一种水环境预测预警监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种监测系统，更具体地说涉及一种水环境预测预警监测系统。
【背景技术】
[0002]随着工业化进程，我国的水污染问题也日益突出。水污染治理，“防”大于“治”。工业化废水和生活废水中的污染物主要为有机物，水中有机污染物种类又比较多，人们难以分别测定各组分的定量数值。而在水质评价中，生化需氧量是一种广泛采用的表征水中有机污染物含量的综合指标，在水体检测和水处理中是一种最常用的指标。生化需氧量的传统测定法为稀释接种法，检测周期长，过程繁琐，不能及时反应水质状况和反馈水质信息。
【发明内容】
[0003]本实用新型主要解决的技术问题是:提供一种水环境预测预警监测系统，利用生物传感器采集水质数据，结合ZigBee模块实现数据的无线传输，利用单片机进行数据的处理，实现了控制的智能化。
[0004]为解决上述技术问题，本实用涉及一种监测系统，更具体地说涉及一种水环境预测预警监测系统，包括流量计、栗、温度计、恒温器、单片机、RS232接口、PC端、生物传感器、Zigbee模块和边缘网关，利用生物传感器采集水质数据，结合ZigBee模块实现数据的无线传输，利用单片机进行数据的处理，实现了控制的智能化。
[0005]流量计用于测量通过栗的样品流量并将所测得的信号通过ZigBee模块传输至单片机。温度计用于测量恒温器内的样品温度，并将所测温度通过ZigBee模块传递至单片机。栗与恒温器相连，栗用于抽取被测量的样品，恒温器用于储存样品并为测量过程提供合适的工作温度。单片机用于信号的接收处理并发出控制指令，将处理结果保存，以供调取。RS232接口的两端分别与单片机和PC端相连，RS232接口作为单片机与PC端的串行接口，为单片机与PC端的通信提供数据通道，PC端用于显示数据并提供操作界面。生物传感器用于测量样品中微生物耗氧量。ZigBee模块用于将生物传感器所测得的信号以无线形式传输出去。边缘网关用于转化ZigBee信号，并将转化后的信号传输至单片机供单片机识别。
[0006]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种水环境预测预警监测系统所述的流量计选用金泰工程机械有限公司生产的流量计，其型号为LZM40G。
[0007]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种水环境预测预警监测系统所述的单片机选用深圳宏晶有限公司生产的单片机，其型号为STC89C58RD。
[0008]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种水环境预测预警监测系统所述的生物传感器有3个。
[0009]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种水环境预测预警监测系统所述的ZigBee模块有多个，多个ZigBee模块组成了多个ZigBee节点，多个ZigBee节点自动组网，形成了网络化通信节点，用于数据的低速、大容量传输。
[0010]本实用新型一种水环境预测预警监测系统的有益效果为:
[0011]a.信息的采集快速；
[0012]b.实现了信息的无线传输，免去了有线传输的繁琐；
[0013]c.实现了智能化控制。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型一种水环境预测预警监测系统的系统框图。
【具体实施方式】
[0015]在图1中，本实用涉及一种监测系统，更具体地说涉及一种水环境预测预警监测系统，包括流量计、栗、温度计、恒温器、单片机、RS232接口、PC端、生物传感器、Zigbee模块和边缘网关，利用生物传感器采集水质数据，结合ZigBee模块实现数据的无线传输，利用单片机进行数据的处理，实现了控制的智能化。
[0016]流量计用于测量通过栗的样品流量并将所测得的信号通过ZigBee模块传输至单片机。流量计选用金泰工程机械有限公司生产的流量计，其型号为LZM40G。温度计用于测量恒温器内的样品温度，并将所测温度通过ZigBee模块传递至单片机。栗与恒温器相连，栗用于抽取被测量的样品，恒温器用于储存样品并为测量过程提供合适的工作温度。流量计测得单位时间内流过栗的样品流量，并将信号传输至单片机，单片机计算出样品的体积并将数据进行存储。生物传感器测微生物耗氧量的工作温度为20摄氏度，恒温器用于对水进行保温，以提供合适的工作温度。温度计测量得到的水温实时传输至单片机，若温度计测得温度低于20摄氏度或者高于20摄氏度，则单片机对信号进行处理并输出报警信号至PC端，提醒工作人员处理相关情况。
[0017]生物传感器用于测量水中微生物耗氧量。ZigBee模块用于将生物传感器所测得的信号以无线形式传输出去。生物传感器是由氧电极和微生物菌膜构成，微生物菌膜上附着有高氧化率菌株，能快速降解水中的有机物质。当样品流入恒温器内，生物传感器上的微生物消耗样品中的有机物，有机物消耗过程中会消耗一定量的氧，使扩散到氧电极表面的氧的质量减少。当样品中可生化降解的有机物向微生物菌膜扩散速度达到恒定时，扩散到氧电极上的氧的质量也达到恒定，氧电极产生一个恒定电流。单片机接收到电流信号。由于电流的差值与氧的减少量存在定量关系，单片机据此换算出耗氧量，并将换算结果传输至PC端显示出来。人们根据耗氧量推断出水体的污染程度。生物传感器有3个。3个生物传感器可以测得3组数据，测量结果取平均值，从而减小测量误差。
[0018]单片机用于信号的接收处理并发出控制指令，将处理结果保存，以供调取。单片机选用深圳宏晶有限公司生产的单片机，其型号为STC89C58RD。RS232接口的两端分别与单片机和PC端相连，RS232接口作为单片机与PC端的串行接口，为单片机与PC端的通信提供数据通道，PC端用于显示数据并提供操作界面。单片机接收到流量信号，并将流量换算成体积。当恒温器内样品的体积达到设定值，单片机输出报警信号，并将信号传输至PC端显示，提醒工作人员关闭栗。
[0019]边缘网关用于转化ZigBee信号，并将转化后的信号传输至单片机供单片机识别。ZigBee模块有多个，多个ZigBee模块组成了多个ZigBee节点，多个ZigBee节点自动组网，形成了网络化通信节点，用于数据的低速、大容量传输。ZigBee模块之间组合成网络通讯点，并以ZigBee协议进行数据的无线传输。ZigBee模块之间进行自动组网，一个ZigBee节点可以控制多个ZigBee节点的数据传输，数据网状传输，传输的数据量大，满足系统的要求。由于STC89C58RD单片机并不支持ZigBee信号，若要实现STC89C58RD单片机对ZigBee信号的接收，利用边缘网关进行网络转换，以供STC89C58RD单片机进行信号的识别。
[0020]当然上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种水环境预测预警监测系统，包括流量计、栗、温度计、恒温器、单片机、RS232接口、PC端、生物传感器、Zigbee模块和边缘网关，其特征在于:流量计用于测量通过栗的样品流量并将所测得的信号通过ZigBee模块传输至单片机；温度计用于测量恒温器内的样品温度，并将所测温度通过ZigBee模块传递至单片机；栗与恒温器相连，栗用于抽取被测量的样品，恒温器用于储存样品并为测量过程提供合适的工作温度；单片机用于信号的接收处理并发出控制指令，将处理结果保存，以供调取；RS232接口的两端分别与单片机和PC端相连，RS232接口作为单片机与PC端的串行接口，为单片机与PC端的通信提供数据通道，PC端用于显示数据并提供操作界面；生物传感器用于测量样品中微生物耗氧量；ZigBee模块用于将生物传感器所测得的信号以无线形式传输出去；边缘网关用于转化ZigBee信号，并将转化后的信号传输至单片机供单片机识别。2.根据权利要求1所述的一种水环境预测预警监测系统，其特征在于:所述流量计选用金泰工程机械有限公司生产的流量计，其型号为LZM40G。3.根据权利要求1所述的一种水环境预测预警监测系统，其特征在于:所述单片机选用深圳宏晶有限公司生产的单片机，其型号为STC89C58RD。4.根据权利要求1所述的一种水环境预测预警监测系统，其特征在于:所述生物传感器有3个。5.根据权利要求1所述的一种水环境预测预警监测系统，其特征在于:所述ZigBee模块有多个，多个ZigBee模块组成了多个ZigBee节点，多个ZigBee节点自动组网，形成了网络化通信节点，用于数据的低速、大容量传输。
【专利摘要】本实用涉及一种监测系统，更具体地说涉及一种水环境预测预警监测系统，利用生物传感器采集水质数据，结合ZigBee模块实现数据的无线传输，利用单片机进行数据的处理，实现了控制的智能化。流量计用于测量通过泵的样品流量并将所测得的信号通过ZigBee模块传输至单片机。温度计用于测量恒温器内的样品温度，并将所测温度通过ZigBee模块传递至单片机。泵用于抽取被测量的样品，恒温器用于储存样品并为测量过程提供合适的工作温度。单片机用于信号的接收处理并发出控制指令，将处理结果保存，以供调取。生物传感器用于测量样品中微生物耗氧量。ZigBee模块用于将生物传感器所测得的信号以无线形式传输出去。边缘网关用于转化ZigBee信号，并将转化后的信号传输至单片机。
【IPC分类】G08C17/02, G01N33/18
【公开号】CN204855496
【申请号】CN201520355799
【发明人】杨剑, 黄道建, 周雯, 王俊能, 汪中洋
【申请人】环境保护部华南环境科学研究所
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年5月25日