本發(fā)明屬于氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備，具體涉及一種雨量筒堵塞檢測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、雨量計(jì)在氣象監(jiān)測(cè)的光伏應(yīng)用場(chǎng)景下發(fā)揮著重要作用，但是在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中面臨諸多問(wèn)題。由于雨量計(jì)處于開(kāi)放的環(huán)境中，灰塵、石子、樹(shù)葉等異物極易進(jìn)入雨量筒，從而頻繁發(fā)生雨量筒堵塞現(xiàn)象，雨量筒被堵塞后，雨量計(jì)量的準(zhǔn)確性便無(wú)法得到保障，進(jìn)而影響氣象數(shù)據(jù)的可靠性與科學(xué)性。

2、為保障雨量計(jì)的計(jì)量器具的運(yùn)行狀態(tài)良好，傳統(tǒng)的解決方案為：增加人員到現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維的頻率。但是，這種方式會(huì)導(dǎo)致運(yùn)維成本的大幅攀升，包括人力、物力以及時(shí)間成本等。

3、現(xiàn)有的檢測(cè)雨量計(jì)是否正常運(yùn)行的方法主要是利用電極在監(jiān)測(cè)到雨水時(shí)發(fā)出報(bào)警，但是這種方式僅僅是在故障發(fā)生后，即已經(jīng)出現(xiàn)計(jì)量不準(zhǔn)確的情況時(shí)檢測(cè)到然后進(jìn)行修復(fù)，屬于事后補(bǔ)救措施。

4、因此，目前無(wú)法在故障發(fā)生前進(jìn)行有效的預(yù)防與預(yù)警，難以滿足現(xiàn)代氣象監(jiān)測(cè)對(duì)于數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和設(shè)備可靠性的高要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提供一種雨量筒堵塞檢測(cè)方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)對(duì)雨量筒狀態(tài)的提前感知與預(yù)警，減少運(yùn)維成本，提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，滿足設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

2、為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案。

3、一種防堵塞的雨量筒，包括外筒、兩級(jí)濾網(wǎng)，二級(jí)所述過(guò)濾組件設(shè)置在雨量筒內(nèi)部；所述雨量筒的底部設(shè)有出水管；

4、所述兩級(jí)濾網(wǎng)包括一級(jí)濾網(wǎng)和二級(jí)過(guò)濾柱，

5、所述一級(jí)濾網(wǎng)為均勻的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，位于雨量筒的內(nèi)部，所述一級(jí)濾網(wǎng)的下方設(shè)置二級(jí)過(guò)濾柱，所述二級(jí)過(guò)濾柱穿過(guò)雨量筒的出水管并固定連接在雨量筒上；

6、所述二級(jí)過(guò)濾柱的頂部外側(cè)安裝第一廣角鏡頭，所述第一廣角鏡頭的正下方設(shè)置第一ccd?傳感器，所述二級(jí)過(guò)濾柱的頂部?jī)?nèi)側(cè)安裝第二廣角鏡頭，所述第二廣角鏡頭的正上方設(shè)置第二ccd?傳感器，

7、所述第一ccd?傳感器、第二ccd?傳感器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，進(jìn)而生成數(shù)字圖像信號(hào)；

8、所述第一ccd?傳感器、第二ccd?傳感器連接cpu，cpu與數(shù)據(jù)傳輸模塊相連接，數(shù)據(jù)傳輸模塊可將數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)。

9、進(jìn)一步的，所述二級(jí)過(guò)濾柱包括柱體、兩級(jí)濾網(wǎng)、擋圈，所述柱體與擋圈之間設(shè)有兩級(jí)濾網(wǎng)，所述兩級(jí)濾網(wǎng)為均勻的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述二級(jí)過(guò)濾柱的底部設(shè)有擋圈，所述二級(jí)過(guò)濾柱穿過(guò)出水管且擋圈位于出水管上，所述出水管的外側(cè)與集雨管螺紋連接。在安裝時(shí)，二級(jí)過(guò)濾柱從下往上穿過(guò)出水管，且擋圈位于出水管上；然后用集雨管螺紋擰緊出水管，實(shí)現(xiàn)將二級(jí)過(guò)濾柱固定連接在雨量筒的底部。

10、進(jìn)一步的，所述雨量筒的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有安裝環(huán)，將一級(jí)濾網(wǎng)設(shè)置在安裝環(huán)上，實(shí)現(xiàn)將一級(jí)濾網(wǎng)可拆卸的、便捷的安裝在雨量筒內(nèi)。

11、一種雨量筒堵塞檢測(cè)方法，包括如下步驟：

12、步驟一：安裝雨量筒兩級(jí)濾網(wǎng)，設(shè)置廣角鏡頭及ccd?傳感器；

13、在雨量筒的內(nèi)部安裝兩級(jí)濾網(wǎng)，兩級(jí)濾網(wǎng)包括一級(jí)濾網(wǎng)和二級(jí)過(guò)濾柱，一級(jí)濾網(wǎng)位于二級(jí)過(guò)濾柱的上方，二級(jí)過(guò)濾柱穿過(guò)雨量筒的出水管并固定連接在雨量筒上；

14、二級(jí)過(guò)濾柱的頂部外側(cè)安裝第一廣角鏡頭，第一廣角鏡頭的正下方設(shè)置第一ccd傳感器，二級(jí)過(guò)濾柱的頂部?jī)?nèi)側(cè)安裝第二廣角鏡頭，第二廣角鏡頭的正上方設(shè)置第二ccd傳感器，?第一ccd?傳感器、第二ccd?傳感器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，進(jìn)而生成數(shù)字圖像信號(hào)；

15、第一ccd?傳感器、第二ccd?傳感器連接cpu，cpu與數(shù)據(jù)傳輸模塊相連接，數(shù)據(jù)傳輸模塊可將數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)；

16、步驟二：?jiǎn)?dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；

17、啟動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，第一廣角鏡頭將一級(jí)濾網(wǎng)的圖像信息傳輸給其下方的第一ccd?傳感器，第一ccd?傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊將圖像數(shù)據(jù)傳輸至cpu；

18、同時(shí)，第二廣角鏡頭將二級(jí)過(guò)濾柱的圖像信息傳輸給其上方的第二ccd?傳感器，第二ccd?傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊將圖像數(shù)據(jù)傳輸至cpu；

19、步驟三：圖像處理，統(tǒng)計(jì)透光亮點(diǎn)數(shù)和亮點(diǎn)面積；

20、cpu通過(guò)圖像分析算法對(duì)圖像進(jìn)行處理；

21、對(duì)于一級(jí)濾網(wǎng)圖像，統(tǒng)計(jì)圖像中的透光亮點(diǎn)數(shù)和亮點(diǎn)面積；

22、對(duì)于二級(jí)過(guò)濾柱圖像，采用相同的方式統(tǒng)計(jì)透光亮點(diǎn)數(shù)和亮點(diǎn)面積；

23、步驟四：遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)根據(jù)判據(jù)，發(fā)出預(yù)警信號(hào)

24、遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)根據(jù)預(yù)設(shè)的報(bào)警判據(jù)進(jìn)行判斷，當(dāng)一級(jí)濾網(wǎng)或二級(jí)過(guò)濾柱的圖像數(shù)據(jù)滿足報(bào)警判據(jù)時(shí)，遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)立即發(fā)出預(yù)警信號(hào)；判據(jù)為步驟三中實(shí)際檢測(cè)到的亮點(diǎn)數(shù)或亮點(diǎn)面積小于閾值?；

25、步驟五：在運(yùn)維人員對(duì)雨量筒進(jìn)行清理后，再次啟動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)清理效果進(jìn)行驗(yàn)證，確保濾網(wǎng)恢復(fù)正常狀態(tài)，保證雨量計(jì)量的準(zhǔn)確性。

26、進(jìn)一步的，其中，閾值為亮點(diǎn)數(shù)小于?n?個(gè)，n由濾網(wǎng)形狀、環(huán)境和管理要求等綜合決定。

27、進(jìn)一步的，其中，閾值為亮點(diǎn)面積小于?a%，a%由濾網(wǎng)形狀、環(huán)境和管理要求等綜合決定。

28、進(jìn)一步的，圖像分析算法是基于opencv圖像處理庫(kù)識(shí)別亮點(diǎn)數(shù)及計(jì)算得到亮點(diǎn)面積。具體的方法為：

29、將圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；去除殘缺圖片、清晰度差的圖像；

30、將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成灰度圖像；

31、采用高斯算法對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理，去除噪音；對(duì)灰度圖像閾值分隔，分離出亮點(diǎn)區(qū)域，設(shè)置閾值分割點(diǎn)，當(dāng)像素大于200時(shí)像素值設(shè)為白色，代表亮點(diǎn)區(qū)域；當(dāng)像素值不大于200時(shí)像素值設(shè)為黑色，代表非亮點(diǎn)區(qū)域；

32、采用侵蝕操作、膨脹操作，去除圖像中的噪聲和斑點(diǎn)：對(duì)圖像進(jìn)行3*3矩形結(jié)構(gòu)進(jìn)行侵蝕操作，將圖像進(jìn)行擴(kuò)張膨脹；保持亮點(diǎn)區(qū)域的形狀和大小更清晰完整；

33、采用輪廓檢測(cè)找到亮點(diǎn)區(qū)域，遍歷檢測(cè)到的輪廓，進(jìn)行標(biāo)記，統(tǒng)計(jì)亮點(diǎn)的數(shù)量，病對(duì)找到的每個(gè)亮點(diǎn)區(qū)域計(jì)算其總面積。

34、進(jìn)一步的，統(tǒng)計(jì)實(shí)際監(jiān)測(cè)的圖像中的亮點(diǎn)數(shù)占圖像數(shù)據(jù)中的網(wǎng)格總透光亮點(diǎn)的變化趨勢(shì)，當(dāng)變化趨勢(shì)達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)報(bào)警

35、

36、式中，p（t）為隨著時(shí)間變化的占比趨勢(shì)；x（t）為隨時(shí)間變化的透光亮點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)量；b（t）為隨時(shí)間變化的透光亮點(diǎn)總數(shù)。

37、進(jìn)一步的，統(tǒng)計(jì)實(shí)際監(jiān)測(cè)的圖像中的亮點(diǎn)面積占圖像數(shù)據(jù)中的網(wǎng)格總面積的變化趨勢(shì)，當(dāng)變化趨勢(shì)達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)報(bào)警，

38、

39、式中，s（t）為隨著時(shí)間變化的占比趨勢(shì)；x（t）為隨時(shí)間變化的透光亮點(diǎn)實(shí)測(cè)面積；b（t）為隨時(shí)間變化的透光亮點(diǎn)總面積。

40、進(jìn)一步的，預(yù)警信號(hào)可通過(guò)多種形式發(fā)送，如短信通知運(yùn)維人員、在監(jiān)控系統(tǒng)界面彈出警示框等，以便運(yùn)維人員及時(shí)知曉并采取清理措施。

41、工作原理：（1）光線通過(guò)廣角鏡頭照射到ccd傳感器上，光子被吸收并產(chǎn)生光生電荷。（2）電荷在ccd傳感器內(nèi)部轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。（3）數(shù)據(jù)傳輸模塊接收ccd傳感器輸出的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)，進(jìn)行處理分析，實(shí)現(xiàn)報(bào)警監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)“事前監(jiān)測(cè)”。

42、有益效果：本發(fā)明的監(jiān)測(cè)方法，能夠在日常無(wú)雨?duì)顟B(tài)下對(duì)雨量筒的兩級(jí)濾網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)透光亮點(diǎn)數(shù)量和亮點(diǎn)面積的精確分析，提前判斷出雨量筒是否存在堵塞風(fēng)險(xiǎn)，并發(fā)出預(yù)警信號(hào)，避免出現(xiàn)傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)的事后修復(fù)方式帶來(lái)的計(jì)量不準(zhǔn)確問(wèn)題，有效減少了人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行周期性運(yùn)維的工作量與成本，顯著提高了雨量筒監(jiān)測(cè)的效率和可靠性，為氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集提供了有力保障。

43、本發(fā)明的雨量筒堵塞監(jiān)測(cè)方法可廣泛應(yīng)用于各類氣象監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的雨量筒監(jiān)測(cè)作業(yè)中，無(wú)論是在城市氣象觀測(cè)站、農(nóng)村氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)還是在野外氣象研究設(shè)施等場(chǎng)景下，均能夠有效提升雨量筒的運(yùn)維管理水平與氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量。