本發(fā)明涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，特別是一種在線飲用水源水質監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術：

隨著我國綜合國力的發(fā)展，人民群眾對飲用水安全也越來越關注。同時由于國際國內(nèi)環(huán)境的復雜化，為了維持社會穩(wěn)定也需要對飲用水源進行監(jiān)測。對水質監(jiān)測尤其是飲用水源監(jiān)測來說，最重要的是準確性和及時性。一旦水質出現(xiàn)對人體有害的有毒物質，如果沒有得到及時預警，迅速找到污染源頭，并阻斷傳輸途徑，進行處理。將會對人民生命和財產(chǎn)造成巨大的危害。

目前有很多水質監(jiān)測系統(tǒng)，不過這些系統(tǒng)無法快速判別水質是否對人體有毒，是否適合人類飲用，或者說是普安段何種對人體有害的物質（神經(jīng)毒素等）出現(xiàn)在水體中。在[1]中作者提出了一種水質監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)漂浮在水面上，利用攝像頭拍照，結合傳感器判斷水質。對于攝像頭來說一般在較高的位置才能看出河流污染情況，僅憑在低處拍到的局部照片，一旦光線變強或變暗，照片會存在顏色誤差，很難準確判斷水質情況。再者，現(xiàn)有水質傳感器，可測得的參數(shù)主要包括ph值，溶解氧，濁度，氨氮等一些常見的參數(shù)，并不能檢測出復雜的化學成分，或者是水中污染物經(jīng)過化學反應產(chǎn)生的新的有毒物質，因而無法判斷水質是否對人體有毒。對于飲用水源而言，并不是所有的場所都有理化分析設備，來對水體污染物進行細致的分析。飲用水源監(jiān)測，最重要的就是要在短時間內(nèi)判斷出是否對人體有害。專利[2]仍然是采用了商用傳感器來監(jiān)測水質，可以監(jiān)測諸如溫度，ph值等一些簡單指標，并不適合飲用水源水質監(jiān)測。另一方面該方案采用太陽能供電，一旦越到持續(xù)陰天等光照低的情況，就可能導致能源供給問題出現(xiàn)，影響系統(tǒng)正常工作。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種在線飲用水源水質監(jiān)測系統(tǒng)，水質監(jiān)測更加準確充分。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種在線飲用水源水質監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：包含若干監(jiān)控單元、監(jiān)控中心和預警中心，若干監(jiān)控單元通過阿里云與監(jiān)測中心無線連接，監(jiān)測中心分析監(jiān)控單元數(shù)據(jù)并通過預警中心預警，監(jiān)控單元包含殼體、天線、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、無線能量采集模塊、北斗定位模塊、生物監(jiān)測模塊、處理器、平衡浮桿和生物電功率頻譜采集電極，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、無線能量采集模塊和北斗定位模塊設置在殼體上側并且數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、無線能量采集模塊和北斗定位模塊分別連接一個天線，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊與處理器連接用于發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)，無線能量采集模塊與處理器連接用于無線能量采集為各模塊供電，北斗定位模塊與處理器連接用于對監(jiān)控單元進行北斗定位，生物監(jiān)測模塊與處理器連接用于監(jiān)測水質情況，平衡浮桿水平設置并且固定在殼體側面，生物監(jiān)測模塊設置在殼體下側，生物監(jiān)測模塊包含與外界相通的容腔和活體魚，活體魚生活在容腔內(nèi)，生物電功率頻譜采集電極固定在生物監(jiān)測模塊下側。

進一步地，所述活體魚為斑馬魚或青鳉魚。

進一步地，所述平衡浮桿為四根，四根平衡浮桿呈十字形固定在殼體四周。

進一步地，所述天線包含超寬帶天線和整流電路，所述超寬帶天線覆蓋的頻帶范圍為0.8ghz-20ghz；

所述超寬帶天線為簡單槽雙極子天線，整體為w×l×h的長方體天線，每個槽由半短軸長為a1、半長軸長為b1的四分之一橢圓和半短軸長為a2、半長軸長為b2的四分之一橢圓以及兩四分之一橢圓之間的矩形構成，其中，w為140mm，l為100mm，h為1mm，a1為38mm，b1和b2均為80mm，a2為10mm；天線下端兩個槽相對位置設置有兩條沿長度方向設置的間隙，間隙寬度g為0.2mm，兩條間隙之間天線寬度w1為2mm，槽下側邊沿與天線下側邊沿寬度w2為10mm，槽上側邊與天線上側邊沿寬度w3為10mm；槽側邊與天線側邊最小寬度w6為2mm；

超寬帶天線兩個槽內(nèi)分別設置有枝節(jié)，每個枝節(jié)包含第一枝節(jié)和第二枝節(jié)，第一枝節(jié)一端與超寬帶天線內(nèi)側端部連接，第二枝節(jié)一端與第一枝節(jié)另一端連接；

所述第一枝節(jié)由半短軸長為a3、半長軸長為b3的四分之一橢圓去除同一圓心位置的半短軸長為a4、半長軸長為b4的四分之一橢圓后剩余部分構成，其中，a3為45mm，b3為65mm，a4為44cm，b4為50mm，第一枝節(jié)與天線連接端寬度w4為1mm；

所述第二枝節(jié)由半徑為r的四分之一圓和半短軸長為a5、半長軸長為b5的四分之一橢圓去除同一圓心位置的半短軸長為a6、半長軸長為b6的四分之一橢圓后剩余部分以及l(fā)1×w5的長方形構成，其中，r為15mm，a5為35mm，b5為48mm，a6為20mm，b6為33mm，l1為15.5mm，w5為15mm。

進一步地，所述超寬帶天線采集無線射頻能量為在線監(jiān)測系統(tǒng)中的傳感器供能，無線射頻包含數(shù)字集群基站和移動臺、cdma數(shù)字蜂窩基站、gsm900/1800、wlan、wimax、td-scdma以及td-lte。

進一步地，所述超寬帶天線包含上層輻射體和下層介質基板。

進一步地，所述上層輻射體采用銅材質，下層介質基板采用介電常數(shù)為4.4的fr-4環(huán)氧玻璃纖維板。

進一步地，所述整流電路為倍壓整流電路，倍壓整流電路包含電容c1、c2和二極管d1、d2，超寬帶天線輸出端一端與電容c1一端連接，電容c1另一端與二極管d1陰極和二極管d2陽極連接，二極管d2陰極與電容c2一端以及傳感器輸入端一端連接，超寬帶天線輸出端另一端與二極管d1陽極、電容c2另一端以及傳感器輸入端另一端連接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和效果：

1、與傳統(tǒng)水質監(jiān)測系統(tǒng)采用的商業(yè)傳感器相比，本系統(tǒng)信號采集模塊使用一種生物監(jiān)測魚類活動電位功率頻譜的方法，主要采集魚類活動電位，為系統(tǒng)判斷提供可靠的依據(jù)；

2、本系統(tǒng)利用阿里云大數(shù)據(jù)整合各點位上傳的實時數(shù)據(jù)，包括位置信息，魚類實時活動電位信息，依據(jù)處理器預處理的信息等等，能整合數(shù)據(jù)，分析出污染源頭，污染方向，以及預估趨勢，為下一步有毒水質的處理及擴散預防提供依據(jù)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種在線飲用水源水質監(jiān)測系統(tǒng)的模塊示意圖。

圖2是本發(fā)明的監(jiān)控單元示意圖。

圖3是本發(fā)明的監(jiān)控單元俯視圖。

圖4是本發(fā)明的超寬帶天線俯視圖。

圖5是本發(fā)明的整流電路的電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。

如圖所示，本發(fā)明的一種在線飲用水源水質監(jiān)測系統(tǒng)，包含若干監(jiān)控單元、監(jiān)控中心和預警中心，若干監(jiān)控單元通過阿里云與監(jiān)測中心無線連接，監(jiān)測中心分析監(jiān)控單元數(shù)據(jù)并通過預警中心預警，監(jiān)控單元包含殼體1、天線2、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊3、無線能量采集模塊4、北斗定位模塊5、生物監(jiān)測模塊6、處理器、平衡浮桿7和生物電功率頻譜采集電極8，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊3、無線能量采集模塊4和北斗定位模塊5設置在殼體1上側并且數(shù)據(jù)發(fā)送模塊3、無線能量采集模塊4和北斗定位模塊5分別連接一個天線2，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊3與處理器連接用于發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)，無線能量采集模塊4與處理器連接用于無線能量采集為各模塊供電，北斗定位模塊5與處理器連接用于對監(jiān)控單元進行北斗定位，生物監(jiān)測模塊6與處理器連接用于監(jiān)測水質情況，平衡浮桿7水平設置并且固定在殼體1側面，生物監(jiān)測模塊6設置在殼體1下側，生物監(jiān)測模塊6包含與外界相通的容腔和活體魚，活體魚生活在容腔內(nèi)，生物電功率頻譜采集電極8固定在生物監(jiān)測模塊6下側。天線2頻段覆蓋了無線通信的頻段（gsm，lte等）以及北斗衛(wèi)星通信的頻段（北斗發(fā)射1615mhz,北斗接收2492mhz）。

活體魚為斑馬魚或青鳉魚。平衡浮桿7為四根，四根平衡浮桿7呈十字形固定在殼體1四周。天線2包含超寬帶天線和整流電路，所述超寬帶天線覆蓋的頻帶范圍為0.8ghz-20ghz；

超寬帶天線為簡單槽雙極子天線，整體為w×l×h的長方體天線，每個槽由半短軸長為a1、半長軸長為b1的四分之一橢圓和半短軸長為a2、半長軸長為b2的四分之一橢圓以及兩四分之一橢圓之間的矩形構成，其中，w為140mm，l為100mm，h為1mm，a1為38mm，b1和b2均為80mm，a2為10mm；天線下端兩個槽相對位置設置有兩條沿長度方向設置的間隙，間隙寬度g為0.2mm，兩條間隙之間天線寬度w1為2mm，槽下側邊沿與天線下側邊沿寬度w2為10mm，槽上側邊與天線上側邊沿寬度w3為10mm；槽側邊與天線側邊最小寬度w6為2mm；

超寬帶天線兩個槽內(nèi)分別設置有枝節(jié)，每個枝節(jié)包含第一枝節(jié)和第二枝節(jié)，第一枝節(jié)一端與超寬帶天線內(nèi)側端部連接，第二枝節(jié)一端與第一枝節(jié)另一端連接；

第一枝節(jié)由半短軸長為a3、半長軸長為b3的四分之一橢圓去除同一圓心位置的半短軸長為a4、半長軸長為b4的四分之一橢圓后剩余部分構成，其中，a3為45mm，b3為65mm，a4為44cm，b4為50mm，第一枝節(jié)與天線連接端寬度w4為1mm；

第二枝節(jié)由半徑為r的四分之一圓和半短軸長為a5、半長軸長為b5的四分之一橢圓去除同一圓心位置的半短軸長為a6、半長軸長為b6的四分之一橢圓后剩余部分以及l(fā)1×w5的長方形構成，其中，r為15mm，a5為35mm，b5為48mm，a6為20mm，b6為33mm，l1為15.5mm，w5為15mm。

超寬帶天線采集無線射頻能量為在線監(jiān)測系統(tǒng)中的傳感器供能，無線射頻包含數(shù)字集群基站和移動臺、cdma數(shù)字蜂窩基站、gsm900/1800、wlan、wimax、td-scdma以及td-lte。

超寬帶天線包含上層輻射體和下層介質基板。上層輻射體采用銅材質，下層介質基板采用介電常數(shù)為4.4的fr-4環(huán)氧玻璃纖維板。

整流電路為倍壓整流電路，倍壓整流電路包含電容c1、c2和二極管d1、d2，超寬帶天線輸出端一端與電容c1一端連接，電容c1另一端與二極管d1陰極和二極管d2陽極連接，二極管d2陰極與電容c2一端以及傳感器輸入端一端連接，超寬帶天線輸出端另一端與二極管d1陽極、電容c2另一端以及傳感器輸入端另一端連接。

本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明所作的舉例說明。本發(fā)明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明說明書的內(nèi)容或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。