一种基于窄带物联网的水色识别装置的制作方法

本实用新型涉及水色识别技术领域，尤其涉及一种基于窄带物联网的水色识别装置。

背景技术：

水体水色直接反映出水体中有机溶解物、悬浮颗粒及浮游生物的种类和数量，可用于判断养殖水质当前的优劣状况，而控制好水质则是水产养殖成败的关键。通常有经验的技术人员，每天都会不定期观察各池塘中的水色，以便于掌握水体基本情况，并采取对应调水措施。

但是人眼这种感性识别还是存在一定的差距，需要一种可以量化的机器识别装置，特别是当需要进一步确认水色的深浅程度时更为需要。

现有技术中，市场上还没有出现用于水产养殖水体水色识别的装置。

申请号为201510973937.1的中国发明专利，公开了一种水色识别装置，其通过水泵从池水中抽取待测水样，再通过颜色识别模块进行识别，获取待测水样的水色值，并通过显示模块直接显示。此专利只是通过在本地直接显示对应水色的RGB值，对养殖技术人员来说，这种数据是很难理解的，需要知识面非常广泛且技术功底扎实才能为其所用。不同水色所反应的只是当前水质（尤其是水藻）的情况，更需要结合庞大的数据库和科学分析，才能得出相对合理的调水方案。

所以将所监测到的RGB值上传到云端平台分析，才是一个相对比较完善的技术方案，但现有技术包括上述所提的专利，没有具备远程数据上传能力的水色识别装置。

技术实现要素：

本实用新型针对上述技术问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于窄带物联网的低功耗的水色识别装置，浮于水面上，用于量化识别水体水色，并通过NB-IOT通讯模组将识别到的水色RGB值上传至云端平台，通过云端平台中做进一步的数据分析，输出相对合理的调水参考措施。

为达到上述目的，本实用新型是采用以下技术方案来实现的：一种基于窄带物联网的水色识别装置，其特征在于，包括水色识别浮体本体和设在所述水色识别浮体本体内部的硬件控制板，所述硬件控制板包括：

一颜色传感器，用于识别待测水体水色；一NB-IOT通讯模组，用于定期以无线方式上传监测结果信息；一微控制器单元，分别与所述颜色传感器及所述NB-IOT通讯模组连接；一充电电池，与电源管理电路连接，所述电源管理电路分别为所述微控制器单元、所述颜色传感器及所述NB-IOT通讯模组供电；所述充电电池包括有充放电管理电路，所述充电电池与太阳能板连接；所述水色识别浮体本体包括有一透明材质的圆形板，所述圆形板与所述颜色传感器平行布置，并距离5-20mm；所述圆形板是所述水色识别浮体本体的底面的一部分，所述底面是平滑的且所述水色识别浮体本体是密封的。

进一步地，所述水色识别浮体本体的上部表面布置有所述太阳能板及天线。

进一步地，所述水色识别浮体本体还包括有一用于接线的固定环。

进一步地，所述NB-IOT通讯模组是一种基于蜂窝的低功耗的窄带物联网通讯模组。

进一步地，所述微控制器单元是采用一种低功耗的微处理器。

优选地，所述颜色传感器选用型号为TCS3200的颜色传感器，所述颜色传感器包括有所述颜色感应芯片及4个白光LED灯。

与现有的技术或传统的方案相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）结构合理，水色识别装置的底面是平滑的容易擦除污物，通过浮体机构浮于水面上，颜色传感器与水面始终保持合理的测量距离，测量结果更加准确；

（2）测量客观，通过颜色传感器来量化识别水体水色，避免通过肉眼观察判断的主观性及不准确性；

（3）测量结果直观，基于窄带物联网，可以与远程云端平台通讯连接并上传数据，通过将单一的测量值转换为更为合理的水色分析报告及调水参考报告，技术人员更容易接受；

（4）采用低功耗的微处理器和低功耗NB-IOT通讯模组，结合太阳能应用，可以确保装置长时间稳定供电，减少维护工作量。

附图说明

图1为本实用新型实施例水色识别装置的电路实现框图。

图2为本实用新型实施例水色识别装置的外观结构示意图。

图3为本实用新型实施例水色识别装置的外观仰视图。

图4为本实用新型实施例水色识别装置的系统架构示意图。

图1中： 1-NB-IOT通讯模组、2-微控制器单元、3-颜色传感器、4- 温度传感器、5-电源管理电路、6-充电电池、7-太阳能板。

图2中： 3-颜色传感器、7-太阳能板、8-天线、11-圆形板、12-固定环。

图3中： 3-颜色传感器、301-白光LED灯、302-颜色感应芯片。

图4中： 1- NB-IOT通讯模组、9-云端平台、10-手机APP、901-数据库。

具体实施方式

下面将对具体实施方式所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，附图是本实用新型一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他形式的附图。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本实用新型描述中的术语“连接”、“相连”、“安装”应做广义理解，例如，可以是一体地连接、固定连接或者是可拆卸连接；可以是通过机械结构或者电子直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，还可以是无线通讯连接。

三原色感应原理说明：根据德国物理学家赫姆霍兹(Helinholtz)的三原色理论，各种颜色是由不同比例的三原色混合而成的，所述三原色分别为红、绿及蓝色。如果能够获取颜色的三原色的RGB值，相应地，也就知道待测物体的颜色了。

如图1至图4所示，本实用新型的一种基于窄带物联网的水色识别装置，其包括水色识别浮体本体和设在所述水色识别浮体本体内部的硬件控制板，所述硬件控制板包括：一颜色传感器3，用于识别待测水体水色；一NB-IOT通讯模组1，用于定期以无线方式上传监测结果信息；一微控制器单元2，分别与所述颜色传感器3及所述NB-IOT通讯模组1连接；一充电电池6，与电源管理电路5连接，所述电源管理电路5分别为所述微控制器单元2、所述颜色传感器3及所述NB-IOT通讯模组1供电；所述充电电池6包括有充放电管理电路，所述充电电池6与太阳能板7连接。

如图2所示，在本实施例中，所述水色识别浮体本体包括有一透明材质的圆形板11，所述圆形板11与所述颜色传感器3平行布置，并距离10mm；所述圆形板11是所述水色识别浮体本体的底面的一部分，所述底面是平滑的且所述水色识别浮体本体是密封的。

在本实施例中，所述水色识别浮体本体的上部表面布置有所述太阳能板7及天线8。

在本实施例中，所述水色识别浮体本体还包括有一用于接线的固定环12。

在本实施例中，所述NB-IOT通讯模组1是一种基于蜂窝的低功耗的窄带物联网通讯模组。

在本实施例中，所述微控制器单元2是采用一种低功耗的微处理器。

如图3所示，在本实施例中，所述颜色传感器3选用的颜色传感器型号为TCS3200，所述颜色传感器包括有4个白光LED灯301及颜色感应芯片302。所述颜色传感器还包括有红、绿、蓝三色滤波器，分时选定不同的颜色滤波器，当选定一个颜色滤波器时，它只允许某种特定的原色通过，阻止其它原色通过，所述颜色感应芯片302所述内置的振荡器会输出方波，方波频率与所感应的光强度成正比例关系；通过选定不同的颜色滤波器，就可以得到不同的光强度值，从而可分析得到反射到所述颜色传感器3上的光的颜色。

如图1所示，本实施例中，所述基于窄带物联网的水色识别装置还可以包括温度传感器4，用于测量水温或者环境温度，所述温度传感器4选用型号为DS18B20或者是SHT1X的传感器。

本实用新型的工作过程为：结合图4所示，将所述基于窄带物联网的水色识别装置放置在养殖池中，并通过所述固定环12用线绳拴住，线绳的一端拴在池岸边或池中间立柱的某固定处，并浮于水体水面上，定期进行水色识别获取水色RGB值，将水色RGB值通过NB-IOT通讯模组远程上传至云端平台9，所述云端平台9收到数据信息后进行综合分析，通过强大的后台数据库901，结合前期持续上传的某一时间段的数据，输出详细的水色分析报告及对应的调水参考信息，用户可以通过手机APP10随时下载所述报告或信息，再结合自身经验，制订出更加完善的调水措施。

在本实施例中，本实用新型通过颜色传感器来量化识别水体水色，避免通过肉眼观察判断的主观性及不准确性；且水色识别装置的底面是平滑的容易擦除污物，通过浮体机构浮于水面上，颜色传感器与水面始终保持合理的测量距离，测量结果更加准确；基于窄带物联网，可以与远程云端平台通讯连接并上传数据，通过将单一的测量值转换为更为合理的水色分析报告及调水参考报告，技术人员更容易接受；采用低功耗的微处理器和低功耗NB-IOT通讯模组，结合太阳能应用，可以确保装置长时间稳定供电，减少维护工作量。

以上所述仅为本实用新型较佳实施例，只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，但并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型涵盖范围。