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基本信息

项目名称:
无人驾驶自动导航水质监测船
小类:
机械与控制
简介:
在众多造成水质污染的原因中,很重要一点就是当前水质监测系统的数量和覆盖率严重不足。究其原因,就是现有水质监测系统需要建造许多固定监测点,从而造成成本过高。我们提出了用移动监测点来进行移动监测的概念,并实现了这一概念的雏形--第一代的无人驾驶自动导航水质监测船。通过与深圳及香港的相关环保部门和单位的合作,无人监测船证明了其良好的实用性。
详细介绍:
我们研发出了这种新型的水质监测设备----无人驾驶自动导航水质监测船。其主要由两部分组成,第一部分是搭载有各种水质监测设备的无人驾驶自动导航模型船,另一部分是PC基站。PC基站就是装有我们软件和天线的普通PC电脑。 工作时,监测人员只需预先设定好自动监测船的行驶路线、监测点的位置还有在每个监测点的监测时间。自动监测船便会根据搭载的GPS导航设备自动行驶至目标监测点,并将监测数据传回基站,并且备份。

作品图片

  • 无人驾驶自动导航水质监测船
  • 无人驾驶自动导航水质监测船
  • 无人驾驶自动导航水质监测船

作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

现有水质监测系统的缺陷: 在众多造成水质污染的原因中,很重要一点就是当前水质监测系统的数量和覆盖率严重不足。我们的调查发现,很大一部分的原因就是成本太高。 目前,水质监测主要由分布在水域中的各个固定监测点完成。但是,这种由固定监测点组成的水质监测系统,由于每个监测点都是固定的,因此每个监测点的监测范围都是有限的。因此,为了覆盖整个水域范围,必须安装一定数量的固定监测点。然而,每个固定监测点都价格不菲,需要配备各种价格昂贵的水质监测传感器。 然而,如果我们可以将原有的固定监测点变为移动的,并且其路线可控,这样,一个移动监测点便可以覆盖原来许多固定监测点才能覆盖的面积。 我们的解决方案: 我们一直致力于解决我们所发现的现有水质监测系统的不足。于是,我们研发出了这种新型的水质监测设备----无人驾驶自动导航水质监测船。 工作时,监测人员只需预先设定好自动监测船的行驶路线、监测点的位置还有在每个监测点的监测时间。自动监测船便会根据搭载的GPS导航设备自动行驶至目标监测点,并将监测数据传回基站,并且备份。 创新点: 一改传统监测点固定的状态,使用移动平台搭载监测设备,节省了固定监测点的数量,从而节省了成本。 技术关键: 无人驾驶自动导航船数学模型的建立,船体的设计,自动控制算法,微处理器编程,化学探头的读数以及无线传输等等。

科学性、先进性

科学性: 无人驾驶自动导航监测船完全符合国家的相关环境监测标准,且使用安全,全自动化,节省人力物力。 先进性: 当前有两种水质监测方法。一种就是如我们之前所说的,建立多个固定水质监测点,以此形成一个网络。另一种方法是,监测人员开一艘真实的大船,携带各种监测设备,将船开至现场进行测量或采集水样拿回实验室。对比这两种方法,我们的无人驾驶自动导航水质监测船在许多方面都有优势。 1. 覆盖更广的面积 2. 监测地点可设定,灵活 3. 相比大船和多座固定监测点,节省能源 4. 初始成本低 5. 整个流程完全自动化

获奖情况及鉴定结果

香港恒生银行-香港科大绿色挑战大赛第二名(2009年4月,由香港恒生银行和香港科大举办) 香港科技大学校长杯金奖(2009年5月由香港科大举办,经过初审筛选、复审展示、终评答辩等) 香港青年商业计划大赛冠军(2009年6月,由香港青年企业家发展局举办,经过初赛、半决赛和决赛) 香港怡和机械公司杰出工程大赛三等奖(2009年6月,由香港怡和集团举办,经过初赛和决赛)

作品所处阶段

第一代自动导航船已经完成并通过测试。在研发的二代产品,能监测更多数据,续航能力更强,甚至可以水下作业

技术转让方式

可以面谈

作品可展示的形式

第一代机实验室雏形,已经成功测试。 监测船工作时的视频录像。

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

使用说明: 1:在PC基站上, 设定需要监测的目标地的位置和监测时间。 2:监测船会根据自动导航至监测地点逐一监测,并将监测结果实时传回PC基站。 3:PC基站将船的方位显示在卫星地图上;接收到的监测数据显示到屏幕下方,并保存。 商业前景: 我们有一份非常完整的商业计划书,并获得了今年香港商业计划大赛冠军。我们的目标客户主要有三类。客户分布的多样性使我们更能应对市场的变化。 1.各地的环境保护部门和水利部根据国家的相关规定,都需要对其管辖范围内的水质进行监测。今年全国环保部门共拥有水质监测站约为8500个。 2.自来水公司需要对入水口附近的水源进行持续监测,确保水质安全。全国共有8万余座大中型水库。我国自来水厂入水口大都缺乏足够数量的固定监测点。(如今年的盐城水污染事件) 3.目前,大多数研究近海生态的机构都是租用轮船开到目的地进行监测的。人力、物力消耗过大。 另外,无人驾驶自动导航船平台也可以开发作其他用途,比如勘探、运输、安保和军事等。

同类课题研究水平概述

国内相关领域研究不多。国外也比较新,但已初见端倪。 德州农机大学和美国宇航局共同开发的远程控制水面无人船进行德州海岸观测网络计划(TCOON)。南加利福尼亚大学的气动无人船正为湖面微生物研究抽取水样。韩国忠南国立大学正用机器鱼研究水污染问题。JELS Solutions公司的水面无人舰艇GAURDIAN已经多次出色地完成了海洋军事任务。
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