可远程控制的水库综合监测基站的制作方法

本发明涉及水库发展领域，涉及了可远程控制的水库综合监测基站。

背景技术：

生态水库主要指将生态学原理应用于水库建设管理中，建设生态结构合理，且能够以食物链/网为载体的生态流(物质循环、能量流动和信息传递，)高效运行的库区生态系统，使该生态水库不仅具有环保的功能，而且在促进水循环同时实现能量转化。进而实现水库供水，水库防洪、水库供能及水库环保等多种功能的协调统一。

水库为一个较大的生态系统，也是一个供水源头，大型的水库管理较为困难，当水库中心发生水质病变时，一般难以及时发现问题，容易使水库受污染面积增大，从而增加处理难度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供可远程控制的水库综合监测基站，针对现有水库管理中的难点，设计了一种监测基站，该监测基站分布于水库的各个区域，用于监测对应区域的水质；监测基站采用远程通信模式，可远程控制，并集中布置有多个监测单元，各个监测单元各司其职，定时监测水质参数并传递至终端控制中心，使管理单位实时掌握水库综合水质，方便及时处理水质问题。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

可远程控制的水库综合监测基站，包括基座及监测站，基座上安装有监测站，其特征在于：基座内安装有升降电动缸，升降电动缸伸出有升降杆，升降杆插入监测站，升降杆与监测站固定连接；监测站内安装有集中控制器，集中控制器包括升降控制模块，升降控制模块控制升降电动缸；监测站上安装有监测站高度控制系统及监测模组，集中控制器内安装有信号识别模块，信号识别模块连接监测站高度控制系统与监测模组，信号识别模块连接升降控制模块；监测站的上端安装有监测器，监测器的上端安装有监视探头模组，集中控制器包括有监视模块，监视模块连接监视探头模组；集中控制器包括有通讯模块，通讯模块通信至远程控制终端。

进一步，基座下端的两侧连接有固定插销件，固定插销件内设有固定螺栓孔，固定螺栓孔配备有固定螺栓。水库底下预先搭建有用于安装监测基站的混凝土墩，并在混凝土墩上留有金属的插销孔件，该插销孔与固定插销件相互匹配；在安装过程中，固定插销件插入插销孔中，再借助固定螺栓固定即可，安装方便，也可将整个监测基站卸下，方便检验与维修。

进一步，基座的上端设有升降定位滑杆，监测站的下端设有升降定位套管，升降定位滑杆与升降定位套管相互匹配。升降定位滑杆可插入升降定位套管中，达到垂直上移与下降的目的，防止因为浮力的作用导致升降位置偏移，结构简单，实用性强。

进一步，监测站高度控制系统包括侧位板、磁钢浮球及红外测距传感器，侧位板安装于监测站的一侧，侧位板的表面设有滑槽，滑槽由上而下设置，磁钢浮球上连接有连杆，连杆上设有滑口，滑口与滑槽的壁相互匹配；红外测距传感器安装于监测器的下端，红外测距传感器朝下设置，磁钢浮球与红外测距传感器上下对齐，红外测距传感器连接信号识别模块。监测站高度控制系统用于自动控制监测站的高度，其工作原理为：磁钢浮球通过连杆连接在侧位板的滑槽上，在水位升高的情况下，磁钢浮球沿着滑槽向上移动，表示水位浸没了监测站的高处位置，磁钢浮球与红外测距传感器之间的距离被拉近，红外测距传感器检测距离信号并传递至信号识别模块，信号传递模块识别磁钢浮球与红外测距传感器之间的距离信息，判定两者距离太近，监测站可能要被淹没，进而控制升降电动缸工作，将监测站上移至正常位置(该正常位置以磁钢浮球与红外测距传感器恢复到正常间距为准)；

在水位降低的情况下，磁钢浮球沿着滑槽向下移动，表示监测站露出水面的部分越来越多，磁钢浮球与红外测距传感器之间的距离被拉远，红外测距传感器检测距离信号并传递至信号识别模块，信号传递模块识别磁钢浮球与红外测距传感器之间的距离信息，判定两者距离太远，监测站露出水面太多，进而控制升降电动缸工作，将监测站下降至正常位置(该正常位置以磁钢浮球与红外测距传感器恢复到正常间距为准)。

进一步，监测模组包括注水管、ph检测腔、溶解氧检测腔、悬浮物测定腔、总氮总磷测定腔及出水管，注水管通过进水导管连接ph检测腔、溶解氧检测腔、悬浮物测定腔、总氮总磷测定腔，进水导管上均连接有电磁阀，集中控制器包括定时检测控制模块，定时检测控制模块控制电磁阀；出水管通过出水导管连接ph检测腔、溶解氧检测腔、悬浮物测定腔、总氮总磷测定腔，出水管上装配有抽水泵，抽水泵由定时检测控制模块控制，出水导管上连接有单向阀。监测模组能够实现定时监测水质的功能，定时检测控制模块中设置有监测频率，在需要监测时，定时检测控制模块打开电磁阀，水通过注水管、进水导管进入到ph检测腔、溶解氧检测腔、悬浮物测定腔、总氮总磷测定腔内，在规定时间内完成水质检测作业；而后定时检测控制模块关闭电磁阀，打开抽水泵，将水从各个检测腔中抽走；待下次监测周期时，重复上述步骤，方便管理员实时掌握水库各个区域的水质情况。

进一步，ph检测腔的腔体中包括有第一检测位、第一进水管与第一出水管，ph检测腔内装入有ph检测仪，ph检测仪的检测端伸入第一检测位中，第一进水管的一端连接进水导管，第一进水管的另一端连接于第一检测位的上端，第一出水管的一端连接于第一检测位的下端，第一出水管的另一端连接出水导管，ph检测仪由定时检测控制模块控制，ph检测仪连接信号识别模块。第一进水管将水注满整个第一检测位，ph检测仪检测水的ph值，检测完成后将水由第一出水管排出，检测过程中不受其他因素的影响，检测效果显著。

进一步，溶解氧检测腔的腔体中包括有第二检测位、第二进水管与第二出水管，溶解氧检测腔内装入有溶解氧测定仪，溶解氧测定仪的检测端伸入第二检测位中，第二进水管的一端连接进水导管，第二进水管的另一端连接于第二检测位的上端，第二出水管的一端连接于第二检测位的下端，第二出水管的另一端连接出水导管，溶解氧测定仪由定时检测控制模块控制，溶解氧测定仪连接信号识别模块。第二进水管将水注满整个第二检测位，溶解氧测定仪检测水中的溶解氧，检测完成后将水由第二出水管排出，检测过程中不受其他因素的影响，检测效果显著。

进一步，悬浮物测定腔内包括有第三检测位、第三进水管与第三出水管，悬浮物测定腔内装入有光电悬浮物测定仪，光电悬浮物测定仪包括有发射器与检测器，发射器与检测器均安装于第三检测位中；第三进水管的一端连接进水导管，第三进水管的另一端连接于第三检测位的上端，第三出水管的一端连接于第三检测位的下端，第三出水管的另一端连接出水导管，光电悬浮物测定仪由定时检测控制模块控制，光电悬浮物测定仪连接信号识别模块。第三进水管将水注满整个第三检测位，光电悬浮物测定仪检测水中的悬浮物，光电式悬浮物测定仪的红外光在污泥和悬浮物中透射和散射的衰减与液体中的悬浮物浓度有关为基础。发射器发送的红外光在传输过程中经过被测物的吸收、反射和散射后仅有一小部分光线能照射到检测器上，透射光的透射率与被测污水的浓度有一定的关系，因此通过测量透射光的透射率就可以计算出污水的浓度；检测完成后将水由第三出水管排出，检测过程中不受其他因素的影响，检测效果显著。

进一步，总氮总磷测定腔内包括有第四检测位、第四进水管与第四出水管，总氮总磷测定腔内装入有总氮总磷测定仪，总氮总磷测定仪包括四向测定头，四向测定头的四周包括有四个测定部，四个测定部内均设有样品皿，样品皿敞开，样品皿敞开口处铺设橡胶垫；第四进水管的一端连接进水导管，第四进水管的另一端连接于第四检测位的上端，第四出水管的一端连接于第四检测位的下端，第四出水管的另一端连接出水导管，总氮总磷测定仪由定时检测控制模块控制，总氮总磷测定仪连接信号识别模块。第四进水管将水注满整个第四检测位，总氮总磷测定仪检测水中的总磷与总氮，检测完成后将水由第四出水管排出，检测过程中不受其他因素的影响，检测效果显著。

四个测定部能够同时测定4组总磷总氮数据，总磷总氮测定仪平均4组测量数据，检测过程科学、合理，得到的总磷总氮含量更为精确。

进一步，信号识别模块包括信号转换电路、信号识别电路、逻辑控制电路、升降调节电路及信号传输电路，信号转换电路分别连接信号识别电路与信号传输电路，信号识别电路连接逻辑控制电路，信号传输电路连接通讯模块，逻辑控制电路连接升降调节电路，升降调节电路连接升降控制模块。信号转换电路能够接收各个检测装置的信号并转化为电信号，信号通过通讯模块传输至远程控制终端，清楚呈现测量结果；信号识别电路能够将磁钢浮球与红外测距传感器的间距信号进行校对，并得出校对结果，逻辑控制电路根据校对结果，向升降调节电路发出指令，实现按需升降。

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明为可远程控制的水库综合监测基站，针对现有水库管理中的难点，设计了一种监测基站，该监测基站分布于水库的各个区域，用于监测对应区域的水质；监测基站采用远程通信模式，可远程控制，并集中布置有多个监测单元，各个监测单元各司其职，定时监测水质参数并传递至终端控制中心，使管理单位实时掌握水库综合水质，方便及时处理水质问题。其具体有益效果表现为以下几点：

1、基座内安装有升降电动缸，升降电动缸能够带动监测站上升与下降，使得监测站根据水位调节其相对高度，防止监测站的部件浸没在水中，延长使用寿命。

2、监测站高度控制系统用于自动控制监测站的高度，其工作原理为：磁钢浮球通过连杆连接在侧位板的滑槽上，在水位升高的情况下，磁钢浮球沿着滑槽向上移动，表示水位浸没了监测站的高处位置，磁钢浮球与红外测距传感器之间的距离被拉近，红外测距传感器检测距离信号并传递至信号识别模块，信号传递模块识别磁钢浮球与红外测距传感器之间的距离信息，判定两者距离太近，监测站可能要被淹没，进而使升降控制模块控制升降电动缸工作，将监测站上移至正常位置(该正常位置以磁钢浮球与红外测距传感器恢复到正常间距为准)；在水位降低的情况下，磁钢浮球沿着滑槽向下移动，表示监测站露出水面的部分越来越多，磁钢浮球与红外测距传感器之间的距离被拉远，红外测距传感器检测距离信号并传递至信号识别模块，信号传递模块识别磁钢浮球与红外测距传感器之间的距离信息，判定两者距离太远，监测站露出水面太多，进而使升降控制模块控制升降电动缸工作，将监测站下降至正常位置(该正常位置以磁钢浮球与红外测距传感器恢复到正常间距为准)。

3、监视探头模组上设置有多个监视探头，监视探头周向设置一圈，能够监视周边各个方向的水面，给管理者直观反映区域内的水面情况。

4、通讯模块与集中控制器内的各个模块具有连接关系，能够将监测基站的各式数据均传递至远程控制终端，远程控制终端通过通讯模块可对监测基站进行主动控制，从而达到远程控制、远程监测的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明可远程控制的水库综合监测基站的结构示意图；

图2为侧位板的结构示意图；

图3为磁钢浮球的结构示意图；

图4为注水管的结构示意图；

图5为ph检测腔的结构示意图；

图6为悬浮物测定腔的结构示意图；

图7为总氮总磷测定腔的结构示意图；

图8为集中控制器的结构框图；

图9为信号识别模块的结构框图。

具体实施方式

如图1至图9所示，可远程控制的水库综合监测基站，包括基座1及监测站8，基座1上安装有监测站8，基座1下端的两侧连接有固定插销件3，固定插销件3的最下端超出基座1的最下端10-15cm，固定插销件3内设有固定螺栓孔，固定螺栓孔配备有固定螺栓4。水库底下预先搭建有用于安装监测基站的混凝土墩，并在混凝土墩上留有金属的插销孔件，该插销孔与固定插销件3相互匹配；在安装过程中，固定插销件3超出基座1部分能够插入插销孔中，再借助固定螺栓4固定即可，安装方便，也可将整个监测基站卸下，方便检验与维修。

监测站8内安装有集中控制器，集中控制器用于控制监测站8的各个部件，主要包括有升降控制模块、信号识别模块、通讯模块、定时检测控制模块、监视模块，各个模块各司其职，实现监测站8的各个功能。其中，其余各个模块均与通讯模块存在一定的连接关系，而通讯模块通信至远程控制终端，一方面能够将其他模块的运行工况与测量结果传递至通讯模块，再由通讯模块传输给远程控制终端；另一方面，远程控制终端通过与通讯模块通信能够发出一些控制指令，从而实现远程控制功能。

信号识别模块包括信号转换电路、信号识别电路、逻辑控制电路、升降调节电路及信号传输电路，信号转换电路分别连接信号识别电路与信号传输电路，信号识别电路连接逻辑控制电路，信号传输电路连接通讯模块，逻辑控制电路连接升降调节电路，升降调节电路连接升降控制模块。信号转换电路能够接收各个检测装置的信号并转化为电信号，信号通过通讯模块传输至远程控制终端，清楚呈现测量结果。

功能一：监测站8的上端安装有监测器16，监测器16的上端安装有监视探头模组17，探头模组环形围绕监测器16一圈，在探头模组环形圈上均匀设有监测探头18，每隔30°设置一个探头，监视探头模组17连接到监视模块，通过通讯模块，将监测图像传输至远程控制终端，能够监视周边各个方向的水面，给管理者直观反映区域内的水面情况。

功能二：基座1内安装有升降电动缸2，升降电动缸2伸出有升降杆5，升降杆5插入监测站8，升降杆5与监测站8固定连接，能够带动升降杆5活动；升降电动缸2由升降控制模块控制，能够控制升降缸伸出和缩进，在伸出状态下，升降杆5带动监测站8上升，在收缩状态下，升降杆5带动监测站8下落。通过远程控制终端即可控制升降电动缸2。

基座1的上端设有升降定位滑杆7，监测站8的下端设有升降定位套管6，升降定位滑杆7与升降定位套管6相互匹配。升降定位滑杆7可插入升降定位套管6中，达到垂直上移与下降的目的，防止因为浮力的作用导致升降位置偏移，结构简单，实用性强。

功能三：监测站8上设有监测站8高度控制系统，监测站8高度控制系统包括侧位板14、磁钢浮球15及红外测距传感器19，侧位板14安装于监测站8的一侧，侧位板14的表面设有滑槽19，滑槽19由上而下设置，磁钢浮球15上连接有连杆20，连杆20为塑料制品，也能漂浮在水中；连杆20上设有滑口41，滑口41与滑槽19的壁相互匹配，实现磁钢浮球15能够随着水位上下浮动；红外测距传感器19安装于监测器16的下端，红外测距传感器19朝下设置，磁钢浮球15与红外测距传感器19上下对齐，且磁钢浮球15的上端尺寸较大，能够稳定接收到红外测距传感器19发出的红外光线，红外测距传感器19连接信号识别模块。

监测站8高度控制系统用于自动控制监测站8的高度，其工作原理为：磁钢浮球15通过连杆20连接在侧位板14的滑槽19上，在水位升高的情况下，磁钢浮球15沿着滑槽19向上移动，表示水位浸没了监测站8的高处位置，磁钢浮球15与红外测距传感器19之间的距离被拉近，红外测距传感器19检测距离信号并传递至信号识别模块，信号传递模块识别磁钢浮球15与红外测距传感器19之间的距离信息，判定两者距离太近，监测站8可能要被淹没，进而控制升降电动缸2工作，将监测站8上移至正常位置(该正常位置以磁钢浮球15与红外测距传感器19恢复到正常间距为准)；

在水位降低的情况下，磁钢浮球15沿着滑槽19向下移动，表示监测站8露出水面的部分越来越多，磁钢浮球15与红外测距传感器19之间的距离被拉远，红外测距传感器19检测距离信号并传递至信号识别模块，信号传递模块识别磁钢浮球15与红外测距传感器19之间的距离信息，判定两者距离太远，监测站8露出水面太多，进而控制升降电动缸2工作，将监测站8下降至正常位置(该正常位置以磁钢浮球15与红外测距传感器19恢复到正常间距为准)。

基于上述的监测站8高度控制系统实现自动控制升降电动缸2，使得监测站8根据水位调节其相对高度，防止监测站8的部件浸没在水中，延长使用寿命。

功能四：监测站8上设有监测模组，监测模组包括注水管9、ph检测腔10、溶解氧检测腔11、悬浮物测定腔12、总氮总磷测定腔13及出水管39，注水管9通过进水导管22连接ph检测腔10、溶解氧检测腔11、悬浮物测定腔12、总氮总磷测定腔13，进水导管22上均连接有电磁阀23，电磁阀23用于控制进水。定时检测控制模块控制电磁阀23，进而控制各个检测腔的进水。出水管39通过出水导管27连接ph检测腔10、溶解氧检测腔11、悬浮物测定腔12、总氮总磷测定腔13，出水管39上装配有抽水泵40，出水导管27上连接有单向阀28，抽水泵40由定时检测控制模块控制，进而实现定向排水。

ph检测腔10的腔体中包括有第一检测位25、第一进水管24与第一出水管26，ph检测腔10内装入有ph检测仪，ph检测仪的检测端伸入第一检测位25中，第一进水管24的一端连接进水导管22，第一进水管24的另一端连接于第一检测位25的上端，第一出水管26的一端连接于第一检测位25的下端，第一出水管26的另一端连接出水导管27，ph检测仪由定时检测控制模块控制，ph检测仪连接信号识别模块。第一进水管24将水注满整个第一检测位25，ph检测仪检测水的ph值，检测完成后将水由第一出水管26排出，检测过程中不受其他因素的影响，检测效果显著。

溶解氧检测腔11与ph检测腔10的形状相同，溶解氧检测腔11的腔体中包括有第二检测位、第二进水管与第二出水管，溶解氧检测腔11内装入有溶解氧测定仪，溶解氧测定仪的检测端伸入第二检测位中，第二进水管的一端连接进水导管22，第二进水管的另一端连接于第二检测位的上端，第二出水管的一端连接于第二检测位的下端，第二出水管的另一端连接出水导管27，溶解氧测定仪由定时检测控制模块控制，溶解氧测定仪连接信号识别模块。第二进水管将水注满整个第二检测位，溶解氧测定仪检测水中的溶解氧，检测完成后将水由第二出水管排出，检测过程中不受其他因素的影响，检测效果显著。

悬浮物测定腔12内包括有第三检测位30、第三进水管29与第三出水管31，悬浮物测定腔12内装入有光电悬浮物测定仪，光电悬浮物测定仪包括有发射器32与检测器33，发射器32与检测器33均安装于第三检测位30中；第三进水管29的一端连接进水导管22，第三进水管29的另一端连接于第三检测位30的上端，第三出水管31的一端连接于第三检测位30的下端，第三出水管31的另一端连接出水导管27，光电悬浮物测定仪由定时检测控制模块控制，光电悬浮物测定仪连接信号识别模块。第三进水管29将水注满整个第三检测位30，光电悬浮物测定仪检测水中的悬浮物，光电式悬浮物测定仪的红外光在污泥和悬浮物中透射和散射的衰减与液体中的悬浮物浓度有关为基础。发射器32发送的红外光在传输过程中经过被测物的吸收、反射和散射后仅有一小部分光线能照射到检测器33上，透射光的透射率与被测污水的浓度有一定的关系，因此通过测量透射光的透射率就可以计算出污水的浓度；检测完成后将水由第三出水管31排出，检测过程中不受其他因素的影响，检测效果显著。

总氮总磷测定腔13内包括有第四检测位36、第四进水管34与第四出水管35，总氮总磷测定腔13内装入有总氮总磷测定仪，总氮总磷测定仪包括四向测定头37，四向测定头37的四周包括有四个测定部38，四个测定部38内均设有样品皿，样品皿敞开，样品皿敞开口处铺设橡胶垫；第四进水管34的一端连接进水导管22，第四进水管34的另一端连接于第四检测位36的上端，第四出水管35的一端连接于第四检测位36的下端，第四出水管35的另一端连接出水导管27，总氮总磷测定仪由定时检测控制模块控制，总氮总磷测定仪连接信号识别模块。第四进水管34将水注满整个第四检测位36，总氮总磷测定仪检测水中的总磷与总氮，检测完成后将水由第四出水管35排出，检测过程中不受其他因素的影响，检测效果显著。四个测定部38能够同时测定4组总磷总氮数据，总磷总氮测定仪平均4组测量数据，检测过程科学、合理，得到的总磷总氮含量更为精确。

监测模组能够实现定时监测水质的功能，定时检测控制模块中设置有监测频率，在需要监测时，定时检测控制模块打开电磁阀23，水通过注水管9、进水导管22进入到ph检测腔10、溶解氧检测腔11、悬浮物测定腔12、总氮总磷测定腔13内，在规定时间内完成水质检测作业；而后定时检测控制模块关闭电磁阀23，打开抽水泵40，将水从各个检测腔中抽走；待下次监测周期时，重复上述步骤，方便管理员实时掌握水库各个区域的水质情况。

在检测过程中，预先在定时检测控制模块中设置检测频率与单次检测时长s，如每周检测一次、每三天检测一次或每天检测一次等；设置完毕后，在进入检测时间段时，定时检测控制模块启动电磁阀23，水库水分别注入到ph检测腔10、溶解氧检测腔11、悬浮物测定腔12与总氮总磷测定腔13内；同时，各个检测腔内的检测元件开始检测作业；在检测s时间后检测完毕，检测结果传输至远程控制终端，此时定时检测控制模块关闭电磁阀23，开启抽水泵40，将水抽走；在下一个检测工作日时，再次重复上述过程即可。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。