CN101430313A - 基于全球定位系统和通用分组无线业务的水质监测系统 - Google Patents

基于全球定位系统和通用分组无线业务的水质监测系统 Download PDF

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CN101430313A CNA2008102431995A CN200810243199A CN101430313A CN 101430313 A CN101430313 A CN 101430313A CN A2008102431995 A CNA2008102431995 A CN A2008102431995A CN 200810243199 A CN200810243199 A CN 200810243199A CN 101430313 A CN101430313 A CN 101430313A
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张健
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Abstract

本发明涉及一种基于全球定位系统和通用分组无线业务的水质监测系统,包括监控中心和置于受检测水域的检测设备,所述监控中心包括连接到以太网的服务器电脑、与服务器电脑连接的数据备份硬盘和通过网络连接到服务器电脑的人工坐席电脑,所述检测设备利用GPRS通信网络连接到以太网,然后通过以太网连接到服务器电脑。本发明能够连续、实时、远程、自动检测各水域水质状况,检测不限水域,监控区域广,监控密度高,且集成了GIS系统能够直观监控。

Description

基于全球定位系统和通用分组无线业务的水质监测系统
技术领域
本发明涉及一种基于全球定位系统(GPS)和通用分组无线业务(GPRS) 的水质监测系统,尤其是一种连续、实时、远程、自动检测各水域水质状况的 水质监测系统。 背景技术
目前,在实际工作中,水质监测的主要手段仍然是传统的实验室手工分析 方法,这种方法测试周期长、工作量大,不能实时监测水质参数。
现有技术主要注重于水质的检测手段,但未考虑增加位置信息及利用无线 技术传输多方位的检测结果由中心分析等。 发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种可以连续实时反应 个水域水质参数的系统,该系统可以每天24小时连续、实时、远程、自动检测 个水域水质状况,同时能自动处理,自动采样异常水样,异常报警提示,历史 数据记录。
按照本发明提供的技术方案, 一种基于全球定位系统和通用分组无线业务
的水质监测系统,包括监控中心和置于受检测水域的检测设备,其特征是:所 述监控中心包括连接到以太网的服务器电脑、与服务器电脑连接的数据备份硬 盘和通过网络连接到服务器电脑的人工坐席电脑,所述检测设备利用通用分组 无线业务通信网络连接到以太网,然后通过以太网连接到服务器电脑。
戶^述人工坐席电脑是若干台摆放于人工坐席的个人电脑,可由多名工作人 员进行操作。
所述检测设备包括定位装置、通信装置、微电脑芯片、传感装置和辅助设
备;所述定位装置包括GPS天线和GPS接收模块,所述GPS接收模块利用所 述GPS天线获取检测设备的所在位置;所述通信装置包括无线天线和无线通信 模块,所述无线通信模块利用所述无线天线将检测设备所获取的检测数据发送 至监控中心;所述微电脑芯片为所述检测设备提供自动化、智能化的检测功能; 所述传感装置包括精确采集水样参数的水质传感器和传感器清洁装置;所述辅 助设备包括太阳能电池、市电电源、固定检测设备于受检测水域的固定装置和 水样采集装置。
所述检测设备采用太阳能电池供电或市电供电。市电即通称的交流电(AC), 其频率可分为50HZ(赫兹)与60HZ(赫兹)两种,电压分布由100V〜240V, 一般都 是220V。所述检测设备具有扩展接口,用于增减传感器。所述水样采集装置接 收监控中心指令,在水质变化异常时采集水样。所述服务器电脑和人工坐席电 脑自动处理水样参数,自动备份数据于数据备份硬盘,在水质变化异常时自动 报警,运行有地理信息系统(GIS),直观显示水域水质情况。本发明解决的问题有:
1采用现场的微电脑和监控中心的电脑服务器组成的自动检测设备,解决 了实验室手工分析测试周期长、工作量大,不能随时检测的问题。
2采用太阳能电池供电,解决偏远水域普通设备无法检测的问题。 3采用高精度GPS定位系统,解决普通检测设备被人为移动,导致检测不 准确的问题。
4监控中心采用电脑处理数据,可按照监控人的要求输出各种报表,解决
人工数据处理繁杂和疏漏导致的数据不准确的问题。
5监控中心采用GIS系统,解决不能直观査看某水域水质的问题。 6采用水样采集装置,解决取证的问题。
本发明的优点如下:
1采集连续:采用电脑可以连续采集处理数据,可达到每一秒采集一组数 据的速度。
2检测自动化:采用自动化软件完成自动采集参数,自动采集水样,自动 备份数据,自动异常报警等功能。
3检测不限水域,监控区域广,监控密度高:无线通讯,太阳能供电,使 得各种水域都可检测。
4直观监控:监控中心的软件集成了 GIS系统,可以实时在地图上显示被 检测水域水质状况。 附图说明
图l是本发明结构图。
图2是检测设备组成图。 图3是检测设备的工作流程图。 图4是监控中心组成图。 具体实施方式
如图1所示:本发明包括监控中心B和置于受检测水域的检测设备A,所
述监控中心包括连接到以太网的服务器电脑1、与服务器电脑1连接的数据备份
硬盘2和通过网络连接到服务器电脑1的人工坐席电脑3,所述检测设备A利 用覆盖范围广阔的GPRS通信网络连接到以太网,然后通过以太网连接到服务 器电脑l,基于GSM (全球移动通讯系统)的GPRS网络信号强度好,覆盖范 围广阔,为各种水域的远程监控提供可靠保障。
如图2所示,检测设备A包括定位装置、通信装置、微电脑芯片、传感装 置和辅助设备;所述定位装置包括GPS天线和GPS接收模块,用于获取检测设 备A的所在位置;所述通信装置包括GPRS天线和GPRS通信模块,用于将检 测设备A所获取的检测数据发送至监控中心B;所述微电脑芯片为所述检测设 备A提供自动化、智能化的检测功能;所述传感装置包括精确采集水样参数的 水质传感器和传感器清洁装置;所述辅助设备包括太阳能电池、市电电源、固 定检测设备A于受检测水域的固定装置和水样采集装置。自动化的水样采集装 置接收监控中心B指令,在水质变化异常时采集水样,以备日后检验。检测设备A集成了高精度的水质传感器,用于精确采集水样参数。水质传 感器可以采集需要的水质参数,如:溶解氧,浊度,电导率,温度,酸碱度, 氧化还原电位,铵氮,氨氮,硝氮,氯化物等。同时该检测设备有较高的扩展 性,可以按照需求增减传感器。检测设备A集成了设备集成了高精度的GPS定 位装置,可以获取设备的所在位置,使监控中心B可以监控设备是否被人为移 动。运行于检测设备A的微电脑芯片的软件,给设备提供自动化,智能化的检
测功能。检测设备的工作流程如图3所示。
(1) 检测GPS是否正常工作,不正常则向监控中心B报警,正常则进行 步骤(2)。
(2) 检测传感器是否正常工作,如没有正常工作则判断传感器是否污浊, 如污浊则清洗传感器,否则向监控中心B报警;如正常工作则进行步骤(3)。
(3) 检测是否有新GPS数据,没有则进行步骤(4),有则发送GPS位置 信息和当前时间到监控中心B并进行步骤(4)。
(4) 检测是否有新水质参数,没有则进行步骤(5),有则发送水质参数到 监控中心B并进行步骤(5)。
(5) 接收监控中心B的指令。
(6) 采集水样。如水样已满,则发送水样已满信号至监控中心B,否则重 复步骤(6)。
如图4所示,运行于服务器电脑1和人工坐席电脑3上的监控软件集成了 GIS系统,可以实时在地图上显示被检测水域水质状况。监控软件具有强大的数 据分析、备份、处理的能力,可减少人工工作压力,提高效率,降低人工失误。
本发明可用于,城市饮用水水源检测、工业用水水源检测、工业污水排放 监控、水产养殖业水域水质检测、自然江河湖泊水域水质检测等,其功能具体 描述如下:
实时采集:采用微控制器控制系统,实时采集水域的水质状况,使得监控 人可随时査看水域水质。
定点监控:系统集成了高精度的GPS接收系统,能实现定点检测功能,可
以避免人为挪动"设备",实现准确定点监控。
连续采集:系统可24小时不间断检测水质状况。
自动处理:系统强大的软件功能,实现水质参数的自动处理,报表输出,
数据备份等功能,各种分类的报表使得查看数据非常方便。
远程监控:通过基于GSM网络的GPRS通信功能,实现远程监控各个水域
的水质状况,无需到现场采集数据。
自动报警:系统可实现水质变化异常报警,设备挪动报警,和系统故障报
警等各种异常报警功能。
多点多区域检测:采用GPRS网络通信功能,使得系统可以随意多点检测,
检测点数目不受限。
不限地域监控:采用市电/太阳能可选的供电方式,使得偏远水域的检测更 方便。

Claims (6)

1、一种基于全球定位系统和通用分组无线业务的水质监测系统,包括监控中心(B)和置于受检测水域的检测设备(A),其特征是:所述监控中心包括连接到以太网的服务器电脑(1)、与服务器电脑(1)连接的数据备份硬盘(2)和通过网络连接到服务器电脑(1)的人工坐席电脑(3),所述检测设备(A)利用通用分组无线业务通信网络连接到以太网,然后通过以太网连接到服务器电脑(1)。
2、 如权利要求1所述的基于全球定位系统和通用分组无线业务的水质监测 系统,其特征是:所述检测设备(A)包括定位装置、通信装置、微电脑芯片、 传感装置和辅助设备;所述定位装置包括GPS天线和GPS接收模块,GPS接收 模块利用GPS天线获取检测设备(A)的所在位置;所述通信装置包括无线天 线和无线通信模块,无线通信模块利用无线天线将检测设备(A)所获取的检测 数据发送至监控中心(B);所述微电脑芯片为所述检测设备(A)提供自动化、 智能化的检测功能;所述传感装置包括精确采集水样参数的水质传感器和传感 器清洁装置;所述辅助设备包括太阳能电池、市电电源、固定检测设备(A)于 受检测水域的固定装置和水样采集装置。
3、 如权利要求2所述的基于全球定位系统和通用分组无线业务的水质监测 系统,其特征是:所述检测设备(A)采用太阳能电池供电或市电供电。
4、 如权利要求2所述的基于全球定位系统和通用分组无线业务的水质监测 系统,其特征是:所述检测设备(A)具有用于增减传感器的扩展接口。
5、 如权利要求2所述的基于全球定位系统和通用分组无线业务的水质监测 系统,其特征是:所述水样采集装置接收监控中心(B)指令,在水质变化异常 时采集水样。
6、 如权利要求1所述的基于全球定位系统和通用分组无线业务的水质监测 系统,其特征是:所述服务器电脑(1)和人工坐席电脑(3)自动处理水样参 数,自动备份数据于数据备份硬盘(2),在水质变化异常时自动报警,运行有 地理信息系统,直观显示水域水质情况。
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