自动水质采样系统

1、移动式自动采样监测机器人系统

移动式近海水面自动监测机器人是一个集多参数水质分析仪（可监测水温、溶解氧、pH、电导率、蓝绿藻、叶绿素等因子）等多种高精度传感设备和全自动水质采样模块，以及自动导航控制等软件、硬件为一体的平台系统，广泛应用于近海港口测绘、水质采样监测、溢油监测治理等多个应用领域。

例：Cowis C180移动式水上自动监测采样机器人

产品突破性的改变了传统的作业手段，通过实时接收北斗/GPS/GLONASS 兼容的卫星信号，自由选取河段，灵活的进行定位定向，采集水样、水文等相关数据，真正实现水质信息实时监测，测量范围广泛，而且不受天气影响，定位精度也大大高于传统的监测方法，可以弥补传统水质监测的空白与不足，真正做到全天候、高精度、自动化、高效益的工作模式，大幅度提高采样和监测的作业效率及准确度。

移动式水上自动监测机器人可完成大范围流域多个监测点的水质巡航测绘，水上机器人可按照预设的监测点依次进行自主航行，自动采集水样，实时监测水质，便通过基站软件实时生成该流域的多种水质参数的分布图。并可通过对分布图的分析，及时发现了水质异常区域，实现对大范围区域污染源突发排放实时监测和预警。

移动式水上自动监测机器人自主采样测试轨迹图

水面采样监测机器人水质监测成果展示图

2、移动式水面机器人船体与结构特点

（1）船体材质——新型材料、超轻超固

◆ 船体采用新型装甲防弹复合材料，自有成型技术重量轻，强度高。

◆ 内部采用闭孔泡沫填充，可有效防沉。

• 无磁性、绝缘，微波穿透性好，不影响内部天线通信。
• 表面使用纳米级防污耐磨材料，耐腐蚀，防生物附着，维护简单。

（2）重量优势：

• 船体轻盈，搬运更方便。
• 节省能源、提高航速、延长工作时间。
• 同等载重时体积更小。

（3）结构优势——小船体、大容量

◆ 优化的船体空间设计，更大的排水量；

• 在小型船体上可以发挥其强度、重量、易成型等优势。
• 可设计性好，可按照船舶结构、形状及各部分的要求，通过选材，铺层，定向优化。
• 生产船壳整体性好，无接缝和缝隙，结构严密，密封性好，防止渗透。成品强度高、寿命长。
• 具有单体船、双体船、三体船及双M型多体船等多种新型设计样式可选，航行更平稳，抗风浪等级高、航行姿态好。
• 便携式结构设计，船身体积小巧，可以轻松放置在车辆的后备箱中，便于携带。
• 具备船型定制能力，可结合用户实际使用场景或需求来定做特定船型（如船的尺寸/颜色/外形、载重能力、抗风浪能力、业务单元固定支架等。
• 采用涵道式推进器，与船底齐平，可浅水投放，具有防水草缠绕设计。安全可靠性高、易于安装维护及便于整船携带。

例：Cowis C180水面机器人的涵道式推进器与船体的一体化设计图

3、无人船系统通讯模式特点

• 支持自主建设通讯基站，结合具体应用场景合理设计。
• 支持4G通讯网络、8G高速无线网桥、信号中继器等多种通讯模式。
• 多种通讯链路保障灵活性，可接入云端应用，可实现多设备总览视图。
• 优秀的链路协议设计，保障极低速网络条件下（比如GPRS/2G网络）仍能稳定传输位置和控制信息。
• 根据通信距离订制通信方案，在4G网络覆盖的地方，传输距离不受限制；
• 带宽高，网速快，视频传输稳定不卡顿，画面基本无延时。

4、水面机器人系统自主导航和避障特点

• 自主研发的无人船导航系统，可任意设置航行路线，自主导航和任务规划。
• 精准超声波避障系统，10米有效避障。实现水上机器人后退式前进，再也不用为了调整船头方向而大费周章。复杂水面，自动调整航线，自动绕开航线上的障碍物，无须人工干预，实现水面畅通无阻。
• 定位精度达至厘米级，航行准确，快速锁定作业目标。
• 支持GPS和北斗导航系统，支持多模GNSS模块 。

图2 任务规划与自动导航操作示意图

5、水面机器人系统远程控制特点

• 搭载视频图传模块，远程操作。
• 用户足不出户，即可遥控千里之外的船只。
• 超视距远程驾驶和现场手持遥控器进行配合，和地面站间可双模式切换操作，简单易学。

图3 双模式操控

6、软件操作平台特点

• 无人船系统操作平台紧密结合行业应用需求和特点，采用基于地理信息系统GIS构建，平台操作界面创新的采用模块化应用程序。
• 操纵平台还兼容Android、iOS等智能手机操作系统，开发基于移动终端的深度应用。可通过智能平板电脑实时完成对无人船的控制、视频监控和水面垃圾的清理等作业，便于使用人员进行可视化及便捷操作。