技术领域 [0001]本发明属于水质监测技术领域，具体涉及一种化工厂排水水域安全监测系统及方法。 背景技术 [0002]随着国民经济的高速发展，环境的保护显得越发重要，化工产业的排水有可能对其周边水域产生影响，如何全面高效的对水质进行监测，防止水体污染事故的发生，已成为社会经济可持续发展所面临的重大问题。 [0003]现有的水质监测方法是在相关水域的监测点设置检测传感器和相应的地面数据采集站，地面数据采集站将采集的水质信息无线传输至远程的监控中心。由于水域的面积较大，因此地面数据采集站通常设置为多个，相应的检测传感器一旦设置就不能轻易移动，导致监测成本的上升，同时水质监测系统一旦布置，则相应的监测区域也被固定，监测人员难以获取其他区域的水质信息，导致水质数据不够完善。 发明内容 [0004]针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种化工厂排水水域安全监测系统及方法，利用无人机结合智能小船，实现对待监测水域的全面监控。 [0005]本发明采用的技术方案如下： 一种化工厂排水水域安全监测系统，包括无人机、智能小船以及装载调度控制平台的作业车，所述作业车通过无线通信模块分别与所述无人机和所述智能小船无线通信连接； 所述无人机包括第一微处理器、摄像头、数据存储器、GPS定位模块、无线通信模块、浮标投放模块；所述第一微处理器分别连接摄像头、GPS定位模块、数据存储器、无线通信模块以及浮标投放模块，所述浮标投放模块上放置浮标； 所述智能小船包括第二微处理器、数据存储器、GPS定位模块、无线通信模块、风速风向检测模块、水流水质检测模块以及船舵调节装置；所述风速风向检测模块设于桅杆上，所述水流水质检测模块设于船舶下部，所述船舵调节装置设于智能小船船舵底盘上；所述第二微处理器分别连接数据存储器、GPS定位模块、无线通信模块、风速风向检测模块、水流水质检测模块以及船舵调节装置； 所述调度控制平台包括第三微处理器、人机交互模块、身份读取器、路径规划模块、无线通信模块、GIS模块；所述第三微处理器分别连接人机交互模块、身份读取器、路径规划模块、无线通信模块、GIS模块； 调度控制平台获取无人机采集的化工厂排水水域视频信息，根据所述视频信息计算智能小船航行路径，控制所述智能小船航行至化工厂排水水域进行水质监测。 [0006]进一步的，所述智能小船具有多艏，所述调度控制平台启动智能跟踪模式并选择其中一艏智能小船作为领航船，此时其他智能小船作为随行船通过无线通信模块与所述领航船无线通信； 所述随行船的第二微处理器通过船舵调节装置和GPS定位模块获取随行船的实时位置和艏向信息，通过无线通信模块获取领航船的实时位置和艏向信息；所述随行船的第二微处理器通过对随行船实时位置进行微分得到随行船航行速度；并建立固定坐标系XOY用于描述随行船位置和方向，建议随行坐标系xoy用于描述无人艇的速度； 根据随行船航行速度计算在随行坐标系xoy下的随行船相对领航船的纵向偏差Δx、横向偏差Δy、艏向偏差Δψ、以及速度偏差Δυ，并将随行船相对领航船的纵向偏差Δx、横向偏差Δy转化到固定坐标系XOY下，然后设定随行船相对领航船的纵向偏差Δx、横向偏差Δy的期望值，即编队队形相对值纵向偏差为ρ0，横向偏差为ρ1，艏向保持一致，通过随行船相对领航船的纵向偏差Δx、纵向偏差Δx的期望值和速度偏差Δυ来通过增量式PID控制方法计算当前随行船所需要的推力，通过随行船相对领航艇的横向偏差Δy、横向偏差Δy的期望值和艏向偏差Δψ通过增量式PID控制方法计算随艇所需要的转动力矩；然后通过推力和转动力矩控制船舵调节装置。 [0007]一种化工厂排水水域安全监测方法，采用上述的化工厂排水水域安全监测系统，包括： 1）所述身份读取器，用于读取操作人员身份证信息，并展示对应人员的信息； 2）所述第三微处理器根据对应人员的信息判断操作人员是否具有操作权限，如果符合权限则解锁人机交互模块，否则锁定人机交互模块； 3）符合权限后，操作人员通过人机交互模块输入调取指令，第三微处理器控制GIS模块调取化工厂排水水域地理信息并在人机交互模块显示； 4）操作人员确定所述化工厂排水水域并输入无人机控制指令，第三微处理器通过无线通信模块传输所述无人机控制指令至第一微处理器，第一微处理器根据无人机控制指令控制无人机飞行至化工厂排水水域上方； 5）所述无人机的所述摄像头获取化工厂排水水域视频信息，并经过无线通信模块回传至所述调度控制平台的人机交互模块；操作人员输入投放指令，所述第一微处理器接收投放指令并控制所述浮标投放模块投放所述浮标； 6）所述摄像头获取所述浮标的视频信息，第一微控制器根据所述浮标的视频信息进行自动校准，第一微处理器控制GPS模块获取浮标的位置信息并回传至第三微处理器； 7）所述智能小船的GPS模块获取小船的位置信息，所述风速风向检测模块获取湖面的风速风向信息，所述水流水质检测模块获取智能小船当前位置的水流信息；第二微处理器通过无线模块将所述小船的位置信息、风速风向信息以及水流信息传输至第三微处理器； 8）第三微处理器控制路径规划模块根据所述浮标的位置信息、所述小船的位置、风速风向信息以及水流信息计算智能小船到浮标的航行轨迹，并将所述航行轨迹显示在所述人机交互模块； 9）操作人员根据所述航行轨迹输入智能小船控制指令，第三微处理器通过无线通信模块传输所述智能小船控制指令至第二微处理器，第二微处理器根据智能小船控制指令控制船舵调节装置使智能小船沿航行轨迹航行至所述浮标； 10）所述无人机的摄像头实时获取化工厂排水水域的视频信息，当智能小船进入所述浮标所在的待监测区域时，操作人员输入停船采集指令，第二微处理器控制船舵调节装置停船并控制所述水流水质检测模块进行水质检测； 11）所述水流水质检测模块采集待监测区域的水质信息，并通过无线通信模块上传至人机交互模块； 12）操作人员重复步骤4）-11）进行下一处化工厂排水水域的水质检测。 [0008]进一步的，所述方法还包括智能跟踪随行控制，所述智能小船具有多艏，所述调度控制平台启动智能跟踪模式并选择其中一艏智能小船作为领航船，此时其他智能小船作为随行船通过无线通信模块与所述领航船无线通信； 所述随行船的第二微处理器通过船舵调节装置和GPS定位模块获取随行船的实时位置和艏向信息，通过无线通信模块获取领航船的实时位置和艏向信息；所述随行船的第二微处理器通过对随行船实时位置进行微分得到随行船航行速度；并建立固定坐标系XOY用于描述随行船位置和方向，建议随行坐标系xoy用于描述无人艇的速度； 根据随行船航行速度计算在随行坐标系xoy下的随行船相对领航船的纵向偏差Δx、横向偏差Δy、艏向偏差Δψ、以及速度偏差Δυ，并将随行船相对领航船的纵向偏差Δx、横向偏差Δy转化到固定坐标系XOY下，然后设定随行船相对领航船的纵向偏差Δx、横向偏差Δy的期望值，即编队队形相对值纵向偏差为ρ0，横向偏差为ρ1，艏向保持一致，通过随行船相对领航船的纵向偏差Δx、纵向偏差Δx的期望值和速度偏差Δυ来通过增量式PID控制方法计算当前随行船所需要的推力，通过随行船相对领航艇的横向偏差Δy、横向偏差Δy的期望值和艏向偏差Δψ通过增量式PID控制方法计算随艇所需要的转动力矩；然后通过推力和转动力矩控制船舵调节装置。 [0009]与现有技术相比，本发明的有益效果是： 本发明通过无人机采集水域的实时视频信息，操作人员可以根据视频信息灵活选择监测区域，规划智能小船航行轨迹，有利于水质数据的完善性；同时水质监测装置安装在自由活动的智能小船上，不用多处定点设置，简化了系统结构，降低了监测成本，极大的提升了监测的灵活性和有效性，同时还可以根据智能跟踪随行控制模式实现多艏智能小船的协同工作，实现大范围的水质检测。 附图说明 [0011]为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0012]图1是本发明提供的一种化工厂排水水域安全监测监测系统的结构示意图； 图2是本发明提供的无人机结构框图； 图3是本发明提供的智能小船结构框图； 图4是本发明提供的调度控制平台结构框图。 具体实施方式 [0014]以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。 [0015]如图所示，作为本发明的一个实施例，一种化工厂排水水域安全监测系统，包括无人机、智能小船以及装载调度控制平台的作业车，所述作业车通过无线通信模块分别与所述无人机和所述智能小船无线通信连接； 所述无人机包括第一微处理器、摄像头、数据存储器、GPS定位模块、无线通信模块、浮标投放模块；所述第一微处理器分别连接摄像头、GPS定位模块、数据存储器、无线通信模块以及浮标投放模块，所述浮标投放模块上放置浮标； 所述智能小船包括第二微处理器、数据存储器、GPS定位模块、无线通信模块、风速风向检测模块、水流水质检测模块以及船舵调节装置；所述风速风向检测模块设于桅杆上，所述水流水质检测模块设于船舶下部，所述船舵调节装置设于智能小船船舵底盘上；所述第二微处理器分别连接数据存储器、GPS定位模块、无线通信模块、风速风向检测模块、水流水质检测模块以及船舵调节装置； 所述调度控制平台包括第三微处理器、人机交互模块、身份读取器、路径规划模块、无线通信模块、GIS模块；所述第三微处理器分别连接人机交互模块、身份读取器、路径规划模块、无线通信模块、GIS模块； 调度控制平台获取无人机采集的化工厂排水水域视频信息，根据所述视频信息计算智能小船航行路径，控制所述智能小船航行至化工厂排水水域进行水质监测。 [0016]进一步的，所述智能小船具有多艏，所述调度控制平台启动智能跟踪模式并选择其中一艏智能小船作为领航船，此时其他智能小船作为随行船通过无线通信模块与所述领航船无线通信； 所述随行船的第二微处理器通过船舵调节装置和GPS定位模块获取随行船的实时位置和艏向信息，通过无线通信模块获取领航船的实时位置和艏向信息；所述随行船的第二微处理器通过对随行船实时位置进行微分得到随行船航行速度；并建立固定坐标系XOY用于描述随行船位置和方向，建议随行坐标系xoy用于描述无人艇的速度； 根据随行船航行速度计算在随行坐标系xoy下的随行船相对领航船的纵向偏差Δx、横向偏差Δy、艏向偏差Δψ、以及速度偏差Δυ，并将随行船相对领航船的纵向偏差Δx、横向偏差Δy转化到固定坐标系XOY下，然后设定随行船相对领航船的纵向偏差Δx、横向偏差Δy的期望值，即编队队形相对值纵向偏差为ρ0，横向偏差为ρ1，艏向保持一致，通过随行船相对领航船的纵向偏差Δx、纵向偏差Δx的期望值和速度偏差Δυ来通过增量式PID控制方法计算当前随行船所需要的推力，通过随行船相对领航艇的横向偏差Δy、横向偏差Δy的期望值和艏向偏差Δψ通过增量式PID控制方法计算随艇所需要的转动力矩；然后通过推力和转动力矩控制船舵调节装置。 [0017]作为本发明的另一实施例，一种化工厂排水水域安全监测方法，采用上述的化工厂排水水域安全监测系统，包括： 1）所述身份读取器，用于读取操作人员身份证信息，并展示对应人员的信息； 2）所述第三微处理器根据对应人员的信息判断操作人员是否具有操作权限，如果符合权限则解锁人机交互模块，否则锁定人机交互模块； 3）符合权限后，操作人员通过人机交互模块输入调取指令，第三微处理器控制GIS模块调取化工厂排水水域地理信息并在人机交互模块显示； 4）操作人员确定所述化工厂排水水域并输入无人机控制指令，第三微处理器通过无线通信模块传输所述无人机控制指令至第一微处理器，第一微处理器根据无人机控制指令控制无人机飞行至化工厂排水水域上方； 5）所述无人机的所述摄像头获取化工厂排水水域视频信息，并经过无线通信模块回传至所述调度控制平台的人机交互模块；操作人员输入投放指令，所述第一微处理器接收投放指令并控制所述浮标投放模块投放所述浮标； 6）所述摄像头获取所述浮标的视频信息，第一微控制器根据所述浮标的视频信息进行自动校准，第一微处理器控制GPS模块获取浮标的位置信息并回传至第三微处理器； 7）所述智能小船的GPS模块获取小船的位置信息，所述风速风向检测模块获取湖面的风速风向信息，所述水流水质检测模块获取智能小船当前位置的水流信息；第二微处理器通过无线模块将所述小船的位置信息、风速风向信息以及水流信息传输至第三微处理器； 8）第三微处理器控制路径规划模块根据所述浮标的位置信息、所述小船的位置、风速风向信息以及水流信息计算智能小船到浮标的航行轨迹，并将所述航行轨迹显示在所述人机交互模块； 9）操作人员根据所述航行轨迹输入智能小船控制指令，第三微处理器通过无线通信模块传输所述智能小船控制指令至第二微处理器，第二微处理器根据智能小船控制指令控制船舵调节装置使智能小船沿航行轨迹航行至所述浮标； 10）所述无人机的摄像头实时获取化工厂排水水域的视频信息，当智能小船进入所述浮标所在的待监测区域时，操作人员输入停船采集指令，第二微处理器控制船舵调节装置停船并控制所述水流水质检测模块进行水质检测； 11）所述水流水质检测模块采集待监测区域的水质信息，并通过无线通信模块上传至人机交互模块； 12）操作人员重复步骤4）-11）进行下一处化工厂排水水域的水质检测。 [0018]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。