無線移動水質監測設備的製作方法
2023-10-19 19:53:57 4
無線移動水質監測設備的製作方法
【專利摘要】無線移動水質監測設備是一種可在戶外全天候工作的，具有實時遠程監控功能的水質監測設備，屬於水質監測【技術領域】。它是由母船（1）、收放儀（2）、哈希水質分析儀（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。無線移動水質監測設備適用於戶外水質移動監測、並對監測活動進行遠程控制的水質監測設備，用於解決傳統監測傳統的水質監測成本高與效率低的問題。
【專利說明】無線移動水質監測設備
【技術領域】
[0001]本設備是一種、可在戶外全天候工作的，具有實時遠程監控功能的水質監測設備，屬於水質監測【技術領域】。
【背景技術】
[0002]水體汙染作為城市環境問題四大公害之一，是嚴重影響人類生活質量與身心健康的重要因素，也是受到居民投訴最多的環境汙染。隨著環境水汙染的加劇，對水質自動監測的關注度越來越高，由於水汙染在空間和時間上存在差異，因此為了儘可能準確的測評水汙染的平均水平，需要在監測區域進行多點布設並儘量提高監測頻次。目前應用比較多的水質監測方法仍然為傳統的人工採樣和實驗室分析方法，即在不同時段對監測區域進行若干頻次監測採樣。然而由於這種方式不但工作量大，監測效率低，而且容易對環境造成侵入式破壞的二次汙染，對採樣人員也有一定落水和廢氣吸入危險，此外一些惡劣的環境也不便於進入，因此很難在短時間內提供水質參數的信息，實時掌握水質的變化情況；水質監測網絡的信息化程度偏低，使得眾多部門的監測數據客觀上無法共享。因此，全天候、自動化、智能化、網絡化的環境水質自動監測是水質監測的必然趨勢。在此背景之下，研製與開發一套無線移動水質監測設備具有重大的社會意義和現實意義。
[0003]無線傳感器網絡(WSN)能及時感知、傳遞和分析環境變化信息，起到環境預警的作用，同時還能為決策和管理部門提供科學依據，做出正確的決策。無線傳感器網絡在環境監測中應用十分廣泛，不但可以應用無線傳感器網絡技術監測大氣和土壤溫溼度以及水資源的水質並設計汙染源無線監測系統，還能通過對環境中相關氣象參數的採集、測量來實現測風的智能化和無線化。無線傳感器網絡的應用多集中在大氣、土壤溫溼度監測以及水質監測等方面。由於水汙染在時間與空間的差異等特點，水質監測不僅需要監測點位的選取個數、布設點位需要具有一定數量和代表性，無線傳感器網絡技術為實現這一要求提供了可能。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種適用於戶外水質移動式監測、並對監測活動進行遠程控制的水質監測設備。以解決傳統監測傳統的噪聲監測成本高與監測效率低的問題。
[0005]本發明還可以根據監測需要，選擇合適的水體深度和複雜水域進行數據採集，確保數據準確性和完整性。
[0006]無線移動監測設備可以很方便的實現各種功能區水環境多位點和不同深度監測，同時還可以作為水汙染取證的監測設備。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1:監測設備外部形態及組成部分透視圖。
[0008]圖2:監測設備外部形態及尺寸俯視圖。[0009]圖3:監測設備外部形態及尺寸側視圖。
[0010]圖4:監測設備內部組織結構布局圖。
[0011]圖5:監測設備水質監測執行程序示意圖。
【具體實施方式】
[0012]作為監測設備載體的母船(I)內部主要包括收放儀(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)與水質分析儀器(3)相連可控制水質儀(3)在水中的升降深度，並採集水質數據，遙控器(4)在遠端控制收放儀(2)和母船控制模塊(8)的動作執行，電池組(5)用於給收放儀(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]數據採集組件結構主要包括收放儀(2)、水質分析儀(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。哈希水質分析儀Hydrolab 5
(3)，該產品提供標準RS232、RS485接口，可直接連接串口設備，適用於環境水質的定點監測，同時能瞬時輸出水質數據，並且用電量少，無需交流供電，符合與無線傳感器結合的要求。Hydrolab DS5X-MS5水質分析儀採集水質數據，通過RS232接口傳輸到GPRS無線通信模塊，GPRS無線通信模塊將水質數據發送到數據接收端，即可在數據中心查看採集到的水質數據。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。當需要更換採樣點時，遙控器(4)在遠端發送信號控制收放儀(2)收回水質儀(3)，並通過發送信號給母船控制模塊(8 )控制母船(I)移向指定的採樣點，然後遙控器(4 )發送信號控制收放儀(2 )放出水質儀(3)進行新樣點的水質數據採集。
【權利要求】
1.無線移動水質監測設備，它是母船(I)、收放儀(2)、哈希水質分析儀(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.根據權利要求1所述的無線移動水質監測設備，其在形狀、構造及結合上的特徵在於: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 )置於母船(I)中並固定，收放儀(2) 4m凱芙拉線(13)與水質分析儀器(3)相連，遙控器(4)在遠端通過給收放儀(2)發出指令可控制水質儀(3)在水中的升降及深度，水質儀(3)完成水質數據採集，採集所獲數據通過水質儀自身電纜傳輸到GPRS無線通信模塊(7)並進一步通過天線(11)傳輸到數據中心，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)外置於母船(I)上表面尾端，對所有供電線路均採用0.75?1MM2聚氯乙烯絕緣銅絲軟線(12)。
3.根據權利要求2所述的無線移動水質監測設備，其特徵在於: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)的執行動作，收放儀(2)控制水質分析儀器(3)在水中升降深度，水質分析儀器(3)負責採集水質數據，該數據傳輸到GPRS通信模塊並發送到數據中心。
【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 優先權日:2013年1月31日
【發明者】趙景柱, 王豪偉, 張天海, 李春明, 鄭栓寧, 蘇曉丹 申請人:中國科學院城市環境研究所