一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型,包含數(shù)據(jù)處理終端，以及與數(shù)據(jù)處理終端連接的用于采集養(yǎng)殖水體水質(zhì)多個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集終端；所述數(shù)據(jù)采集終端包含重金屬檢測(cè)模塊、pH檢測(cè)模塊、ORP檢測(cè)模塊、電導(dǎo)率檢測(cè)模塊、溶解氧檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、微控制器模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊；所述重金屬檢測(cè)模塊、pH檢測(cè)模塊、ORP檢測(cè)模塊、電導(dǎo)率檢測(cè)模塊、溶解氧檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊分別與微控制器模塊連接，通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊實(shí)時(shí)存儲(chǔ)微控制器模塊發(fā)送檢測(cè)指令并處理水質(zhì)的各項(xiàng)檢測(cè)參數(shù)及根據(jù)四波段半分析模型結(jié)合各參數(shù)的反演過(guò)程。
【專利說(shuō)明】
一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，尤其涉及一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，屬于數(shù)據(jù)采集及處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水質(zhì)監(jiān)測(cè)是水質(zhì)評(píng)價(jià)與水污染防治的主要依據(jù)，隨著水體污染問(wèn)題的日漸嚴(yán)重，水質(zhì)監(jiān)測(cè)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展必須解決的重大問(wèn)題。因此，快捷準(zhǔn)確的水質(zhì)監(jiān)測(cè)就顯得尤為重要。遙感技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，給水質(zhì)的監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)提供了新的機(jī)遇與選擇。水環(huán)境遙感是以遙感技術(shù)為依托，通過(guò)分析水體反射、吸收和散射太陽(yáng)輻射能而形成的光譜特征與水質(zhì)參數(shù)濃度之間的關(guān)系，建立水質(zhì)參數(shù)反演算法實(shí)現(xiàn)的。利用衛(wèi)星遙感信息進(jìn)行大面積范圍內(nèi)水體重要污染物質(zhì)的空間分布及動(dòng)態(tài)的定量分析，能夠在一定程度上彌補(bǔ)常規(guī)采樣觀測(cè)時(shí)空間隔大且費(fèi)時(shí)費(fèi)力的缺陷和困難，可以反映水質(zhì)在空間和時(shí)間上的分布和變化情況，發(fā)現(xiàn)一些常規(guī)方法難以揭示的污染源和污染物迀移特征，具有監(jiān)測(cè)范圍廣、速度快、成本低和便于進(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)。因此，應(yīng)用遙感技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)機(jī)理研究，進(jìn)而研究水資源的合理利用和保護(hù)，已引起各國(guó)的日益關(guān)注，成為當(dāng)前國(guó)際、國(guó)內(nèi)遙感界的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。
[0003]養(yǎng)殖用水由于受到人類活動(dòng)以及其它因素的影響，造成進(jìn)入水體的物質(zhì)超過(guò)了水體自凈能力，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，影響到水體用途。其中主要的污染物有:重金屬污染物，非金屬無(wú)機(jī)有毒污染物，有毒有機(jī)物，耗氧有機(jī)物，酸、堿污染物，這些都會(huì)嚴(yán)重影響?zhàn)B殖業(yè)的發(fā)展。鑒于此，業(yè)界開(kāi)發(fā)了多種水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備，但是此類設(shè)備的綜合檢測(cè)能力往往不足，檢測(cè)參數(shù)
[0004]較為單一，且數(shù)據(jù)不利于傳送。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)【背景技術(shù)】的不足提供了一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型。
[0006]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案
[0007]—種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，包含數(shù)據(jù)處理終端，以及與數(shù)據(jù)處理終端連接的用于采集養(yǎng)殖水體水質(zhì)多個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集終端;所述數(shù)據(jù)采集終端包含重金屬檢測(cè)模塊、pH檢測(cè)模塊、ORP檢測(cè)模塊、電導(dǎo)率檢測(cè)模塊、溶解氧檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、微控制器模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊;所述重金屬檢測(cè)模塊、PH檢測(cè)模塊、ORP檢測(cè)模塊、電導(dǎo)率檢測(cè)模塊、溶解氧檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊分別與微控制器模塊連接;所述數(shù)據(jù)處理終端包含處理器模塊以及與其連接的顯示模塊、時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。
[0008]作為本實(shí)用新型一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述微控制器模塊和處理器模塊均采用AVR系列單片機(jī)。
[0009]作為本實(shí)用新型一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述重金屬檢測(cè)模塊包含光源和光電傳感器，所述光源和電源模塊連接，所述光電傳感器與微控制器模塊連接。
[0010]作為本實(shí)用新型一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述電導(dǎo)率檢測(cè)模塊采用CCT-8301A電導(dǎo)率檢測(cè)儀。
[0011]作為本實(shí)用新型一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述溶解氧檢測(cè)模塊采用芯片型號(hào)為499AD0的溶解氧傳感器。
[0012]作為本實(shí)用新型一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述ORP檢測(cè)模塊采用芯片型號(hào)為0RP-412的ORP測(cè)定儀。
[0013]作為本實(shí)用新型一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述PH檢測(cè)模塊采用芯片型號(hào)為pH170的pH測(cè)定儀。
[0014]作為本實(shí)用新型一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊均采用GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊。
[0015]作為本實(shí)用新型一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述顯示模塊采用IXD顯示屏。
[0016]作為本實(shí)用新型一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述時(shí)鐘模塊的芯片型號(hào)為PCF8563。
[0017]本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
[0018]1、本實(shí)用新型集多功能檢測(cè)于一體，一臺(tái)儀器能檢測(cè)多種參數(shù)，應(yīng)用方便，二是方便測(cè)量信號(hào)的統(tǒng)一引出處理，三是提高了溶液或水質(zhì)的分析精度，另外也大大提高了傳感器的性價(jià)比；
[0019]2、本實(shí)用新型還設(shè)有時(shí)鐘模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊實(shí)時(shí)存儲(chǔ)微控制器模塊發(fā)送檢測(cè)指令并處理水質(zhì)的各項(xiàng)檢測(cè)參數(shù)及根據(jù)四波段半分析模型結(jié)合各參數(shù)的反演過(guò)程，進(jìn)而完成參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型通過(guò)時(shí)鐘模塊實(shí)時(shí)記錄存儲(chǔ)，有效地避免因機(jī)器故障帶來(lái)的數(shù)據(jù)丟失。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0021 ]圖2是本實(shí)用新型數(shù)據(jù)采集終端的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型數(shù)據(jù)處理終端的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
[0024]【具體實(shí)施方式】如下:
[0025]如圖1所示，一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，包含數(shù)據(jù)處理終端，以及與數(shù)據(jù)處理終端連接的用于采集養(yǎng)殖水體水質(zhì)多個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集終端;如圖2所示，所述數(shù)據(jù)采集終端包含重金屬檢測(cè)模塊、pH檢測(cè)模塊、ORP檢測(cè)模塊、電導(dǎo)率檢測(cè)模塊、溶解氧檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、微控制器模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊;所述重金屬檢測(cè)模塊、PH檢測(cè)模塊、ORP檢測(cè)模塊、電導(dǎo)率檢測(cè)模塊、溶解氧檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊分別與微控制器模塊連接；
[0026]如圖3所示，所述數(shù)據(jù)處理終端包含處理器模塊以及與其連接的顯示模塊、時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。
[0027]其中，所述微控制器模塊和處理器模塊均采用AVR系列單片機(jī)，所述重金屬檢測(cè)模塊包含光源和光電傳感器，所述光源和電源模塊連接，所述光電傳感器與微控制器模塊連接，所述電導(dǎo)率檢測(cè)模塊采用CCT-8301A電導(dǎo)率檢測(cè)儀，所述溶解氧檢測(cè)模塊采用芯片型號(hào)為499AD0的溶解氧傳感器，所述ORP檢測(cè)模塊采用芯片型號(hào)為0RP-412的ORP測(cè)定儀，所述pH檢測(cè)模塊采用芯片型號(hào)為PH170的pH測(cè)定儀，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊均采用GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述顯示模塊采用LCD顯示屏，所述時(shí)鐘模塊的芯片型號(hào)為PCF8563。
[0028]所述重金屬檢測(cè)模塊，用于利用不同光波檢測(cè)水質(zhì)中的重金屬含量;所述pH檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)水質(zhì)的PH值;所述ORP檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)水質(zhì)的氧化性;所述電導(dǎo)率檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)水質(zhì)的硬化度與礦化度;所述溶解氧檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)水質(zhì)的溶解氧的含量;溫度檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)水質(zhì)的溫度;微控制器模塊，用于發(fā)送檢測(cè)指令并處理水質(zhì)的各項(xiàng)檢測(cè)參數(shù)。
[0029]其中，AVR單片機(jī)具有預(yù)取指令功能，即在執(zhí)行一條指令時(shí)，預(yù)先把下一條指令取進(jìn)來(lái)，使得指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行;多累加器型，數(shù)據(jù)處理速度快;AVR單片機(jī)具有32個(gè)通用工作寄存器，相當(dāng)于有32條立交橋，可以快速通行；中斷響應(yīng)速度快。AVR單片機(jī)有多個(gè)固定中斷向量入口地址，可快速響應(yīng)中斷;AVR單片機(jī)耗能低。對(duì)于典型功耗情況，WDT關(guān)閉時(shí)為ΙΟΟηΑ，更適用于電池供電的應(yīng)用設(shè)備;有的器件最低1.8 V即可工作;AVR單片機(jī)保密性能好。
[0030]具體工作流程如下:
[0031]所述重金屬檢測(cè)模塊、pH檢測(cè)模塊、ORP檢測(cè)模塊、電導(dǎo)率檢測(cè)模塊、溶解氧檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)將采集水質(zhì)的各項(xiàng)參數(shù)上傳至微控制器模塊，微控制器模塊經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊;所述數(shù)據(jù)處理模塊經(jīng)過(guò)建立四波段半分析模型結(jié)合數(shù)據(jù)采集模塊的重金屬檢測(cè)模塊、PH檢測(cè)模塊、ORP檢測(cè)模塊、電導(dǎo)率檢測(cè)模塊、溶解氧檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)將采集水質(zhì)的各項(xiàng)參數(shù)，進(jìn)而完成水質(zhì)各項(xiàng)參數(shù)的反演;進(jìn)而通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊實(shí)時(shí)存儲(chǔ)處理器模塊的處理結(jié)果，時(shí)鐘模塊用于實(shí)時(shí)記錄處理器模塊的的工作時(shí)間，所述顯示模塊用于實(shí)時(shí)顯示采集水質(zhì)的各項(xiàng)參數(shù)以及水質(zhì)各項(xiàng)參數(shù)的反演。
[0032]本實(shí)用新型集多功能檢測(cè)于一體，一臺(tái)儀器能檢測(cè)多種參數(shù)，應(yīng)用方便，二是方便測(cè)量信號(hào)的統(tǒng)一引出處理，三是提高了溶液或水質(zhì)的分析精度，另外也大大提高了傳感器的性價(jià)比；本實(shí)用新型還設(shè)有時(shí)鐘模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊實(shí)時(shí)存儲(chǔ)微控制器模塊發(fā)送檢測(cè)指令并處理水質(zhì)的各項(xiàng)檢測(cè)參數(shù)，通過(guò)時(shí)鐘模塊實(shí)時(shí)記錄存儲(chǔ)時(shí)間，有效地避免因傳感器故障帶來(lái)的數(shù)據(jù)丟失。所述數(shù)據(jù)處理模塊經(jīng)過(guò)建立四波段半分析模型結(jié)合數(shù)據(jù)采集模塊的重金屬檢測(cè)模塊、PH檢測(cè)模塊、ORP檢測(cè)模塊、電導(dǎo)率檢測(cè)模塊、溶解氧檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)將采集水質(zhì)的各項(xiàng)參數(shù)，進(jìn)而完成水質(zhì)各項(xiàng)參數(shù)的反演;通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊實(shí)時(shí)存儲(chǔ)微控制器模塊發(fā)送檢測(cè)指令并處理水質(zhì)的各項(xiàng)檢測(cè)參數(shù)及根據(jù)四波段半分析模型結(jié)合各參數(shù)的反演過(guò)程，進(jìn)而完成參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型通過(guò)時(shí)鐘模塊實(shí)時(shí)記錄存儲(chǔ)，有效地避免因機(jī)器故障帶來(lái)的數(shù)據(jù)丟失。
[0033]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過(guò)于正式的含義來(lái)解釋。
[0034]以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以再不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:包含數(shù)據(jù)處理終端，以及與數(shù)據(jù)處理終端連接的用于采集養(yǎng)殖水體水質(zhì)多個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集終端;所述數(shù)據(jù)采集終端包含重金屬檢測(cè)模塊、PH檢測(cè)模塊、ORP檢測(cè)模塊、電導(dǎo)率檢測(cè)模塊、溶解氧檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、微控制器模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊;所述重金屬檢測(cè)模塊、PH檢測(cè)模塊、ORP檢測(cè)模塊、電導(dǎo)率檢測(cè)模塊、溶解氧檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊分別與微控制器模塊連接;所述數(shù)據(jù)處理終端包含處理器模塊以及與其連接的顯示模塊、時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述微控制器模塊和處理器模塊均采用AVR系列單片機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述重金屬檢測(cè)模塊包含光源和光電傳感器，所述光源和電源模塊連接，所述光電傳感器與微控制器模塊連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述電導(dǎo)率檢測(cè)模塊采用CCT-8301A電導(dǎo)率檢測(cè)儀。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述溶解氧檢測(cè)模塊采用芯片型號(hào)為499AD0的溶解氧傳感器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述ORP檢測(cè)模塊采用芯片型號(hào)為0RP-412的ORP測(cè)定儀。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述PH檢測(cè)模塊采用芯片型號(hào)為pH170的pH測(cè)定儀。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述數(shù)據(jù)傳輸模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊均采用GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述顯示模塊采用IXD顯示屏。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述時(shí)鐘模塊的芯片型號(hào)為PCF8563。
【文檔編號(hào)】G01N33/18GK205484315SQ201620295133
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月11日
【發(fā)明人】朱奎, 魏亞?wèn)|, 李康
【申請(qǐng)人】南京魚(yú)博士智能科技有限公司