基于传感器网络的污水数据采集装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及数据采集装置，特别涉及一种基于传感器网络的污水数据采集装置。
【背景技术】
[0002]水是生态环境系统中最活跃、影响最广泛的要素，它既是生命的源泉，也是工农业生产中不可替代的重要资源。然而，我国每年约有1/3的工业废水和90%以上的生活污水未经处理就排入水域，水环境质量呈现不断恶化的趋势。国家“十二五”规划纲要明确提出“十二五”期间要加大环境保护力度，加大重点流域水污染防治力度，已解决饮用水不安全和空气、土壤污染等损害群众健康的突出环境问题，强化污染物减排和治理。
[0003]在污水治理监测项目中，传统污水检测主要是省市环保局工作人员人工定期巡检和采用有线传输方式的监测系统。人工巡检方式是在某些断面或监测点定时定点取样，然后将样品带回实验室分析或者进行现场测定，存在花费时间较长、巡检周期间隔长、监测数据精确度不高等问题，无法及时、准确地反映水质污染变化过程，很难适应现代水源地水质保护的要求。
[0004]另外目前的污水处理监测系统，很多必需无人值守设备或监测点，受到地形、气候、监测范围等因素影响，不适合用有线通信和无线数传电台等数据传输方式，而且它们还具有移动性差、成本高、扩展性差、设备维护不方便等缺点。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种基于传感器网络的污水数据采集装置，解决了现有技术存在的上述问题。采用无线传感器网络对监测区域的水质参数进行数据采集、处理、保存和远程通讯传输，监控管理中心进行数据汇总、整理和综合分析，通过分析数据和分布式网络流量的合理分配，实现对企业废水和城市污水的自动采样，以及流量和主要污染因子的在线监测，实时掌握企业及城市污水排放情况及污染物排放总量，实现水质监测的网络化、智能化，使其更加适应社会发展的需要。无线传感器网络以其自组织、微型化和对外部世界的感知能力，为污水监测技术提供了新的解决途径。
[0006]本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现:
[0007]基于传感器网络的污水数据采集装置，包括数据采集模块1、处理器模块2、无线通信模块3和能量供应模块4，所述数据采集模块I包括温度传感器11、pH值传感器12、电导率传感器13、浊度传感器14及信号调理电路15，所述温度传感器11、ρΗ值传感器12、电导率传感器13、浊度传感器14将采集到的信号送入信号调理电路15的输入端，通过信号调理电路15将信号送入CC2530芯片中的处理器模块2的输入端,所述处理器模块2的输出端通过无线通信模块3、天线5将采集到的信号实时发送出去。
[0008]所述的能量供应模块4为微型化、高容量的电池，且分别与信号调理电路15、处理器模块2、无线通信模块3相连，提供运行所需的能量。
[0009]所述数据采集模块I由温度传感器11、pH值传感器12、电导率传感器13、浊度传感器14进行监测水域内信息的采集，并送入信号调理电路15，信号调理电器15将采集的信号通过A/D转换变为数字信号，传送给处理器模块2 ;处理器模块2负责控制整个采集装置操作，存储和处理数据采集模块采集的数据。网络协调器和路由器还要处理其他节点发来的数据；无线通信模块3负责与其他采集装置进行无线通信，实现信息交换控制和数据收发；能量供应模块为采集装置提供运行所需的能量，采用微型化、高容量的电池。
[0010]本实用新型的有益效果在于:结构简单、新颖，使用方便。采用无线传感器网络对监测区域的水质参数进行数据采集、处理、保存和远程通讯传输，监控管理中心进行数据汇总、整理和综合分析，通过分析数据和分布式网络流量的合理分配，实现对企业废水和城市污水的自动采样，以及流量和主要污染因子的在线监测，实时掌握企业及城市污水排放情况及污染物排放总量，实现水质监测的网络化、智能化，使其更加适应社会发展的需要。通过实时监测企业的污水情况，对于污水排放指标超标的企业进行及时提醒，并采取有效应对措施，在废水处理方面节省的投资将极为可观。实用性强。
【附图说明】
[0011]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
[0012]图1为本实用新型的结构示意图；
[0013]图2为本实用新型的使用实施例示意图。
[0014]图中:1、数据采集模块；11、温度传感器；12、pH传感器；13、电导率传感器；14、池度传感器；15、信号调理电器；2、处理器模块；3、无线通信模块；4、能量供应模块；5、天线。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图进一步说明本实用新型的详细内容及其【具体实施方式】。
[0016]参见图1所示，本实用新型的基于传感器网络的污水数据采集装置，包括数据采集模块1、处理器模块2、无线通信模块3和能量供应模块4，所述数据采集模块I包括温度传感器11、ρΗ值传感器12、电导率传感器13、浊度传感器14及信号调理电路15，所述温度传感器11、ρΗ值传感器12、电导率传感器13、浊度传感器14将采集到的信号送入信号调理电路15的输入端,通过信号调理电路15将信号送入CC2530芯片中的处理器模块2的输入端，所述处理器模块2的输出端通过无线通信模块3、天线5将采集到的信号实时发送出去。
[0017]所述的能量供应模块4为微型化、高容量的电池，且分别与信号调理电路15、处理器模块2、无线通信模块3相连，提供运行所需的能量。
[0018]所述数据采集模块I由温度传感器11、pH值传感器12、电导率传感器13、浊度传感器14进行监测水域内信息的采集，并送入信号调理电路15，信号调理电器15将采集的信号通过A/D转换变为数字信号，传送给处理器模块2 ;处理器模块2负责控制整个采集装置操作，存储和处理数据采集模块采集的数据。网络协调器和路由器还要处理其他节点发来的数据；无线通信模块3负责与其他采集装置进行无线通信，实现信息交换控制和数据收发；能量供应模块为采集装置提供运行所需的能量，采用微型化、高容量的电池。
[0019]实施例:
[0020]参见图1及图2所示，本实用新型的基于传感器网络的污水数据采集装置实际用于污水数据采集与分析系统，该系统主要包括数据采集层、数据管理层和数据共享层。采集装置在监测区域内自组织组建网络，用于采集数据以获取水质参数；中间层的网络协调器是数据汇聚中心，它负责接收所有采集装置发送的数据，并对数据进行融合处理，此外，还增加了路由器负责数据的中转，实现水质参数的一级路由；最上层是一台计算机，用来接收网络协调器的所有数据，实现数据的显示，并对数据进行自动的存档和数据处理，掌握企业及城市污水排放情况，实现污水监测的智能化、网络化管理，为突发排污预警、预防污染扩散提供基础数据。采集装置、路由器节点、网络协调器之间采用无线方式进行连接，网络协调器和数据管理中心之间采用串口进行连接，数据管理中心与数据共享层之间采用Internet进行数据传输。
[0021]为构建一个能够满足水质监测需求的系统，并使其具备较强的应用价值。对于比较偏远、无人值守的大区域范围内的水质参数自动综合监测，可以加入最上层——数据共享层，通过部署在监测区域内的汇聚节点接入互联网，将监测数据远传回省、市、区环保局或数据管理中心，监测部门或研究人员可以随时通过互联网查看目标区域的水质信息，达到水质污染早期预警的目的，并对判断发生的重大水质事件进行报警启动相应处理预案。
[0022]本实用新型的主要技术指标:
[0023]I)符合IEEE802.15.4标准，传感器模块工作于2.4?2.5GHz ISM工作频段。
[0024]2)工作温度:-25 ?60°C。
[0025]3)工作湿度:0 - 95%，非冷凝。
[0026]4)数据传输速率及功率可调，最大传输速率500kbps，最大传输功率lOdBm。
[0027]5)无线传输距离最大可达300m。
[0028]6)发射功率:lmW，接收灵敏度_95dBm。
[0029]本实用新型的经济指标:
[0030]以市环境监测中心站对食品生产排放废水的监测数据为例，废水的排放量旺季(9月?2月)达80m3/d，淡季(3月?8月)达40m3/d。采用的废水处理工程需要总投资32.06万元，所消耗的电能达到0.56kW.h.m_3，污水处理费为1.64元/吨。本实用新型采集装置推广后，通过实时监测企业的污水情况，对于污水排放指标超标的企业进行及时提醒，并采取有效应对措施，在废水处理方面节省的投资将极为可观。
[0031]以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡对本实用新型所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于传感器网络的污水数据采集装置，其特征在于:包括数据采集模块(I)、处理器模块(2 )、无线通信模块(3 )和能量供应模块(4 )，所述数据采集模块(I)包括温度传感器(11)、PH值传感器(12)、电导率传感器(13)、浊度传感器(14)及信号调理电路(15)，所述温度传感器(11)、PH值传感器(12)、电导率传感器(13)、浊度传感器(14)将采集到的信号送入信号调理电路(15)的输入端，通过信号调理电路(15)将信号送入CC2530芯片中的处理器模块(2 )的输入端，所述处理器模块(2 )的输出端通过无线通信模块(3 )、天线(5 )将采集到的信号实时发送出去。
2.根据权利要求1所述的基于传感器网络的污水数据采集装置，其特征在于:所述的能量供应模块(4)为微型化、高容量的电池，且分别与信号调理电路(15)、处理器模块(2)、无线通信模块(3)相连，提供运行所需的能量。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于传感器网络的污水数据采集装置，包括数据采集模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块，数据采集模块包括温度传感器、pH值传感器、电导率传感器、浊度传感器及信号调理电路，各传感器将采集到的信号送入信号调理电路的输入端，通过信号调理电路将信号送入处理器模块的输入端，处理器模块的输出端通过无线通信模块、天线将采集到的信号实时发送出去。优点在于：结构简单、新颖，使用方便。实现对企业废水和城市污水的自动采样，以及流量和主要污染因子的在线监测，实时掌握企业及城市污水排放情况及污染物排放总量，实现水质监测的网络化、智能化，使其更加适应社会发展的需要。实用性强。
【IPC分类】H04W84-18, G08C17-02
【公开号】CN204288483
【申请号】CN201420711930
【发明人】肖萍萍, 李晓光, 李文国, 张勇, 张淑艳, 王超, 朱娟
【申请人】长春光华学院
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月25日