一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，更具體地說涉及一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)化進(jìn)程，我國的水污染問題也日益突出。水污染治理，“防”大于“治”。工業(yè)化廢水和生活廢水中的污染物主要為有機(jī)物，水中有機(jī)污染物種類又比較多，人們難以分別測定各組分的定量數(shù)值。而在水質(zhì)評價中，生化需氧量是一種廣泛采用的表征水中有機(jī)污染物含量的綜合指標(biāo)，在水體檢測和水處理中是一種最常用的指標(biāo)。生化需氧量的傳統(tǒng)測定法為稀釋接種法，檢測周期長，過程繁瑣，不能及時反應(yīng)水質(zhì)狀況和反饋水質(zhì)信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是:提供一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，利用生物傳感器采集水質(zhì)數(shù)據(jù)，結(jié)合ZigBee模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，利用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，實(shí)現(xiàn)了控制的智能化。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，更具體地說涉及一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，包括流量計、栗、溫度計、恒溫器、單片機(jī)、RS232接口、PC端、生物傳感器、Zigbee模塊和邊緣網(wǎng)關(guān)，利用生物傳感器采集水質(zhì)數(shù)據(jù)，結(jié)合ZigBee模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，利用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，實(shí)現(xiàn)了控制的智能化。
[0005]流量計用于測量通過栗的樣品流量并將所測得的信號通過ZigBee模塊傳輸至單片機(jī)。溫度計用于測量恒溫器內(nèi)的樣品溫度，并將所測溫度通過ZigBee模塊傳遞至單片機(jī)。栗與恒溫器相連，栗用于抽取被測量的樣品，恒溫器用于儲存樣品并為測量過程提供合適的工作溫度。單片機(jī)用于信號的接收處理并發(fā)出控制指令，將處理結(jié)果保存，以供調(diào)取。RS232接口的兩端分別與單片機(jī)和PC端相連，RS232接口作為單片機(jī)與PC端的串行接口，為單片機(jī)與PC端的通信提供數(shù)據(jù)通道，PC端用于顯示數(shù)據(jù)并提供操作界面。生物傳感器用于測量樣品中微生物耗氧量。ZigBee模塊用于將生物傳感器所測得的信號以無線形式傳輸出去。邊緣網(wǎng)關(guān)用于轉(zhuǎn)化ZigBee信號，并將轉(zhuǎn)化后的信號傳輸至單片機(jī)供單片機(jī)識別。
[0006]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)所述的流量計選用金泰工程機(jī)械有限公司生產(chǎn)的流量計，其型號為LZM40G。
[0007]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)所述的單片機(jī)選用深圳宏晶有限公司生產(chǎn)的單片機(jī)，其型號為STC89C58RD。
[0008]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)所述的生物傳感器有3個。
[0009]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)所述的ZigBee模塊有多個，多個ZigBee模塊組成了多個ZigBee節(jié)點(diǎn)，多個ZigBee節(jié)點(diǎn)自動組網(wǎng)，形成了網(wǎng)絡(luò)化通信節(jié)點(diǎn)，用于數(shù)據(jù)的低速、大容量傳輸。
[0010]本實(shí)用新型一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)的有益效果為:
[0011]a.信息的采集快速；
[0012]b.實(shí)現(xiàn)了信息的無線傳輸，免去了有線傳輸?shù)姆爆崳?br>[0013]c.實(shí)現(xiàn)了智能化控制。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]在圖1中，本實(shí)用涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，更具體地說涉及一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，包括流量計、栗、溫度計、恒溫器、單片機(jī)、RS232接口、PC端、生物傳感器、Zigbee模塊和邊緣網(wǎng)關(guān)，利用生物傳感器采集水質(zhì)數(shù)據(jù)，結(jié)合ZigBee模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，利用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，實(shí)現(xiàn)了控制的智能化。
[0016]流量計用于測量通過栗的樣品流量并將所測得的信號通過ZigBee模塊傳輸至單片機(jī)。流量計選用金泰工程機(jī)械有限公司生產(chǎn)的流量計，其型號為LZM40G。溫度計用于測量恒溫器內(nèi)的樣品溫度，并將所測溫度通過ZigBee模塊傳遞至單片機(jī)。栗與恒溫器相連，栗用于抽取被測量的樣品，恒溫器用于儲存樣品并為測量過程提供合適的工作溫度。流量計測得單位時間內(nèi)流過栗的樣品流量，并將信號傳輸至單片機(jī)，單片機(jī)計算出樣品的體積并將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。生物傳感器測微生物耗氧量的工作溫度為20攝氏度，恒溫器用于對水進(jìn)行保溫，以提供合適的工作溫度。溫度計測量得到的水溫實(shí)時傳輸至單片機(jī)，若溫度計測得溫度低于20攝氏度或者高于20攝氏度，則單片機(jī)對信號進(jìn)行處理并輸出報警信號至PC端，提醒工作人員處理相關(guān)情況。
[0017]生物傳感器用于測量水中微生物耗氧量。ZigBee模塊用于將生物傳感器所測得的信號以無線形式傳輸出去。生物傳感器是由氧電極和微生物菌膜構(gòu)成，微生物菌膜上附著有高氧化率菌株，能快速降解水中的有機(jī)物質(zhì)。當(dāng)樣品流入恒溫器內(nèi)，生物傳感器上的微生物消耗樣品中的有機(jī)物，有機(jī)物消耗過程中會消耗一定量的氧，使擴(kuò)散到氧電極表面的氧的質(zhì)量減少。當(dāng)樣品中可生化降解的有機(jī)物向微生物菌膜擴(kuò)散速度達(dá)到恒定時，擴(kuò)散到氧電極上的氧的質(zhì)量也達(dá)到恒定，氧電極產(chǎn)生一個恒定電流。單片機(jī)接收到電流信號。由于電流的差值與氧的減少量存在定量關(guān)系，單片機(jī)據(jù)此換算出耗氧量，并將換算結(jié)果傳輸至PC端顯示出來。人們根據(jù)耗氧量推斷出水體的污染程度。生物傳感器有3個。3個生物傳感器可以測得3組數(shù)據(jù)，測量結(jié)果取平均值，從而減小測量誤差。
[0018]單片機(jī)用于信號的接收處理并發(fā)出控制指令，將處理結(jié)果保存，以供調(diào)取。單片機(jī)選用深圳宏晶有限公司生產(chǎn)的單片機(jī)，其型號為STC89C58RD。RS232接口的兩端分別與單片機(jī)和PC端相連，RS232接口作為單片機(jī)與PC端的串行接口，為單片機(jī)與PC端的通信提供數(shù)據(jù)通道，PC端用于顯示數(shù)據(jù)并提供操作界面。單片機(jī)接收到流量信號，并將流量換算成體積。當(dāng)恒溫器內(nèi)樣品的體積達(dá)到設(shè)定值，單片機(jī)輸出報警信號，并將信號傳輸至PC端顯示，提醒工作人員關(guān)閉栗。
[0019]邊緣網(wǎng)關(guān)用于轉(zhuǎn)化ZigBee信號，并將轉(zhuǎn)化后的信號傳輸至單片機(jī)供單片機(jī)識別。ZigBee模塊有多個，多個ZigBee模塊組成了多個ZigBee節(jié)點(diǎn)，多個ZigBee節(jié)點(diǎn)自動組網(wǎng)，形成了網(wǎng)絡(luò)化通信節(jié)點(diǎn)，用于數(shù)據(jù)的低速、大容量傳輸。ZigBee模塊之間組合成網(wǎng)絡(luò)通訊點(diǎn)，并以ZigBee協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸。ZigBee模塊之間進(jìn)行自動組網(wǎng)，一個ZigBee節(jié)點(diǎn)可以控制多個ZigBee節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)網(wǎng)狀傳輸，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大，滿足系統(tǒng)的要求。由于STC89C58RD單片機(jī)并不支持ZigBee信號，若要實(shí)現(xiàn)STC89C58RD單片機(jī)對ZigBee信號的接收，利用邊緣網(wǎng)關(guān)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換，以供STC89C58RD單片機(jī)進(jìn)行信號的識別。
[0020]當(dāng)然上述說明并非對本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，包括流量計、栗、溫度計、恒溫器、單片機(jī)、RS232接口、PC端、生物傳感器、Zigbee模塊和邊緣網(wǎng)關(guān)，其特征在于:流量計用于測量通過栗的樣品流量并將所測得的信號通過ZigBee模塊傳輸至單片機(jī)；溫度計用于測量恒溫器內(nèi)的樣品溫度，并將所測溫度通過ZigBee模塊傳遞至單片機(jī)；栗與恒溫器相連，栗用于抽取被測量的樣品，恒溫器用于儲存樣品并為測量過程提供合適的工作溫度；單片機(jī)用于信號的接收處理并發(fā)出控制指令，將處理結(jié)果保存，以供調(diào)?。籖S232接口的兩端分別與單片機(jī)和PC端相連，RS232接口作為單片機(jī)與PC端的串行接口，為單片機(jī)與PC端的通信提供數(shù)據(jù)通道，PC端用于顯示數(shù)據(jù)并提供操作界面；生物傳感器用于測量樣品中微生物耗氧量；ZigBee模塊用于將生物傳感器所測得的信號以無線形式傳輸出去；邊緣網(wǎng)關(guān)用于轉(zhuǎn)化ZigBee信號，并將轉(zhuǎn)化后的信號傳輸至單片機(jī)供單片機(jī)識別。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述流量計選用金泰工程機(jī)械有限公司生產(chǎn)的流量計，其型號為LZM40G。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)選用深圳宏晶有限公司生產(chǎn)的單片機(jī)，其型號為STC89C58RD。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述生物傳感器有3個。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述ZigBee模塊有多個，多個ZigBee模塊組成了多個ZigBee節(jié)點(diǎn)，多個ZigBee節(jié)點(diǎn)自動組網(wǎng)，形成了網(wǎng)絡(luò)化通信節(jié)點(diǎn)，用于數(shù)據(jù)的低速、大容量傳輸。
【專利摘要】本實(shí)用涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，更具體地說涉及一種水環(huán)境預(yù)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，利用生物傳感器采集水質(zhì)數(shù)據(jù)，結(jié)合ZigBee模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，利用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，實(shí)現(xiàn)了控制的智能化。流量計用于測量通過泵的樣品流量并將所測得的信號通過ZigBee模塊傳輸至單片機(jī)。溫度計用于測量恒溫器內(nèi)的樣品溫度，并將所測溫度通過ZigBee模塊傳遞至單片機(jī)。泵用于抽取被測量的樣品，恒溫器用于儲存樣品并為測量過程提供合適的工作溫度。單片機(jī)用于信號的接收處理并發(fā)出控制指令，將處理結(jié)果保存，以供調(diào)取。生物傳感器用于測量樣品中微生物耗氧量。ZigBee模塊用于將生物傳感器所測得的信號以無線形式傳輸出去。邊緣網(wǎng)關(guān)用于轉(zhuǎn)化ZigBee信號，并將轉(zhuǎn)化后的信號傳輸至單片機(jī)。
【IPC分類】G08C17/02, G01N33/18
【公開號】CN204855496
【申請?zhí)枴緾N201520355799
【發(fā)明人】楊劍, 黃道建, 周雯, 王俊能, 汪中洋
【申請人】環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年5月25日