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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 無人駕駛自動(dòng)導(dǎo)航水質(zhì)監(jiān)測(cè)船
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 在眾多造成水質(zhì)污染的原因中，很重要一點(diǎn)就是當(dāng)前水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)量和覆蓋率嚴(yán)重不足。究其原因，就是現(xiàn)有水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要建造許多固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，從而造成成本過高。我們提出了用移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)來進(jìn)行移動(dòng)監(jiān)測(cè)的概念，并實(shí)現(xiàn)了這一概念的雛形--第一代的無人駕駛自動(dòng)導(dǎo)航水質(zhì)監(jiān)測(cè)船。通過與深圳及香港的相關(guān)環(huán)保部門和單位的合作，無人監(jiān)測(cè)船證明了其良好的實(shí)用性。
- 詳細(xì)介紹：
- 我們研發(fā)出了這種新型的水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備----無人駕駛自動(dòng)導(dǎo)航水質(zhì)監(jiān)測(cè)船。其主要由兩部分組成，第一部分是搭載有各種水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的無人駕駛自動(dòng)導(dǎo)航模型船，另一部分是PC基站。PC基站就是裝有我們軟件和天線的普通PC電腦。 工作時(shí)，監(jiān)測(cè)人員只需預(yù)先設(shè)定好自動(dòng)監(jiān)測(cè)船的行駛路線、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置還有在每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)時(shí)間。自動(dòng)監(jiān)測(cè)船便會(huì)根據(jù)搭載的GPS導(dǎo)航設(shè)備自動(dòng)行駛至目標(biāo)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳回基站，并且備份。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 現(xiàn)有水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的缺陷： 在眾多造成水質(zhì)污染的原因中，很重要一點(diǎn)就是當(dāng)前水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)量和覆蓋率嚴(yán)重不足。我們的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很大一部分的原因就是成本太高。 目前，水質(zhì)監(jiān)測(cè)主要由分布在水域中的各個(gè)固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)完成。但是，這種由固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由于每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)都是固定的，因此每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)范圍都是有限的。因此，為了覆蓋整個(gè)水域范圍，必須安裝一定數(shù)量的固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)。然而，每個(gè)固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)都價(jià)格不菲，需要配備各種價(jià)格昂貴的水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器。 然而，如果我們可以將原有的固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)變?yōu)橐苿?dòng)的，并且其路線可控，這樣，一個(gè)移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)便可以覆蓋原來許多固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)才能覆蓋的面積。 我們的解決方案： 我們一直致力于解決我們所發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)有水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的不足。于是，我們研發(fā)出了這種新型的水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備----無人駕駛自動(dòng)導(dǎo)航水質(zhì)監(jiān)測(cè)船。 工作時(shí)，監(jiān)測(cè)人員只需預(yù)先設(shè)定好自動(dòng)監(jiān)測(cè)船的行駛路線、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置還有在每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)時(shí)間。自動(dòng)監(jiān)測(cè)船便會(huì)根據(jù)搭載的GPS導(dǎo)航設(shè)備自動(dòng)行駛至目標(biāo)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳回基站，并且備份。 創(chuàng)新點(diǎn)： 一改傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)固定的狀態(tài)，使用移動(dòng)平臺(tái)搭載監(jiān)測(cè)設(shè)備，節(jié)省了固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量，從而節(jié)省了成本。 技術(shù)關(guān)鍵： 無人駕駛自動(dòng)導(dǎo)航船數(shù)學(xué)模型的建立，船體的設(shè)計(jì)，自動(dòng)控制算法，微處理器編程，化學(xué)探頭的讀數(shù)以及無線傳輸?shù)鹊取?/dd>
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性： 無人駕駛自動(dòng)導(dǎo)航監(jiān)測(cè)船完全符合國家的相關(guān)環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，且使用安全，全自動(dòng)化，節(jié)省人力物力。 先進(jìn)性： 當(dāng)前有兩種水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法。一種就是如我們之前所說的，建立多個(gè)固定水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以此形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。另一種方法是，監(jiān)測(cè)人員開一艘真實(shí)的大船，攜帶各種監(jiān)測(cè)設(shè)備，將船開至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量或采集水樣拿回實(shí)驗(yàn)室。對(duì)比這兩種方法，我們的無人駕駛自動(dòng)導(dǎo)航水質(zhì)監(jiān)測(cè)船在許多方面都有優(yōu)勢(shì)。 1. 覆蓋更廣的面積 2. 監(jiān)測(cè)地點(diǎn)可設(shè)定，靈活 3. 相比大船和多座固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，節(jié)省能源 4. 初始成本低 5. 整個(gè)流程完全自動(dòng)化
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 香港恒生銀行-香港科大綠色挑戰(zhàn)大賽第二名（2009年4月，由香港恒生銀行和香港科大舉辦） 香港科技大學(xué)校長(zhǎng)杯金獎(jiǎng)（2009年5月由香港科大舉辦，經(jīng)過初審篩選、復(fù)審展示、終評(píng)答辯等） 香港青年商業(yè)計(jì)劃大賽冠軍（2009年6月，由香港青年企業(yè)家發(fā)展局舉辦，經(jīng)過初賽、半決賽和決賽） 香港怡和機(jī)械公司杰出工程大賽三等獎(jiǎng)（2009年6月，由香港怡和集團(tuán)舉辦，經(jīng)過初賽和決賽）
作品所處階段
- 第一代自動(dòng)導(dǎo)航船已經(jīng)完成并通過測(cè)試。在研發(fā)的二代產(chǎn)品，能監(jiān)測(cè)更多數(shù)據(jù)，續(xù)航能力更強(qiáng)，甚至可以水下作業(yè)
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 可以面談
作品可展示的形式
- 第一代機(jī)實(shí)驗(yàn)室雛形，已經(jīng)成功測(cè)試。 監(jiān)測(cè)船工作時(shí)的視頻錄像。
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說明： 1：在PC基站上, 設(shè)定需要監(jiān)測(cè)的目標(biāo)地的位置和監(jiān)測(cè)時(shí)間。 2：監(jiān)測(cè)船會(huì)根據(jù)自動(dòng)導(dǎo)航至監(jiān)測(cè)地點(diǎn)逐一監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)傳回PC基站。 3：PC基站將船的方位顯示在衛(wèi)星地圖上；接收到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示到屏幕下方，并保存。 商業(yè)前景： 我們有一份非常完整的商業(yè)計(jì)劃書，并獲得了今年香港商業(yè)計(jì)劃大賽冠軍。我們的目標(biāo)客戶主要有三類?？蛻舴植嫉亩鄻有允刮覀兏軕?yīng)對(duì)市場(chǎng)的變化。 1.各地的環(huán)境保護(hù)部門和水利部根據(jù)國家的相關(guān)規(guī)定，都需要對(duì)其管轄范圍內(nèi)的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。今年全國環(huán)保部門共擁有水質(zhì)監(jiān)測(cè)站約為8500個(gè)。 2.自來水公司需要對(duì)入水口附近的水源進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，確保水質(zhì)安全。全國共有8萬余座大中型水庫。我國自來水廠入水口大都缺乏足夠數(shù)量的固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)。（如今年的鹽城水污染事件） 3.目前，大多數(shù)研究近海生態(tài)的機(jī)構(gòu)都是租用輪船開到目的地進(jìn)行監(jiān)測(cè)的。人力、物力消耗過大。 另外，無人駕駛自動(dòng)導(dǎo)航船平臺(tái)也可以開發(fā)作其他用途，比如勘探、運(yùn)輸、安保和軍事等。
同類課題研究水平概述
- 國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域研究不多。國外也比較新，但已初見端倪。 德州農(nóng)機(jī)大學(xué)和美國宇航局共同開發(fā)的遠(yuǎn)程控制水面無人船進(jìn)行德州海岸觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃（TCOON）。南加利福尼亞大學(xué)的氣動(dòng)無人船正為湖面微生物研究抽取水樣。韓國忠南國立大學(xué)正用機(jī)器魚研究水污染問題。JELS Solutions公司的水面無人艦艇GAURDIAN已經(jīng)多次出色地完成了海洋軍事任務(wù)。
