第一配重块；31、第二配重块；32、第一转轴；33、第二转轴；
72.40、安装板；41、液压伸缩杆。
具体实施方式
73.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
74.请参阅图1-4所示，在一个实施例中，提供了一种用于海洋监测调查的海洋浮标及
管理系统，包括：
75.漂浮底座10，漂浮底座10侧面设有若干锚定件，漂浮底座10下方设有用于检测水质的传感器组件，漂浮底座10上还设有检测漂浮底座10是否处于倾倒状态的检测组件，漂浮底座10上方连接有支架20，支架20上方设有在倾倒状态下为支架20提供浮力的漂浮件；可调节配重组件，包括设置在漂浮底座10上方的环形轨道11，环形轨道11内滑动连接有若干配重件，若干配重件通过驱动件驱动移动；切换组件，用于切换传感器组件的朝向；供电组件，包括固定在支架20上的太阳能板21，太阳能板21对称设有两组，电源可以铅酸电池、磷酸铁锂电池等，应当根据各模块功耗进行定量配置。
76.通过上述技术方案：在面对海上强度大的风浪的情况下，通过调整配重组件来改变重心位置，在漂浮底座10相对浪花前进方向的前端由于浪花上扬时将重心前移以压制上扬幅度，同理在在漂浮底座10相对浪花前进方向的后端由于浪花上扬时将重心前移以压制其上扬幅度，进一步的，当海浪将漂浮底座10击翻后，通过漂浮件使得整个装置横向漂浮，然后调节配重组件使得一半的太阳能板21完整漏出海面以便于接收太阳能从而继续检测。
77.值得一提的是，漂浮底座10上还设置有无线通信模块，其用于与移动端设备进行无线数据传输，移动端设备与传感器组件通过蓝牙进行通讯连接，可以实现对监测仪器的调试测试和数据采集，这样采集数据的人员持有移动端设备可以不用下船即可完成采集，速度快，便捷性更高。移动终端的4g/5g通讯功能实现数据网络传输，根据需求配置北斗通讯透传模块。由移动终端利用蓝牙透传，将数据传输至北斗通讯模块。各部分相互协作组成浮标集成系统，实现原位监测的实时监测采集、实时传输、全天候、连续无人值守工作。
78.其中，蓝牙主要作为仪器设备与移动终端之间的数据通讯桥梁，进行无线通讯传输，该部分蓝牙协议可以采用bluetoothspecificationv5.18ble，工作频率为2.4ghzismband，支持串口通讯，最大通讯距离为80m。
79.此外，采用无线通信的方式显然可以使得每个海洋浮标独立运行，与传统的工控机采集方式相比，独立的海洋浮标不容易互相影响从而提升数据传输的稳定性。
80.漂浮件包括浮盘22，浮盘22活动连接在支架20上，浮盘22上方设有膨胀气囊23，膨胀气囊23控制器，点火装置和气体发生器，接收到命令后控制其向气体发体发生器发出点火命令控制点火，点火后发生爆炸反应，产生n2或将储气罐中压缩氮气释放出来充满碰撞气袋，从而增加漂浮件的体积使得漂浮件提供的浮力增加，同时在膨胀气囊23未启用之前可以压缩漂浮件的体积，减少使用状态下漂浮件对供电组件接收太阳能能力的影响。
81.配重件包括第一配重块30和第二配重块31，第一配重块30固定连接在第一转轴32上，第二配重块31固定连接在第二转轴33上，第一转轴32和第二转轴33均转动连接在漂浮底座10上，第一转轴32通过设置在漂浮底座10内的第一电机34驱动转动，第二转轴33通过设置在漂浮底座10内的第二电机35驱动转动。
82.太阳能板21包括若干个接收面板，若干个接收面板按照多边形的方式环绕支架20进行布置，例如两块接收面板以方形结构布置，四块接收面板以六边形结构进行布置，这样布置的优点在于。
83.切换组件包括铰接设置在漂浮底座10底部的安装板40，传感器组件均设置在安装板40下方，漂浮底座10内设有为安装板40绕铰链位置转动提供动力的动力件。
84.通过上述技术方案：在整个装置横向漂浮的状态下，通过启动动力件带带动安装
板40绕铰链位置转动，直到安装板40达到与海平面平行的状态，从而可以使得安装板40下方的传感器组件能够以正常的姿态继续工作。
85.显然，在倾倒后设备运行的形态发生了变化，需要进行相关验证性试验确保无线通信的质量，基于本实施例的一次倾倒测试：
86.测试设备：包括支持蓝牙通讯的全网通手机一部，；
87.ctd传感器，可实时或定时启动运行，监测温度、盐度和深度同时支持rs232串口实时输出数据；
88.无线通信模块，采用蓝牙技术，其搭配ttl串口转rs232串口模块(采用max3232芯片)，其中图6为实验过程中移动端集成系统示意图，图7为ctd传感器的在移动端设备上的监测界面。
89.测试过程：
90.蓝牙与移动终端间通讯测试：将蓝牙通过测试线缆连接至电脑usb串口，打开串口调试助手设置基本参数。在移动终端安装蓝牙助手app，打开手机蓝牙和app点击数据透传选项，然后搜索蓝牙并连接。在电脑端与移动终端间进行数据收发通讯测试，测试结果证明蓝牙与移动终端间正常通讯。
91.统计分析过程：
92.实验过程中，考虑到倾倒状态下5天内应该能够完成所有浮标的抢修工作，将测试时间设定为5天，ctd设置每分钟自动输出数据，移动终端则自动接收数据。每天理论接收数据量为60*24＝1440。接收率＝实际接收量/理论接收量。连续运行5天，系统的数据接收率统计如图8所示，可以明显发现，在倾倒状态下连续运行5天，其接收率也就是无线通信的质量能够始终维持在一个合格的水平。
93.数据收集单元，用于收集海上风浪数据和浮标相关数据，海上风浪数据至少包括海浪高度，海浪速度、海浪方向以及海浪图像，浮标相关数据至少包括漂浮底座10起伏高度变化数据以及漂浮底座10与海平面的夹角数据；
94.分析单元，其用于对海上风浪数据进行分析，生成分析结果；
95.调节单元，根据分析结果调整第一配重块30和第二配重块31的位置。
96.其中，分析单元的分析过程包括：
97.通过公式：
98.获得海洋浮标的影响度系数u，将影响度系数u与标准参数u进行比对；
99.如果u＞ui，则启动调节单元调整第一配重块30和第二配重块31的位置使得浮标整体的重心在起伏过程中变化位置以压制海洋浮标的起伏；
100.如果u≤ui，则通过调节单元控制第一配重块30和第二配重块31处于对称的位置；
101.其中，μ是可靠度补正系数；f(t)是漂浮底座10与其锚定件在使用状态下(浸泡在海水中)锚定件可靠度随时间变化的函数关系式；u0是常规测定的风浪强度等级参数；δ是实时风浪修正系数；h(t)是浪高与时间的函数关系式；v(t)是浪速与时间的函数关系式；标准参数ui是测定的漂浮底座10与其锚定件发生倾倒的极限数值。
102.通过上述技术方案：能够较为精确的判断漂浮底座10所迎接的海浪是否对漂浮底座10具有威胁，从而辅助判断是否启动调节单元进行应对，在浪花较小的情况下不启动调
节单元，从而节约整个系统的用电。
103.调节单元调整第一配重块30和第二配重块31的位置使得重心在海洋浮标起伏过程中变化位置的步骤为：
104.从数据收集单元获得风浪方向，并将经过漂浮底座10中心且与风浪方向垂直的平面作为基准平面；
105.在风浪接近漂浮底座10之前将第一配重块30和第二配重块31分别移动到基准平面内且分别位于漂浮底座10中心点两侧；
106.控制第一配重块30和第二配重块31在基准平面两侧移动以改变重心位置。
107.通过上述技术方案：通过调整配重组件来改变重心位置，在漂浮底座10相对浪花前进方向的前端由于浪花上扬时将重心前移以压制上扬幅度，同理在在漂浮底座10相对浪花前进方向的后端由于浪花上扬时将重心前移以压制其上扬幅度。
108.控制第一配重块30和第二配重块31在基准平面两侧移动的步骤包括：
109.将海上风浪数据输入训练好的预测模型中；
110.从预测模型中获得预测的漂浮底座10的高度-时间运动曲线；
111.根据漂浮底座10的高度-时间运动曲线生成第一配重块30和第二配重块31的运动速度和方向；
112.其中预测模型，是基于特征量进行图片识别为基础的识别模型，属于现有技术，故不作赘述。
113.根据漂浮底座10的高度-时间运动曲线生成第一配重块30和第二配重块31的运动速度和方向的具体步骤为：
114.参考图5，根据漂浮底座10的高度-时间运动曲线获得形状最接近的近似正弦曲线(h(t)曲线)；
115.以近似正弦曲线的周期ti的二分之一作为新的周期tv，以v为振幅生成速度曲线(v(t)曲线)；
116.控制第一配重块30和第二配重块31按照速度曲线进行运动。
117.通过上述技术方案：通过将漂浮底座10的起伏过程与第一配重块30和第二配重块31的运行过程进行联系，通过曲线上的分析和处理使得第一配重块30和第二配重块31的运行过程的变化程度也可以说是切线斜率更为适应漂浮底座10的起伏过程拟合的曲线，从而使得第一配重块30和第二配重块31对漂浮底座10的起伏过程的抑制更为高效和有序。
118.包括安防模块，安防模块的功能包括通过调用定位数据，进行移位报警，实时监控系统是否发生移位；调用摄像头，可远程查看现场实时情况，并进行拍照和录像；调用语音功能，可远程通话，当发现有破坏或潜在危险时，值班人员可进行远程语音广播。
119.作为本发明实施例的一种，本发明的管理系统的系统控制采集器基于安卓或鸿蒙系统：采用移动终端代替工控机数据采集器，作为系统集成控制的中心，具备定位功能、4g/5g通讯功能、视频采集功能、支持无线组网功能，具有低功耗，多功能。
120.此外，还具有无线通讯模块：其独立安装于各监测仪器上，支持各仪器与系统控制采集器进行组网，实现仪器监测数据通过无线传输至系统控制采集器。各仪器设备配置无线通讯模块(蓝牙模块或wi f i模块)。本实施例使用蓝牙模块与移动终端作为通讯桥梁，代替传统线缆连接。减少线缆和密封插头的使用，降低成本。
121.进一步的，各仪器设备独立配置小型电源与太阳能薄膜充电，或采取总线分插模式，将无线通讯模块+电源供应集成一体，对仪器进行供电和通讯。
122.当然，移动终端上集成各传感器的调试测试指令，使用app，点击操作按钮即可实现对仪器的调试测试功能。应用移动终端进行测试调试，极大地提高了海上工作的便利性与简易性。
123.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种用于海洋监测调查的海洋浮标，其特征在于，包括：漂浮底座(10)，所述漂浮底座(10)侧面设有若干锚定件，所述漂浮底座(10)下方设有用于检测水质的传感器组件，所述漂浮底座(10)上还设有检测漂浮底座(10)状态的检测组件，所述漂浮底座(10)上方连接有支架(20)，所述支架(20)上方设有在倾倒状态下为支架(20)提供浮力的漂浮件；无线通信模块，其用于与移动端设备进行无线数据传输；可调节配重组件，包括设置在所述漂浮底座(10)上方的环形轨道(11)，所述环形轨道(11)内滑动连接有若干配重件，若干所述配重件通过驱动件驱动移动；切换组件，用于切换传感器组件的朝向；供电组件，包括固定在支架(20)上的太阳能板(21)，所述太阳能板(21)对称设有两组。2.根据权利要求1所述的一种用于海洋监测调查的海洋浮标，其特征在于，所述漂浮件包括浮盘(22)，所述浮盘(22)活动连接在支架(20)上，所述浮盘(22)上方设有膨胀气囊(23)。3.根据权利要求1所述的一种用于海洋监测调查的海洋浮标，其特征在于，所述配重件包括第一配重块(30)和第二配重块(31)，所述第一配重块(30)固定连接在第一转轴(32)上，所述第二配重块(31)固定连接在第二转轴(33)上，所述第一转轴(32)和第二转轴(33)均转动连接在漂浮底座(10)上，所述第一转轴(32)通过设置在漂浮底座(10)内的第一电机(34)驱动转动，所述第二转轴(33)通过设置在漂浮底座(10)内的第二电机(35)驱动转动。4.根据权利要求1所述的一种用于海洋监测调查的海洋浮标，其特征在于，所述切换组件包括铰接设置在漂浮底座(10)底部的安装板(40)，所述传感器组件均设置在安装板(40)下方，所述漂浮底座(10)内设有为安装板(40)绕铰链位置转动提供动力的动力件。5.一种如权利要求1-4任一项所述用于海洋监测调查海洋浮标的管理系统，其特征在于，包括：数据收集单元，用于收集海上风浪数据和浮标相关数据；分析单元，其用于对海上风浪数据进行分析，生成分析结果；调节单元，根据分析结果调整第一配重块(30)和第二配重块(31)的位置。6.根据权利要求5所述的一种用于海洋监测调查的海洋浮标的管理系统，其特征在于，所述分析单元的分析过程包括：通过公式：获得海洋浮标的影响度系数u，将影响度系数u与标准参数u进行比对；如果u＞u
i
，则启动调节单元调整第一配重块(30)和第二配重块(31)的位置使得浮标整体的重心在起伏过程中变化位置以压制海洋浮标的起伏；如果u≤u
i
，则通过调节单元控制第一配重块(30)和第二配重块(31)处于对称的位置；其中，μ是可靠度补正系数；f(t)是漂浮底座(10)与其锚定件在使用状态下锚定件可靠度随时间变化的函数关系式；u0是常规测定的风浪强度等级参数；δ是实时风浪修正系数；h(t)是浪高与时间的函数关系式；v(t)是浪速与时间的函数关系式；标准参数u
i
是测定的漂浮底座(10)与其锚定件发生倾倒的极限数值。7.根据权利要求6所述的一种用于海洋监测调查的海洋浮标的管理系统，其特征在于，
所述调节单元调整第一配重块(30)和第二配重块(31)的位置使得重心在海洋浮标起伏过程中变化位置的步骤为：从数据收集单元获得风浪方向，并将经过漂浮底座(10)中心且与风浪方向垂直的平面作为基准平面；在风浪接近漂浮底座(10)之前将第一配重块(30)和第二配重块(31)分别移动到基准平面内且分别位于漂浮底座(10)中心点两侧；控制第一配重块(30)和第二配重块(31)在基准平面两侧移动以改变重心位置。8.根据权利要求7所述的一种用于海洋监测调查的海洋浮标的管理系统，其特征在于，所述控制第一配重块(30)和第二配重块(31)在基准平面两侧移动的步骤包括：将海上风浪数据输入训练好的预测模型中；从预测模型中获得预测的漂浮底座(10)的高度-时间运动曲线；根据漂浮底座(10)的高度-时间运动曲线生成第一配重块(30)和第二配重块(31)的运动速度和方向。9.根据权利要求8所述的一种用于海洋监测调查的海洋浮标的管理系统，其特征在于，所述根据漂浮底座(10)的高度-时间运动曲线生成第一配重块(30)和第二配重块(31)的运动速度和方向的具体步骤为：根据漂浮底座(10)的高度-时间运动曲线获得形状最接近的近似正弦曲线；以近似正弦曲线的周期t
i
的二分之一作为新的周期t
v
，以v为振幅生成速度曲线；控制第一配重块(30)和第二配重块(31)按照速度曲线进行运动。10.根据权利要求5所述的一种用于海洋监测调查的海洋浮标的管理系统，其特征在于，还包括安防模块，所述安防模块的功能包括实时监控系统是否发生移位；远程查看现场实时情况远程通话。

技术总结
本发明涉及海洋监测调查技术领域，具体公开了一种用于海洋监测调查的海洋浮标及管理系统，包括漂浮底座，漂浮底座侧面设有若干锚定件，漂浮底座下方设有用于检测水质的传感器组件，漂浮底座上还设有检测漂浮底座状态的检测组件，漂浮底座上方连接有支架，支架上方设有在倾倒状态下为支架提供浮力的漂浮件，本发明通过将漂浮底座的起伏过程与第一配重块和第二配重块的运行过程进行联系，通过曲线上的分析和处理使得第一配重块和第二配重块的运行过程的变化程度更为适应漂浮底座的起伏过程拟合的曲线，从而使得第一配重块和第二配重块对漂浮底座的起伏过程的抑制更为高效和有序。序。序。


技术研发人员：孟强 冯砚青 张新文 刘愉强 许铭彬 林梵 林冠英 袁凯瑞
受保护的技术使用者：国家海洋局南海调查技术中心（国家海洋局南海浮标中心）
技术研发日：2023.02.22
技术公布日：2023/6/7