专利名称:水域监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种水域监测装置，包括接收器和若干个监测浮体；所述监测浮体包括设于浮体上的航标灯和若干个探测器接口，设于浮体内的电源管理芯片、用于供电的蓄电池、第一微处理器、第一存储器、第一无线收发器、第一扬声器、漏水检测器、北斗定位仪，设于浮体上部的第一天线和北斗天线。本实用新型具有提高了工作效率，有效节省电量，探测器可任意加减，调整灵活，安装简单，节省用户成本，易于推广；浮体工作灵活，可构建大范围的监测网络，功能强大的特点。
【专利说明】水域监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水域监测【技术领域】，尤其是涉及一种可以灵活的增减探测器的水域监测装置。
【背景技术】
[0002]现有的水域监测装置存在售价昂贵，功能固定，使用不够灵活，缺少面向广大普通消费者(如水产养殖户、有环境监测需求的小型单位等)的功能。
[0003]现有监测浮体不能随意加减功能模块，如果用户需要某些功能，只能通过订制来实现，订制费用高昂，若需求量不高，会造成极大浪费。
[0004]而且由于浮体功能固定的缘故，若有新的监测任务，只能重新购买、订制新的浮体，旧的浮体只能闲置，这会造成资源的浪费，而本发明只需添加相应模块即可，极大地节省成本，扩展使用面，增加浮体工作的灵活性。
[0005]中国专利授权公开号:CN200520097592.X，授权
【公开日】2006年12月13日，公开了一种海洋水域监测装置，它由海水温度传感电路、水流传感电路、PH值传感电路、光照度传感电路、无线发射接收电路、发射接收天线和微处理器所组成，所述海水温度传感电路、水流传感电路、PH值传感电路、光照度传感电路、无线发射接收电路分别与微处理器双向电连接；所述发射接收天线与无线发射接收电路双向电连接。该发明的不足之处是，监测功能固定，不能灵活增减探测器。
【发明内容】
[0006]本实用新型的发明目的是为了克服现有技术中的海洋水域监测装置的监测功能固定，不能灵活增减探测器的不足，提供了一种可以灵活的增减探测器的水域监测装置。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0008]一种水域监测装置，包括接收器和若干个监测浮体；所述监测浮体包括设于浮体上的航标灯和若干个探测器接口，设于浮体内的电源管理芯片、用于供电的蓄电池、第一微处理器、第一存储器、第一无线收发器、第一扬声器、漏水检测器、北斗定位仪，设于浮体上部的第一天线和北斗天线；第一微处理器分别与航标灯、各个探测器接口、第一存储器、第一无线收发器、第一扬声器、漏水检测器和北斗定位仪电连接，北斗定位仪与北斗天线相连接，第一天线与第一无线收发器相连接；电源管理芯片分别与第一微处理器和蓄电池电连接;
[0009]所述接收器包括外壳，设于外壳内的第二微处理器、第二存储器、第二无线收发器和第二扬声器，设于外壳上的第二天线和触摸显示屏；第二微处理器分别与第二存储器、第二无线收发器、第二扬声器和触摸显示屏电连接，第二无线收发器与第二天线相连接，第一天线和第二天线无线连接。
[0010]第一存储器包括ROM模块与RAM模块，第一存储器负责程序存储并提供程序运行空间及提供临时数据的存储空间。电源管理芯片负责管理装置的用电及蓄电池的充电。
[0011]各个探测器接口用于连接pH值探测器、电导率探测器、钙离子探测器、气压探测器、风速风向探测器等探测器，是将高精度传感器模块化制作而成的，探测器是将传感器及相关电路(如果有需要的话)制成一块集成电路，将其放在一个固定规格的外壳中，该外壳依据需要确保传感器与外部接触的空间(一般即为传感器探头露出外壳外部)，相关电路引脚引出外壳。其中，探测器可随使用需求加减。
[0012]第一微处理器的引脚引出为探测器接口，探测器接口在不连接探测器时处于密封状态，防止探测器接口遇水。
[0013]漏水检测器用于检测浮体内是否进水，当检测到有水时，漏水检测器发送漏水警示信号至第一微处理器，第一微处理器接收到警示信号后，通过第一扬声器发出蜂鸣声，并在传输至接收器的传输数据中添加漏水信息。
[0014]北斗定位仪收到定位数据后，将定位数据进行初步处理后传输至第一微处理器，第一微处理器获得数据后，对数据进行再次处理，将数据存储至第一存储器。锚起固定浮体的作用，类似船锚。
[0015]第一无线收发器和第二无线收发器可随应用环境调整使用哪种通信模块:在池塘等较近距离情况下使用WIFI通讯方式、在湖泊或江河里采用GPRS或EDGE等基于基站的通讯方式、在海上使用北斗或数据传输卫星等基于卫星的通讯方式。
[0016]第一存储器包括ROM模块与RAM模块，第一存储器负责程序存储并提供程序运行空间及提供临时数据的存储空间。电源管理芯片负责管理装置的用电及蓄电池的充电。
[0017]第一微处理器的引脚引出为探测器接口，探测器接口在不连接探测器时处于密封状态，防止探测器接口遇水。
[0018]北斗定位仪收到定位数据，将定位数据进行初步处理后传输至第一微处理器，第一微处理器获得数据后，对数据进行再次处理，将数据存储至第一存储器。锚起固定浮体的作用，类似船锚。
[0019]本发明采用了北斗定位系统，较GPS系统，浮体的定位信息不易受影响，使得探测工作稳定进行，可以在敏感海域保证探测的自主性、安全性；
[0020]在池塘等较近距离情况下使用WIFI通讯方式、在湖泊或江河里采用GPRS或EDGE等基于基站的通讯方式、在海上使用北斗或数据传输卫星等基于卫星的通讯方式)，节省了成本，适用范围广，提高了工作效率；
[0021]将多种传感器模块化，制作成探测器，可按使用需求直接安装、拆卸，安装过程简单，安装后系统自动判别出探测传感器的数目、类别，并调用相应程序读取探测数据。也就是说，一旦安装上探测器，无需人员干预，便能完成自动判别探测器类型、读取探测数据的功能。优势是需要探测哪种数据时将相应探测器安装上即可，有效节省电量，探测器可任意加减，调整灵活，安装简单，节省用户成本，易于推广；
[0022]能够实现遥控操作，通过指令数据，用户远程遥控监测浮体工作，增加浮体工作灵活，提高使用的安全性，保证工作效率；
[0023]接收器为便携装置，可转发数据，可构建大范围的监测网络，功能强大；
[0024]可实时对浮体内部进行漏水检测，保证监测浮体的安全。
[0025]因此，本实用新型具有自主性、安全性好；节省了成本，适用范围广；提高了工作效率，有效节省电量，探测器可任意加减，调整灵活，安装简单，节省用户成本，易于推广；浮体工作灵活，可构建大范围的监测网络，功能强大；可实时对浮体内部进行漏水检测，保证监测浮体的安全的特点。
[0026]作为优选，所述探测器接口为5个，分别为设于浮体下部的3个探测器接口，设于浮体上部的2个探测器接口。
[0027]作为优选，所述浮体内设有卷收器，浮体下方设有锚，锚通过连接绳与卷收器相连接，卷收器与第一微处理器电连接。
[0028]第一微处理器根据北斗定位仪检测的定位数据得到位置数据，第一存储器中存储有位置数据(位置数据与水深相对应)和连接绳长度的对应关系，第一微处理器得到浮体所处位置的连接绳长度数据，第一微处理器控制卷收器旋转从而使连接绳伸缩，使锚处于水下的预定深度处。
[0029]作为优选，所述浮体上设有两块太阳能电池板，两块太阳能电池板均通过电源管理芯片与蓄电池电连接。
[0030]太阳能电池板采集太阳能并将其转化为电能，通过电源管理芯片为蓄电池充电。
[0031]作为优选，接收器上还设有若干个按键，每个按键均与第二微处理器电连接。
[0032]当触摸显示屏因为表面水较多而无法操作时，用户可以使用各个按键发出操作指令。
[0033]作为优选，所述漏水检测器为线式水浸传感器。
[0034]因此，本实用新型具有如下有益效果:
[0035](I)自主性、安全性好，节省了成本，适用范围广；
[0036](2)提高了工作效率，有效节省电量，探测器可任意加减，调整灵活，安装简单，节省用户成本，易于推广；
[0037](3)浮体工作灵活，可构建大范围的监测网络，功能强大；
[0038](4)可实时对浮体内部进行漏水检测，保证监测浮体的安全。
【附图说明】
[0039]图1是本实用新型的一种原理图；
[0040]图2是本实用新型的一种电路图；
[0041]图3是本实用新型的第二无线收发器的一种电路图；
[0042]图4是本实用新型的第二扬声器的一种电路图；
[0043]图5是本实用新型的监测浮体的一种结构示意图。
[0044]图中:浮体1、接收器2、锚3、航标灯4、探测器接口 5、电源管理芯片6、蓄电池7、第一微处理器8、第一存储器9、第一无线收发器10、第一扬声器11、漏水检测器12、北斗定位仪13、第一天线14、北斗天线15、第二微处理器16、第二存储器17、第二无线收发器18、第二扬声器20、第二天线19、触摸显示屏21、卷收器22、按键23、太阳能电池板24。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步的描述。
[0046]如图1、图5所示的实施例是一种水域监测装置，包括接收器2和5-50个监测浮体I ;监测浮体包括设于浮体上的航标灯4和3个探测器接口 5，设于浮体内的电源管理芯片6、用于供电的蓄电池7、第一微处理器8、第一存储器9、第一无线收发器10、第一扬声器11、漏水检测器12、北斗定位仪13，设于浮体上部的第一天线14和北斗天线15 ;第一微处理器分别与航标灯、各个探测器接口、第一存储器、第一无线收发器、第一扬声器、漏水检测器和北斗定位仪电连接，北斗定位仪与北斗天线相连接，第一天线与第一无线收发器相连接；电源管理芯片分别与第一微处理器和蓄电池电连接；
[0047]接收器包括外壳，设于外壳内的第二微处理器16、第二存储器17、第二无线收发器18和第二扬声器20，设于外壳上的第二天线19和触摸显示屏21 ;第二微处理器分别与第二存储器、第二无线收发器、第二扬声器和触摸显示屏电连接，第二无线收发器与第二天线相连接，第一天线和第二天线无线连接。
[0048]浮体内设有卷收器22，浮体下方设有锚3，锚通过连接绳与卷收器相连接，卷收器与第一微处理器电连接。
[0049]浮体上设有两块太阳能电池板24，两块太阳能电池板均通过电源管理芯片与蓄电池电连接。
[0050]接收器上还设有2个按键23，每个按键均与第二微处理器电连接。漏水检测器为线式水浸传感器。
[0051]本实施例的探测器接口为3个，分别用于连接pH值探测器、电导率探测器、钙离子探测器。
[0052]探测器包括防水壳体，设于壳体内的传感器和放大电路，传感器的探头伸出壳体之外，传感器、放大电路和探测器接口依次电连接。
[0053]图2、图3和图4是本实用新型的接收器的一种电路图；由图中可以看出第二微处理器为PIC18F87J50-1/PT芯片，第二无线收发器为TM8510北斗通信芯片，第二扬声器的型号为 WD00518。
[0054]本实用新型的工作过程如下:
[0055]一、监测浮体包括如下控制步骤:
[0056](1-1)对于每个监测浮体均进行如下步骤:
[0057]用户根据需要调整安装在每个监测浮体上的探测器的种类及数量，并将各个监测浮体施放到预定水域中；
[0058](1-2)步骤(1-2-1)和(1-2-2)同时进行，每个监测浮体的控制步骤均如下:
[0059](1-2-1)北斗定位仪获得卫星定位数据后，第一微处理器经过一系列计算得到监测浮体的位置数据，并存入第一存储器中；
[0060](1-2-2)每个监测浮体的各个探测器均向第一微处理器发送所述探测器的类型数据，第一微处理器依据类型数据确定与相关引脚相连的各个探测器的类型；
[0061]各个探测器获得探测数据，第一微处理器依据各个探测器的类型，调用相应子程序处理各个探测器的探测数据，并将探测数据存储到第一存储器中；
[0062](1-3)第一微处理器检测当前监测浮体的状态信息，状态信息包括:剩余电量、连接的探测器数量及各个探测器是否处于工作状态、是否漏水、开启时间；将状态信息存入第一存储器中；
[0063]其中，连接的探测器数量和开启时间在监测浮体重启之前不必检测；剩余电量、各个探测器是否处于工作状态、是否漏水需要在每次检测时进行更新；
[0064]每隔时间B第一微处理器读取存储在第一存储器中的最新位置数据与探测数据，并结合当前的状态信息，通过第一无线收发器发出；
[0065](1-4)第一微处理器检测是否通过第一无线收发器接收到数据；
[0066]若没有接收到数据，返回步骤(1-2);
[0067]若有数据发送至第一微处理器，第一微处理器判断接收到的数据的数据类型；根据所接收到的数据类型的不同做相应处理:
[0068]当接收到的是发送间隔调整数据时，第一微处理器调整由最新的位置数据、探测数据与当前装置的状态信息组成的汇总数据或图像数据的发送的时间间隔；
[0069]当接收到的是开关调整指令时，第一微处理器控制第一扬声器发出警示信息或开启航标灯；
[0070]当接收到的是立即返回数据指令时，第一微处理器立即读取第一存储器中最新的汇总数据，依据要求返回汇总数据；
[0071]当接收到的是探测器开关调整指令，第一微处理器依据该数据开启或关闭对应的探测器；返回步骤(1-2)。
[0072]二、接收器包括如下控制步骤:
[0073](2-1)第二微处理器读取本装置的ID、剩余电量、采用的通讯模块、开启时间、当前时间；其中“ID、开启时间、采用的通讯模块”信息在开启后第一次检测时进行检测，检测结果存入存储器中，在重启前不再更新；“剩余电量、当前时间”信息需要在每次检测时进行更新；
[0074](2-2)第二微处理器将读取的本装置信息显示在触摸显示屏上，供用户了解本机ID、剩余电量、通讯方式、开启时间、当前时间；
[0075](2-3)第二无线收发器准备接收数据，如果第二无线收发器在开机后C分钟内没有接收到任何数据，转入步骤(2-4);
[0076]当第二无线收发器接收到第一无线收发器发来的数据，根据接收到的数据的不同做如下处理:
[0077]如果接收数据是汇总数据(将多功能监测浮体的装置信息、位置数据、探测数据结合的数据)，则将汇总数据存入第二存储器中，通过第二微处理器进行处理；
[0078]第二微处理器读取汇总数据中的位置信息，依据位置信息提取地图、海图或卫星照片数据，然后微处理器将其与汇总数据结合，显示在显示屏上；如果某个探测器的探测数据超出设定范围，则第二处理器控制第二扬声器发出警报，同时数据闪烁显示进行警示；
[0079](2-4)第二微处理器检测用户是否进行操作:
[0080]若用户没有进行操作，返回步骤(2-3);
[0081]若用户进行操作，则依据用户的不同操作作出相应行动；返回步骤(2-3)。
[0082]应理解，本实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
【权利要求】
1.一种水域监测装置，其特征是，包括接收器⑵和若干个监测浮体⑴；所述监测浮体包括设于浮体上的航标灯(4)和若干个探测器接口(5)，设于浮体内的电源管理芯片(6)、用于供电的蓄电池(7)、第一微处理器(8)、第一存储器(9)、第一无线收发器(10)、第一扬声器(11)、漏水检测器(12)、北斗定位仪(13)，设于浮体上部的第一天线(14)和北斗天线(15);第一微处理器分别与航标灯、各个探测器接口、第一存储器、第一无线收发器、第一扬声器、漏水检测器和北斗定位仪电连接，北斗定位仪与北斗天线相连接，第一天线与第一无线收发器相连接；电源管理芯片分别与第一微处理器和蓄电池电连接； 所述接收器包括外壳，设于外壳内的第二微处理器(16)、第二存储器(17)、第二无线收发器(18)和第二扬声器(20)，设于外壳上的第二天线(19)和触摸显示屏(21);第二微处理器分别与第二存储器、第二无线收发器、第二扬声器和触摸显示屏电连接，第二无线收发器与第二天线相连接，第一天线和第二天线无线连接。2.根据权利要求1所述的水域监测装置，其特征是，所述探测器接口为5个，分别为设于浮体下部的3个探测器接口，设于浮体上部的2个探测器接口。3.根据权利要求1所述的水域监测装置，其特征是，所述浮体内设有卷收器(22)，浮体下方设有锚(3)，锚通过连接绳与卷收器相连接，卷收器与第一微处理器电连接。4.根据权利要求1所述的水域监测装置，其特征是，所述浮体上设有两块太阳能电池板(24)，两块太阳能电池板均通过电源管理芯片与蓄电池电连接。5.根据权利要求1所述的水域监测装置，其特征是，接收器上还设有若干个按键(23)，每个按键均与第二微处理器电连接。6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的水域监测装置，其特征是，所述漏水检测器为线式水浸传感器。
【文档编号】G01D21-02GK204297029SQ201420585694
【发明者】杨超, 白植湖, 倪旭辉, 周晓, 周汛 [申请人]中国科学院自动化研究所北仑科学艺术实验中心