[发明专利]一种智能手机波浪浮标

说明书

一种智能手机波浪浮标，该浮标包括手机、外置电源和防水外壳，手机与外置电源固定安装在防水外壳内，手机通过数据线与外置电源连接；所述手机上安装有波浪监测app，波浪监测app包括调用手机内部的计时器、加速度传感器、磁场传感器的数据获取模块、进行波浪参数计算的数据处理存储模块和调用手机内部的邮件模块进行邮件发送的数据传输模块。本发明提供的智能手机波浪浮标将手机与防水外壳高度结合，减少了浮标的体积和重量，在保证波浪参数准确测量的前提下降低了浮标的生产成本。

技术领域

本发明涉及一种波浪监测设备，特别是一种智能手机波浪浮标。

背景技术

海洋科学是一个正在蓬勃发展的学科，海洋开发具有战略意义。随着海洋技术的发展和人们对海洋资源的不断开发，对海洋环境的监测尤其是海浪参数的监测显得很重要。

目前我国海洋技术和海洋监测技术比较落后，一方面许多海洋观测站的海浪数据还是来源于观测员的目测，观测效果有折扣；另一方面近海海浪的监测多采用波浪浮标方法，虽然波浪浮标是一种无人值守的自动定点定时的对海面波浪的高度，波浪周期，波浪传播方向等要素进行遥测的小型浮标测量系，但是专业波浪浮标价格昂贵，难以大规模部署。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种小体积、价格低、波向测量精度高的智能手机波浪浮标。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种智能手机波浪浮标，该浮标包括手机、外置电源和防水外壳，手机与外置电源固定安装在防水外壳内，手机通过数据线与外置电源连接；所述手机上安装有波浪监测app，波浪监测app包括调用手机内部的计时器、加速度传感器、磁场传感器的数据获取模块、进行波浪参数计算的数据处理存储模块和调用手机内部的邮件模块进行邮件发送的数据传输模块；

（1）波高的测量

波浪监测app的数据获取模块调用手机内部的加速度传感器直接获取运动状态的垂向加速度，数据处理存储模块对垂向加速度进行两次时间积分计算出垂向位移，通过连续的位移获得波浪的连续运动状态，对位移数据采用上跨零点法，按照波高由大到小的顺序排序，取总波数的三分之一个波的波高计算算术平均值，算出波高；

（2）波向的测量

以手机的中心为坐标原点，以手机的横向为x轴，手机的纵向为y轴，手机的竖向为z轴，建立笛卡尔坐标（x，y，z）；规定手机与绕z轴、x轴和y轴旋转产生的角为r1、r2和r3，当手机屏幕水平向上时，手机顺时针旋转，r1为0-360度，正北为0或360度，r2和r3为-90-90度；波浪监测app的数据获取模块调用手机内部的加速度传感器和磁场传感器获得r1、r2和r3，

令a=sin(r1)，b=sin(r2)，结合a和b的正负，计算arccos(|a|(a^2+b^2)^1/2)或arccos(|b|(a^2+b^2)^1/2)，算出波向；

（3）周期的测量

波浪监测app的数据处理存储模块每次进行波高计算时，调用手机内部的计时器把当前系统时间存放在时间数组中，通过速度的方向判断下次出现波峰或波谷的时间，并存放在时间数组中，计算时间数组中最后一个时间和前一个时间的差值并记录，相加两个连续记录的差值计算出周期；

（4）波浪参数的发送

波浪监测app的数据处理存储模块按设定的时间段对该时间段内的波浪的波高、波向和周期的数据进行分组储存到文本文件中，然后通过数据传输模块调用手机内部的邮件模块将储存数据的文本文件按照设置的邮件传输时间段分时段发送到预先设置的邮箱。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述手机为安卓智能手机。