一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型,包含数据处理终端，以及与数据处理终端连接的用于采集养殖水体水质多个参数的数据采集终端；所述数据采集终端包含重金属检测模块、pH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块、微控制器模块、数据传输模块和电源模块；所述重金属检测模块、pH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块、数据传输模块和电源模块分别与微控制器模块连接，通过数据存储模块实时存储微控制器模块发送检测指令并处理水质的各项检测参数及根据四波段半分析模型结合各参数的反演过程。
【专利说明】
一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种参数反演养殖水体水质质量数据采集及处理系统，尤其涉及一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型，属于数据采集及处理领域。
【背景技术】
[0002]水质监测是水质评价与水污染防治的主要依据，随着水体污染问题的日渐严重，水质监测成为社会经济可持续发展必须解决的重大问题。因此，快捷准确的水质监测就显得尤为重要。遥感技术的出现和发展，给水质的监测评价提供了新的机遇与选择。水环境遥感是以遥感技术为依托，通过分析水体反射、吸收和散射太阳辐射能而形成的光谱特征与水质参数浓度之间的关系，建立水质参数反演算法实现的。利用卫星遥感信息进行大面积范围内水体重要污染物质的空间分布及动态的定量分析，能够在一定程度上弥补常规采样观测时空间隔大且费时费力的缺陷和困难，可以反映水质在空间和时间上的分布和变化情况，发现一些常规方法难以揭示的污染源和污染物迀移特征，具有监测范围广、速度快、成本低和便于进行长期动态监测的优势。因此，应用遥感技术进行水质机理研究，进而研究水资源的合理利用和保护，已引起各国的日益关注，成为当前国际、国内遥感界的研究热点和难点之一。
[0003]养殖用水由于受到人类活动以及其它因素的影响，造成进入水体的物质超过了水体自净能力，导致水质恶化，影响到水体用途。其中主要的污染物有:重金属污染物，非金属无机有毒污染物，有毒有机物，耗氧有机物，酸、碱污染物，这些都会严重影响养殖业的发展。鉴于此，业界开发了多种水质检测设备，但是此类设备的综合检测能力往往不足，检测参数
[0004]较为单一，且数据不利于传送。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是针对【背景技术】的不足提供了一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型。
[0006]本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案
[0007]—种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型，包含数据处理终端，以及与数据处理终端连接的用于采集养殖水体水质多个参数的数据采集终端;所述数据采集终端包含重金属检测模块、pH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块、微控制器模块、数据传输模块和电源模块;所述重金属检测模块、PH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块、数据传输模块和电源模块分别与微控制器模块连接;所述数据处理终端包含处理器模块以及与其连接的显示模块、时钟模块、数据存储模块和数据收发模块。
[0008]作为本实用新型一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型的进一步优选方案，所述微控制器模块和处理器模块均采用AVR系列单片机。
[0009]作为本实用新型一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型的进一步优选方案，所述重金属检测模块包含光源和光电传感器，所述光源和电源模块连接，所述光电传感器与微控制器模块连接。
[0010]作为本实用新型一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型的进一步优选方案，所述电导率检测模块采用CCT-8301A电导率检测仪。
[0011]作为本实用新型一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型的进一步优选方案，所述溶解氧检测模块采用芯片型号为499AD0的溶解氧传感器。
[0012]作为本实用新型一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型的进一步优选方案，所述ORP检测模块采用芯片型号为0RP-412的ORP测定仪。
[0013]作为本实用新型一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型的进一步优选方案，所述PH检测模块采用芯片型号为pH170的pH测定仪。
[0014]作为本实用新型一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型的进一步优选方案，所述数据传输模块和数据收发模块均采用GPRS无线数据传输模块。
[0015]作为本实用新型一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型的进一步优选方案，所述显示模块采用IXD显示屏。
[0016]作为本实用新型一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型的进一步优选方案，所述时钟模块的芯片型号为PCF8563。
[0017]本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
[0018]1、本实用新型集多功能检测于一体，一台仪器能检测多种参数，应用方便，二是方便测量信号的统一引出处理，三是提高了溶液或水质的分析精度，另外也大大提高了传感器的性价比；
[0019]2、本实用新型还设有时钟模块和数据存储模块，通过数据存储模块实时存储微控制器模块发送检测指令并处理水质的各项检测参数及根据四波段半分析模型结合各参数的反演过程，进而完成参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型通过时钟模块实时记录存储，有效地避免因机器故障带来的数据丢失。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的系统结构图；
[0021 ]图2是本实用新型数据采集终端的结构框图；
[0022]图3是本实用新型数据处理终端的结构框图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明:
[0024]【具体实施方式】如下:
[0025]如图1所示，一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型，包含数据处理终端，以及与数据处理终端连接的用于采集养殖水体水质多个参数的数据采集终端;如图2所示，所述数据采集终端包含重金属检测模块、pH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块、微控制器模块、数据传输模块和电源模块;所述重金属检测模块、PH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块、数据传输模块和电源模块分别与微控制器模块连接；
[0026]如图3所示，所述数据处理终端包含处理器模块以及与其连接的显示模块、时钟模块、数据存储模块和数据收发模块。
[0027]其中，所述微控制器模块和处理器模块均采用AVR系列单片机，所述重金属检测模块包含光源和光电传感器，所述光源和电源模块连接，所述光电传感器与微控制器模块连接，所述电导率检测模块采用CCT-8301A电导率检测仪，所述溶解氧检测模块采用芯片型号为499AD0的溶解氧传感器，所述ORP检测模块采用芯片型号为0RP-412的ORP测定仪，所述pH检测模块采用芯片型号为PH170的pH测定仪，所述数据传输模块和数据收发模块均采用GPRS无线数据传输模块，所述显示模块采用LCD显示屏，所述时钟模块的芯片型号为PCF8563。
[0028]所述重金属检测模块，用于利用不同光波检测水质中的重金属含量;所述pH检测模块，用于检测水质的PH值;所述ORP检测模块，用于检测水质的氧化性;所述电导率检测模块，用于检测水质的硬化度与矿化度;所述溶解氧检测模块，用于检测水质的溶解氧的含量;温度检测模块，用于检测水质的温度;微控制器模块，用于发送检测指令并处理水质的各项检测参数。
[0029]其中，AVR单片机具有预取指令功能，即在执行一条指令时，预先把下一条指令取进来，使得指令可以在一个时钟周期内执行;多累加器型，数据处理速度快;AVR单片机具有32个通用工作寄存器，相当于有32条立交桥，可以快速通行；中断响应速度快。AVR单片机有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断;AVR单片机耗能低。对于典型功耗情况，WDT关闭时为ΙΟΟηΑ，更适用于电池供电的应用设备;有的器件最低1.8 V即可工作;AVR单片机保密性能好。
[0030]具体工作流程如下:
[0031]所述重金属检测模块、pH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块实时将采集水质的各项参数上传至微控制器模块，微控制器模块经过数据传输模块传输至数据处理模块;所述数据处理模块经过建立四波段半分析模型结合数据采集模块的重金属检测模块、PH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块实时将采集水质的各项参数，进而完成水质各项参数的反演;进而通过数据存储模块实时存储处理器模块的处理结果，时钟模块用于实时记录处理器模块的的工作时间，所述显示模块用于实时显示采集水质的各项参数以及水质各项参数的反演。
[0032]本实用新型集多功能检测于一体，一台仪器能检测多种参数，应用方便，二是方便测量信号的统一引出处理，三是提高了溶液或水质的分析精度，另外也大大提高了传感器的性价比；本实用新型还设有时钟模块和数据存储模块，通过数据存储模块实时存储微控制器模块发送检测指令并处理水质的各项检测参数，通过时钟模块实时记录存储时间，有效地避免因传感器故障带来的数据丢失。所述数据处理模块经过建立四波段半分析模型结合数据采集模块的重金属检测模块、PH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块实时将采集水质的各项参数，进而完成水质各项参数的反演;通过数据存储模块实时存储微控制器模块发送检测指令并处理水质的各项检测参数及根据四波段半分析模型结合各参数的反演过程，进而完成参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型通过时钟模块实时记录存储，有效地避免因机器故障带来的数据丢失。
[0033]本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0034]以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
【主权项】
1.一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型，其特征在于:包含数据处理终端，以及与数据处理终端连接的用于采集养殖水体水质多个参数的数据采集终端;所述数据采集终端包含重金属检测模块、PH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块、微控制器模块、数据传输模块和电源模块;所述重金属检测模块、PH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块、数据传输模块和电源模块分别与微控制器模块连接;所述数据处理终端包含处理器模块以及与其连接的显示模块、时钟模块、数据存储模块和数据收发模块。2.根据权利要求1所述的一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型，其特征在于:所述微控制器模块和处理器模块均采用AVR系列单片机。3.根据权利要求1所述的一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型，其特征在于:所述重金属检测模块包含光源和光电传感器，所述光源和电源模块连接，所述光电传感器与微控制器模块连接。4.根据权利要求1所述的一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型，其特征在于:所述电导率检测模块采用CCT-8301A电导率检测仪。5.根据权利要求1所述的一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型，其特征在于:所述溶解氧检测模块采用芯片型号为499AD0的溶解氧传感器。6.根据权利要求1所述的一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型，其特征在于:所述ORP检测模块采用芯片型号为0RP-412的ORP测定仪。7.根据权利要求1所述的一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型，其特征在于:所述PH检测模块采用芯片型号为pH170的pH测定仪。8.根据权利要求1所述的一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型，其特征在于:所述数据传输模块和数据收发模块均采用GPRS无线数据传输模块。9.根据权利要求1所述的一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型，其特征在于:所述显示模块采用IXD显示屏。10.根据权利要求1所述的一种通过多参数反演养殖水体水质质量的四波段半分析模型，其特征在于:所述时钟模块的芯片型号为PCF8563。
【文档编号】G01N33/18GK205484315SQ201620295133
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】朱奎, 魏亚东, 李康
【申请人】南京鱼博士智能科技有限公司