无线移动水质监测设备的制作方法
【专利摘要】无线移动水质监测设备是一种可在户外全天候工作的，具有实时远程监控功能的水质监测设备，属于水质监测【技术领域】。它是由母船（1）、收放仪（2）、哈希水质分析仪（hydrolab5）（3）、Futaba2.4G遥控器（4）、12/18V锂聚合物电池组（5）、12V铅酸电池组（6）、GPRS无线通信模块（7）、母船控制模块（8）、螺旋桨（9）、导向尾翼（10）、天线（11）、0.75~1MM2聚氯乙烯绝缘铜丝软线（12）、4m凯芙拉线（13）等组件装配而成。无线移动水质监测设备适用于户外水质移动监测、并对监测活动进行远程控制的水质监测设备，用于解决传统监测传统的水质监测成本高与效率低的问题。
【专利说明】无线移动水质监测设备
【技术领域】
[0001]本设备是一种、可在户外全天候工作的，具有实时远程监控功能的水质监测设备，属于水质监测【技术领域】。
【背景技术】
[0002]水体污染作为城市环境问题四大公害之一，是严重影响人类生活质量与身心健康的重要因素，也是受到居民投诉最多的环境污染。随着环境水污染的加剧，对水质自动监测的关注度越来越高，由于水污染在空间和时间上存在差异，因此为了尽可能准确的测评水污染的平均水平，需要在监测区域进行多点布设并尽量提高监测频次。目前应用比较多的水质监测方法仍然为传统的人工采样和实验室分析方法，即在不同时段对监测区域进行若干频次监测采样。然而由于这种方式不但工作量大，监测效率低，而且容易对环境造成侵入式破坏的二次污染，对采样人员也有一定落水和废气吸入危险，此外一些恶劣的环境也不便于进入，因此很难在短时间内提供水质参数的信息，实时掌握水质的变化情况；水质监测网络的信息化程度偏低，使得众多部门的监测数据客观上无法共享。因此，全天候、自动化、智能化、网络化的环境水质自动监测是水质监测的必然趋势。在此背景之下，研制与开发一套无线移动水质监测设备具有重大的社会意义和现实意义。
[0003]无线传感器网络(WSN)能及时感知、传递和分析环境变化信息，起到环境预警的作用，同时还能为决策和管理部门提供科学依据，做出正确的决策。无线传感器网络在环境监测中应用十分广泛，不但可以应用无线传感器网络技术监测大气和土壤温湿度以及水资源的水质并设计污染源无线监测系统，还能通过对环境中相关气象参数的采集、测量来实现测风的智能化和无线化。无线传感器网络的应用多集中在大气、土壤温湿度监测以及水质监测等方面。由于水污染在时间与空间的差异等特点，水质监测不仅需要监测点位的选取个数、布设点位需要具有一定数量和代表性，无线传感器网络技术为实现这一要求提供了可能。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种适用于户外水质移动式监测、并对监测活动进行远程控制的水质监测设备。以解决传统监测传统的噪声监测成本高与监测效率低的问题。
[0005]本发明还可以根据监测需要，选择合适的水体深度和复杂水域进行数据采集，确保数据准确性和完整性。
[0006]无线移动监测设备可以很方便的实现各种功能区水环境多位点和不同深度监测，同时还可以作为水污染取证的监测设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1:监测设备外部形态及组成部分透视图。
[0008]图2:监测设备外部形态及尺寸俯视图。[0009]图3:监测设备外部形态及尺寸侧视图。
[0010]图4:监测设备内部组织结构布局图。
[0011]图5:监测设备水质监测执行程序示意图。
【具体实施方式】
[0012]作为监测设备载体的母船(I)内部主要包括收放仪(2)，电池组(5)和GPRS无线通信模块(7)、母船控制模块(8)，外部包括螺旋桨(9)、导向尾翼(10)、天线(11)。收放仪
(2)与水质分析仪器(3)相连可控制水质仪(3)在水中的升降深度，并采集水质数据，遥控器(4)在远端控制收放仪(2)和母船控制模块(8)的动作执行，电池组(5)用于给收放仪(2)完成升降动作和GPRS无线通信模块(7)供电，电池组(6)给母船控制模块(8)供电。
[0013]数据采集组件结构主要包括收放仪(2)、水质分析仪(3)、12/18V锂聚合物电池组
(5)、12V铅酸电池组(6)、GPRS无线通信模块(7)四个部件。哈希水质分析仪Hydrolab 5
(3)，该产品提供标准RS232、RS485接口，可直接连接串口设备，适用于环境水质的定点监测，同时能瞬时输出水质数据，并且用电量少，无需交流供电，符合与无线传感器结合的要求。Hydrolab DS5X-MS5水质分析仪采集水质数据，通过RS232接口传输到GPRS无线通信模块，GPRS无线通信模块将水质数据发送到数据接收端，即可在数据中心查看采集到的水质数据。12/18V锂聚合物电池组(5)给收放仪(2)供电以完成升降动作，同时为GPRS无线通信模块(7)供电，12V铅酸电池组(6)提供母船(I)移动所需的电源动力。当需要更换采样点时，遥控器(4)在远端发送信号控制收放仪(2)收回水质仪(3)，并通过发送信号给母船控制模块(8 )控制母船(I)移向指定的采样点，然后遥控器(4 )发送信号控制收放仪(2 )放出水质仪(3)进行新样点的水质数据采集。
【权利要求】
1.无线移动水质监测设备，它是母船(I)、收放仪(2)、哈希水质分析仪(hydrolab5)(3)、Futaba2.4G遥控器(4)、12/18V锂聚合物电池组(5)、12V铅酸电池组(6)、GPRS无线通信模块(7 )、母船控制模块(8 )、螺旋桨(9 )、导向尾翼(10 )、天线(11)、0.75?IMM2聚氯乙烯绝缘铜丝软线(12 )、4m凯芙拉线(13 )。
2.根据权利要求1所述的无线移动水质监测设备，其在形状、构造及结合上的特征在于:将电池组(5 )、( 6 )、GPRS无线通信模块(7 )、母船控制模块(8 )、收放仪(2 )置于母船(I)中并固定，收放仪(2) 4m凯芙拉线(13)与水质分析仪器(3)相连，遥控器(4)在远端通过给收放仪(2)发出指令可控制水质仪(3)在水中的升降及深度，水质仪(3)完成水质数据采集，采集所获数据通过水质仪自身电缆传输到GPRS无线通信模块(7)并进一步通过天线(11)传输到数据中心，12/18V锂聚合物电池组(5)给收放仪(2)供电以完成升降动作，同时为GPRS无线通信模块(7)供电，12V铅酸电池组(6)提供母船(I)移动所需的电源动力，遥控器(4)同时远端发送信号给母船控制模块(8)以控制螺旋桨(9)和导向尾翼(10)，从而达到控制母船(I)移动的速度和方向，天线(11)外置于母船(I)上表面尾端，对所有供电线路均采用0.75?1MM2聚氯乙烯绝缘铜丝软线(12)。
3.根据权利要求2所述的无线移动水质监测设备，其特征在于:由遥控器(4)控制母船(I)的移动和停止位置，且控制收放仪(2)的执行动作，收放仪(2)控制水质分析仪器(3)在水中升降深度，水质分析仪器(3)负责采集水质数据，该数据传输到GPRS通信模块并发送到数据中心。
【文档编号】G01N33/18GK103963936SQ201310036654
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月31日 优先权日:2013年1月31日
【发明者】赵景柱, 王豪伟, 张天海, 李春明, 郑栓宁, 苏晓丹 申请人:中国科学院城市环境研究所