一种水质信息的检测采集设备的制作方法

本实用新型涉及水质检测技术领域，具体是指一种水质信息的检测采集设备。

背景技术：

随着经济的快速发展，人口快速增长，人类社会活动日益频繁和企业规模不断扩大，大量的生活污水、有机物、重金属等有毒有害的污染物不断进入河流湖泊，水体污染问题的日渐严重。目前的水质检测手段主要是依靠人工对水体进行采样，然后再将水样送至实验室进行检测。这种操作的问题在于取样和检测脱节，一方面样品传递周期比较长，不能及时获取检测结果，影响检测结果的实效性，另一方面，在水质调查过程中，碍于地形位置的影响，传统人工检测手段的取样，危险难度大，且水质样本很难符合要求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，针对以上问题提供一种水质信息的检测采集设备。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种水质信息的检测采集设备，包括无人机1、检测连接主板2、检测采集模块，所述的无人机1自身装有无人机控制系统、无人机无线通讯系统、无人机定位系统、摄像头3，所述的检测连接主板2设于无人机1底部，用于连接各个检测采集模块，并且检测连接主板2设有盖板4，盖板4上有卡扣，防水橡胶条；所述的检测采集模块包括水质取样模块、水质检测模块、光谱仪传感器模块、无线通信传输模块、太阳能电池模块、数据备份储存模块，所述的水质取样模块包括机械手5、浮漂感应器6，所述的机械手5为多关节机械手，机械手5的抓取部分采用夹钳机构，机械手5通过卡扣固定在盖板4，并通过插线连接主板，所述的浮漂感应器6设于机械手5一侧，通过卡扣固定在盖板4内侧，并通过插槽连接主板；所述的水质检测模块包括水质进样箱7、吊环8、高精度低功耗阻抗转换器、超低功耗msp430芯片、电导率传感器和温度传感器，所述的水质进样箱7设于机械手5另一侧，通过螺丝固定在无人机1的腹部，并且水质进样箱7和检测连接主板2之间是设有连接口，所述的吊环8为夹钳结构，通过螺丝紧固在水质进样箱7的中间位置，所述的高精度低功耗阻抗转换器是焊接集成于检测连接主板2，所述的超低功耗msp430芯片是卡扣式连接在检测连接主板2上，所述的电导率传感器设于水质进样箱7内侧面，通过排线连接检测连接主板2，所述的温度传感器设于水质进样箱7内的另一侧，通过排线连接检测连接主板2；所述的光谱仪传感器模块包括成像系统处理芯片、辐亮度传感器9和辐照度传感器10，所述的成像系统处理芯片焊接集成于检测连接主板2，设于无线传输模块一侧，所述辐亮度传感器9设于无人机1的侧面，并且与成像系统处理芯片通过插线连接，所述辐照度传感器10设于无人机1的另一侧面，并且与成像系统处理芯片通过插线连接；所述的太阳能电池模块包括可拆卸的锂电池、逆变器芯片和太阳能光伏板11，所述的可拆卸的锂电池设有由铜片卡槽，通过卡扣固定于无人机1后端，所述逆变器芯片设于检测连接主板上，通过焊接固定于可拆卸的锂电池一侧，所述的太阳能光伏板设于无人机顶部，通过引导线接入逆变器芯片，所述的数据备份储存模块包括机内储存硬盘和外接存储卡，所述的机内储存硬盘通过m.2接口设于检测连接主板2上，所述的外接存储卡通过卡扣设于检测连接主板2一侧。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：本设备利用无人机的灵活便携特性，结合水质检测技术，对复杂地形地区的水体可以实现实时检测，为水环境保护和治理提供有力帮助。本设备不仅可以获取水质常规的bod、cod、氨氮、总磷、总氮、浊度、ph和溶解氧参数，还可以采用光谱仪传感器模块获取水质的生态指标包括叶绿素a、藻蓝蛋白(蓝绿藻色素)、cdom(有色可溶性有机物)、透明度、悬浮物。实现了对水质的多维度客观检测，从而在取样过程中避免的工作人员亲自去采样，降低了工作强度、提高了工作效率，缩短了检测周期。

作为改进，所述的无人机1外壳材料均采用防水涂层配合所述的防水橡胶条，防水防护达到ip68，防止在水质取样模块时，无人机线路涉水。

作为改进，所述的浮漂感应器6是配合机械手进行水质取样时候，可以保持无人机对于水体的相对距离，保持无人机平稳运行。

作为改进，所述的吊环8是可以配合机械手将水质样本固定在水质进样箱中，便于水质检测模块、光谱仪传感器模块的快速检测操作。

作为改进，所述的水质检测模块是采用电磁电导率测量法，实现对水质的在线检测，可以获取水质样本的bod、cod、氨氮、总磷、总氮、浊度、ph和溶解氧参数，水质参数生成后，及时备份储存在机内储存硬盘。

作为改进，所述的超低功耗msp430芯片可以将电导率传感器和温度传感器对取样水质获得的实验数据，进行一个低功率的处理运算，高效利用太阳能电池模块。

作为改进，所述的无线通信传输模块包括gprs通信、sms通信、3g/4g通信、蓝牙5.0通信和wi-fi通信，在控制指令和数据传输是经无线通信传输模块加密传送的。

作为改进，所述的太阳能电池模块采用可拆卸的锂电池，并且可以使用太阳能光伏板11充电进行长期取样检测，也可以快速更换可拆卸的锂电池作业。

作为改进，所述的数据备份储存模块是用于备份水质检测信息，防止由于地形复杂或者天气原因，传输回来的检测数据失效，获得的水质数据可以有数据线和外接存储卡，拷贝到计算机里做进一步处理。

附图说明

图1是一种水质信息的检测采集设备的结构示意图。

如图所示：1、无人机，2、检测连接主板，3、摄像头，4、盖板，5、机械手，6、浮漂感应器，7、水质进样箱，8、吊环，9、辐亮度传感器，10、辐照度传感器，11、太阳能光伏板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

本实用新型在具体实施时，一种水质信息的检测采集设备，包括无人机、检测连接主板、检测采集模块，所述的无人机自身装有无人机控制系统、无人机无线通讯系统、无人机定位系统、摄像头，所述的检测连接主板设于无人机底部，用于连接各个检测采集模块，并且检测连接主板设有盖板，盖板上有卡扣，防水橡胶条；所述的检测采集模块包括水质取样模块、水质检测模块、光谱仪传感器模块、无线通信传输模块、太阳能电池模块、数据备份储存模块，所述的水质取样模块包括机械手、浮漂感应器，所述的机械手为多关节机械手，机械手的抓取部分采用夹钳机构，机械手通过卡扣固定在盖板，并通过插线连接主板，所述的浮漂感应器设于机械手一侧，通过卡扣固定在盖板，并通过插槽连接主板；所述的水质检测模块包括水质进样箱、吊环、高精度低功耗阻抗转换器、超低功耗msp430芯片、电导率传感器和温度传感器，所述的水质进样箱设于机械手另一侧，通过螺丝固定在无人机的腹部，并且水质进样箱和检测连接主板之间是设有连接口，所述的吊环为夹钳结构，通过螺丝紧固在水质进样箱的中间位置，所述的高精度低功耗阻抗转换器是焊接集成于检测连接主板，所述的超低功耗msp430芯片是卡扣式连接在检测连接主板上，所述的电导率传感器设于水质进样箱内侧面，通过排线连接检测连接主板，所述的温度传感器设于水质进样箱内的另一侧，通过排线连接检测连接主板；所述的光谱仪传感器模块包括成像系统处理芯片、辐亮度传感器和辐照度传感器，所述的成像系统处理芯片焊接集成于检测连接主板，设于无线传输模块一侧，所述辐亮度传感器设于无人机的侧面，并且与成像系统处理芯片通过插线连接，所述辐照度传感器设于无人机的另一侧面，并且与成像系统处理芯片通过插线连接；所述的太阳能电池模块包括可拆卸的锂电池、逆变器芯片和太阳能光伏板，所述的可拆卸的锂电池设有由铜片卡槽，通过卡扣固定于无人机后端，所述逆变器芯片设于检测连接主板上，通过焊接固定于可拆卸的锂电池一侧，所述的太阳能光伏板设于无人机顶部，通过引导线接入逆变器芯片，所述的数据备份储存模块包括机内储存硬盘和外接存储卡，所述的机内储存硬盘通过m.2接口设于检测连接主板上，所述的外接存储卡通过卡扣设于检测连接主板一侧。

所述的无人机外壳材料均采用防水涂层配合所述的防水橡胶条，防水防护达到ip68，防止在水质取样模块时，无人机线路涉水。

所述的浮漂感应器是配合机械手进行水质取样时候，可以保持无人机对于水体的相对距离，保持无人机平稳运行。

所述的吊环是可以配合机械手将水质样本固定在水质进样箱中，便于水质检测模块、光谱仪传感器模块的快速检测操作。

所述的水质检测模块是采用电磁电导率测量法，实现对水质的在线检测，可以获取水质样本的bod、cod、氨氮、总磷、总氮、浊度、ph和溶解氧参数，水质参数生成后，及时备份储存在机内储存硬盘。

所述的超低功耗msp430芯片可以将电导率传感器和温度传感器对取样水质获得的实验数据，进行一个低功率的处理运算，高效利用太阳能电池模块。

所述的无线通信传输模块包括gprs通信、sms通信、3g/4g通信、蓝牙5.0通信和wi-fi通信，在控制指令和数据传输是经无线通信传输模块加密传送的。

所述的太阳能电池模块采用可拆卸的锂电池，并且可以使用太阳能光伏板充电进行长期取样检测，也可以快速更换可拆卸的锂电池作业。

所述的数据备份储存模块是用于备份水质检测信息，防止由于地形复杂或者天气原因，传输回来的检测数据失效，获得的水质数据可以有数据线和外接存储卡，拷贝到计算机里做进一步处理。

本实用新型的工作原理：基于无人机为平台的水质检测方法能够最充分结合无人机高机动性、高灵活性的优势，并且集成了电磁电导率测量法和光谱水质检测，多角度检测水质确保得到水质的数据的准确性。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。