無線移動水質(zhì)監(jiān)測設備的制作方法
【專利摘要】無線移動水質(zhì)監(jiān)測設備是一種可在戶外全天候工作的，具有實時遠程監(jiān)控功能的水質(zhì)監(jiān)測設備，屬于水質(zhì)監(jiān)測【技術(shù)領域】。它是由母船（1）、收放儀（2）、哈希水質(zhì)分析儀（hydrolab5）（3）、Futaba2.4G遙控器（4）、12/18V鋰聚合物電池組（5）、12V鉛酸電池組（6）、GPRS無線通信模塊（7）、母船控制模塊（8）、螺旋槳（9）、導向尾翼（10）、天線（11）、0.75~1MM2聚氯乙烯絕緣銅絲軟線（12）、4m凱芙拉線（13）等組件裝配而成。無線移動水質(zhì)監(jiān)測設備適用于戶外水質(zhì)移動監(jiān)測、并對監(jiān)測活動進行遠程控制的水質(zhì)監(jiān)測設備，用于解決傳統(tǒng)監(jiān)測傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測成本高與效率低的問題。
【專利說明】無線移動水質(zhì)監(jiān)測設備
【技術(shù)領域】
[0001]本設備是一種、可在戶外全天候工作的，具有實時遠程監(jiān)控功能的水質(zhì)監(jiān)測設備，屬于水質(zhì)監(jiān)測【技術(shù)領域】。
【背景技術(shù)】
[0002]水體污染作為城市環(huán)境問題四大公害之一，是嚴重影響人類生活質(zhì)量與身心健康的重要因素，也是受到居民投訴最多的環(huán)境污染。隨著環(huán)境水污染的加劇，對水質(zhì)自動監(jiān)測的關注度越來越高，由于水污染在空間和時間上存在差異，因此為了盡可能準確的測評水污染的平均水平，需要在監(jiān)測區(qū)域進行多點布設并盡量提高監(jiān)測頻次。目前應用比較多的水質(zhì)監(jiān)測方法仍然為傳統(tǒng)的人工采樣和實驗室分析方法，即在不同時段對監(jiān)測區(qū)域進行若干頻次監(jiān)測采樣。然而由于這種方式不但工作量大，監(jiān)測效率低，而且容易對環(huán)境造成侵入式破壞的二次污染，對采樣人員也有一定落水和廢氣吸入危險，此外一些惡劣的環(huán)境也不便于進入，因此很難在短時間內(nèi)提供水質(zhì)參數(shù)的信息，實時掌握水質(zhì)的變化情況；水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)絡的信息化程度偏低，使得眾多部門的監(jiān)測數(shù)據(jù)客觀上無法共享。因此，全天候、自動化、智能化、網(wǎng)絡化的環(huán)境水質(zhì)自動監(jiān)測是水質(zhì)監(jiān)測的必然趨勢。在此背景之下，研制與開發(fā)一套無線移動水質(zhì)監(jiān)測設備具有重大的社會意義和現(xiàn)實意義。
[0003]無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)能及時感知、傳遞和分析環(huán)境變化信息，起到環(huán)境預警的作用，同時還能為決策和管理部門提供科學依據(jù)，做出正確的決策。無線傳感器網(wǎng)絡在環(huán)境監(jiān)測中應用十分廣泛，不但可以應用無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)監(jiān)測大氣和土壤溫濕度以及水資源的水質(zhì)并設計污染源無線監(jiān)測系統(tǒng)，還能通過對環(huán)境中相關氣象參數(shù)的采集、測量來實現(xiàn)測風的智能化和無線化。無線傳感器網(wǎng)絡的應用多集中在大氣、土壤溫濕度監(jiān)測以及水質(zhì)監(jiān)測等方面。由于水污染在時間與空間的差異等特點，水質(zhì)監(jiān)測不僅需要監(jiān)測點位的選取個數(shù)、布設點位需要具有一定數(shù)量和代表性，無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)為實現(xiàn)這一要求提供了可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種適用于戶外水質(zhì)移動式監(jiān)測、并對監(jiān)測活動進行遠程控制的水質(zhì)監(jiān)測設備。以解決傳統(tǒng)監(jiān)測傳統(tǒng)的噪聲監(jiān)測成本高與監(jiān)測效率低的問題。
[0005]本發(fā)明還可以根據(jù)監(jiān)測需要，選擇合適的水體深度和復雜水域進行數(shù)據(jù)采集，確保數(shù)據(jù)準確性和完整性。
[0006]無線移動監(jiān)測設備可以很方便的實現(xiàn)各種功能區(qū)水環(huán)境多位點和不同深度監(jiān)測，同時還可以作為水污染取證的監(jiān)測設備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1:監(jiān)測設備外部形態(tài)及組成部分透視圖。
[0008]圖2:監(jiān)測設備外部形態(tài)及尺寸俯視圖。[0009]圖3:監(jiān)測設備外部形態(tài)及尺寸側(cè)視圖。
[0010]圖4:監(jiān)測設備內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)布局圖。
[0011]圖5:監(jiān)測設備水質(zhì)監(jiān)測執(zhí)行程序示意圖。
【具體實施方式】
[0012]作為監(jiān)測設備載體的母船(I)內(nèi)部主要包括收放儀(2)，電池組(5)和GPRS無線通信模塊(7)、母船控制模塊(8)，外部包括螺旋槳(9)、導向尾翼(10)、天線(11)。收放儀
(2)與水質(zhì)分析儀器(3)相連可控制水質(zhì)儀(3)在水中的升降深度，并采集水質(zhì)數(shù)據(jù)，遙控器(4)在遠端控制收放儀(2)和母船控制模塊(8)的動作執(zhí)行，電池組(5)用于給收放儀(2)完成升降動作和GPRS無線通信模塊(7)供電，電池組(6)給母船控制模塊(8)供電。
[0013]數(shù)據(jù)采集組件結(jié)構(gòu)主要包括收放儀(2)、水質(zhì)分析儀(3)、12/18V鋰聚合物電池組
(5)、12V鉛酸電池組(6)、GPRS無線通信模塊(7)四個部件。哈希水質(zhì)分析儀Hydrolab 5
(3)，該產(chǎn)品提供標準RS232、RS485接口，可直接連接串口設備，適用于環(huán)境水質(zhì)的定點監(jiān)測，同時能瞬時輸出水質(zhì)數(shù)據(jù)，并且用電量少，無需交流供電，符合與無線傳感器結(jié)合的要求。Hydrolab DS5X-MS5水質(zhì)分析儀采集水質(zhì)數(shù)據(jù)，通過RS232接口傳輸?shù)紾PRS無線通信模塊，GPRS無線通信模塊將水質(zhì)數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)接收端，即可在數(shù)據(jù)中心查看采集到的水質(zhì)數(shù)據(jù)。12/18V鋰聚合物電池組(5)給收放儀(2)供電以完成升降動作，同時為GPRS無線通信模塊(7)供電，12V鉛酸電池組(6)提供母船(I)移動所需的電源動力。當需要更換采樣點時，遙控器(4)在遠端發(fā)送信號控制收放儀(2)收回水質(zhì)儀(3)，并通過發(fā)送信號給母船控制模塊(8 )控制母船(I)移向指定的采樣點，然后遙控器(4 )發(fā)送信號控制收放儀(2 )放出水質(zhì)儀(3)進行新樣點的水質(zhì)數(shù)據(jù)采集。
【權(quán)利要求】
1.無線移動水質(zhì)監(jiān)測設備，它是母船(I)、收放儀(2)、哈希水質(zhì)分析儀(hydrolab5)(3)、Futaba2.4G遙控器(4)、12/18V鋰聚合物電池組(5)、12V鉛酸電池組(6)、GPRS無線通信模塊(7 )、母船控制模塊(8 )、螺旋槳(9 )、導向尾翼(10 )、天線(11)、0.75?IMM2聚氯乙烯絕緣銅絲軟線(12 )、4m凱芙拉線(13 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線移動水質(zhì)監(jiān)測設備，其在形狀、構(gòu)造及結(jié)合上的特征在于:將電池組(5 )、( 6 )、GPRS無線通信模塊(7 )、母船控制模塊(8 )、收放儀(2 )置于母船(I)中并固定，收放儀(2) 4m凱芙拉線(13)與水質(zhì)分析儀器(3)相連，遙控器(4)在遠端通過給收放儀(2)發(fā)出指令可控制水質(zhì)儀(3)在水中的升降及深度，水質(zhì)儀(3)完成水質(zhì)數(shù)據(jù)采集，采集所獲數(shù)據(jù)通過水質(zhì)儀自身電纜傳輸?shù)紾PRS無線通信模塊(7)并進一步通過天線(11)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，12/18V鋰聚合物電池組(5)給收放儀(2)供電以完成升降動作，同時為GPRS無線通信模塊(7)供電，12V鉛酸電池組(6)提供母船(I)移動所需的電源動力，遙控器(4)同時遠端發(fā)送信號給母船控制模塊(8)以控制螺旋槳(9)和導向尾翼(10)，從而達到控制母船(I)移動的速度和方向，天線(11)外置于母船(I)上表面尾端，對所有供電線路均采用0.75?1MM2聚氯乙烯絕緣銅絲軟線(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線移動水質(zhì)監(jiān)測設備，其特征在于:由遙控器(4)控制母船(I)的移動和停止位置，且控制收放儀(2)的執(zhí)行動作，收放儀(2)控制水質(zhì)分析儀器(3)在水中升降深度，水質(zhì)分析儀器(3)負責采集水質(zhì)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾PRS通信模塊并發(fā)送到數(shù)據(jù)中心。
【文檔編號】G01N33/18GK103963936SQ201310036654
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月31日
【發(fā)明者】趙景柱, 王豪偉, 張?zhí)旌? 李春明, 鄭栓寧, 蘇曉丹 申請人:中國科學院城市環(huán)境研究所