CN102628873A

CN102628873A - 水质监测无线报警与控制系统

Info

Publication number: CN102628873A
Application number: CN2012101124271A
Authority: CN
Inventors: 万平英; 方建军; 吴帆; 万平玉; 陈咏梅
Original assignee: Beijing Union University
Current assignee: Beijing Union University
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2012-08-08

Abstract

本发明公开了一种水质监测无线报警与控制系统，包括自动采样单片机电路、作为无线通讯模块的智能手机平台和手机终端；所述自动采样单片机电路包括自动采样装置和单片机；所述智能手机平台包括主控单片机、主控单片机连接的USB接口及USB接口上插接的无线报警、数据传送和反向无线控制的无线上网卡、主控单片机连接的显示器与键盘；所述自动采样单片机电路的单片机与主控单片机通过串行接口电路实现双向通信连接；所述手机终端为移动通信网络无线传送终端装置。本发明可以解决水质在线自动监测系统的使用成本大，以及传送的数据量大，网络资源占用量大等技术问题，使污废水非法排放监管能有效实施和推广。

Description

水质监测无线报警与控制系统

技术领域

本发明涉及一种水质监测、污废水排放监管技术及其设备。特别涉及一种用于污废水非法排放监管系统中的自动采样装置的远距离无线报警与控制系统。

背景技术

水质监测方式有人工采样送检、人工手持仪器监测、自动化仪器监测。监测手段从早期的定期、不定期检测发展到目前的连续不间断在线自动监测。人工采样送检和人工手持仪器监测及定期和不定期监测，其方法和手段简单，不能满足自动实时监测的需要。水质在线自动监测从监测方式和监测手段都是目前先进的监测技术，能实时、准确、可靠的得到被测区域的水质指标，它可应用于对江河、沟渠水质的监测，对水污染监管和对再生水的监测等。

水质在线自动监测系统可将监测数据通过网络传输到客户端或监测中心。但需要配备专门的数据采集与传输控制设备来完成对各部分的监控和数据采集。该设备由在线监测系统管理机和可编程控制器以及辅助设备组成，是工业级控制设备，成本较高。软件采用专门的在线监控组合软件、企业版点对点软件和监控平台软件。传送的数据量大，网络资源占用量大。因此，水质在线自动监测系统技术复杂、设备数量庞大，采集与传输数据量很大，成本也非常高。对于大型工程项目进行水质的连续自动监测和监控，达到及时掌握水体水质状况、监督排放达标情况等目的，是非常必要的。而在我国数量庞大的污水排放监管区域(尤其是经常有偷排的区域)安装不太现实也没必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种水质监测无线报警与控制系统，以解决水质在线自动监测系统的使用成本大，以及传送的数据量大，网络资源占用量大等技术问题，使污废水非法排放监管能有效实施和推广。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种水质监测无线报警与控制系统，包括自动采样单片机电路、作为无线通讯模块的智能手机平台和手机终端；所述自动采样单片机电路包括由传感器组与采样电路组成的自动采样装置和对自动采样装置管理与控制的单片机；所述智能手机平台包括对自动采样单片机电路的单片机实施管理、数据传送与控制的主控单片机、主控单片机通过USB接口上插接的无线报警、数据传送和反向无线控制的无线上网卡、对自动采样单片机电路的单片机修改参数设置、发送控制指令、设定终端手机号码的主控单片机显示器与键盘；所述自动采样单片机电路的单片机与主控单片机通过串行接口电路实现双向通信连接；所述手机终端为移动通信网络无线传送终端装置。

所述的一种水质监测无线报警与控制系统，主控单片机还连接音频接口、视频接口和以太网接口。

本发明的优点：

1、若用于与前述的在线自动监测采样装置中，即在自动采样装置中加入本发明的无线通信模块，配合手机终端使用，能使自动采样装置的功能增强，实用性提高，监测取样更具科学性；

2、本发明以最小的成本，实现了水质在线监测的双向通信功能，实现了远距离对在线自动监测采样机的反向设置与控制功能；

3、本发明无线通信模块植入自动采样装置中，通过该模块可对要检测的水体参数设定告警阈值、设定报警后采集样品的时间间隔，输入各种控制指令等；接收报警信息并以短消息的形式发送至环保工作人员手机，接收手机的各种命令并转换成自动采样机的指令并传送给自动采样机系统进行即时数据读取、采样、样品排空等各项控制；

4、本发明使设备投入最小化，灵活实用，节省人力物力，适合于环保监控部门的普及应用。

附图说明

图1是本发明的水质监测无线报警与控制系统电路原理框图。

图2是本发明的智能手机平台与自动采样单片机管理程序流程图。

图3是本发明的智能手机平台处理报警与控制部分程序流程图。

图4是本发明的无线通信网络和终端组成示意图。

具体实施方式

本发明的电路组成参见图1，包括自动采样单片机电路、作为无线通讯模块的智能手机平台和手机终端；所述自动采样单片机电路包括由传感器组与采样电路组成的自动采样装置和对自动采样装置管理与控制的单片机；所述智能手机平台包括对自动采样单片机电路的单片机实施管理、数据传送与控制的主控单片机、主控单片机的USB接口上插接的无线报警、数据传送和反向无线控制的无线上网卡、对自动采样单片机电路的单片机修改参数设置、发送控制指令的主控单片机显示器与键盘；所述自动采样单片机电路的单片机与主控单片机通过串行接口电路实现双向通信连接；所述手机终端为移动通信网络无线传送终端装置，包括手机或计算机。所述的一种水质监测无线报警与控制系统，主控单片机还包括音频接口、视频接口和以太网接口。

为了降低监管成本，进行有效的污水偷排放监管，在各排污口和在距离排污口较远的下游设置自动实时监测采样点，安装在线实时自动采样装置，一旦有污水偷排，采样装置就采集到有效的水样，并能及时通过移动通信网络无线传送(包括短信、3G数据网络)的方式告知环保工作人员，及时取走样品进行实验室精细检测，以便进一步的追查具体涉嫌排污企业，并为下一次采样做好准备。这样即便排污企业利用隐蔽排污口排污，或排污口的监采设备遭到人为破坏，都逃不掉监管部门的监管追责。

具体的检测与控制过程是，当检测到超限水体时，会自动启动采样装置采样，并通过无线通信模块将超标信息和采样时间、相关参数数据等报警信息传送到环保工作人员的手机上，工作人员可根据已接收到的信息作出判断，取回样品或是用手机控制自动采样装置倒掉样品、清洗容器等操作。在没有报警时，可以用手机发送短消息的方式远程控制通信模块读取在线的即时数据等操作控制。

还可增加摄像头，实现对水面污染程度的视频监控，对超标报警信息起到很好的辅助判断作用。

本发明的采样、报警控制程序流程参见图2、3。

图4为无线报警与控制系统在污水排放监管中的应用框图。自动采样装置安装上本发明的无线通信模块，与环保人员的手机一起，组成污水排放监管的无线报警与控制功能。传感器组拾取水体的实时数据送入决策控制系统，决策控制系统进行决策，根据报警阈值和决策算法得出是否需要采样和报警。若不满足超限条件，决策控制系统不发出控制指令；若满足超限条件，决策控制系统同时发出采样和报警控制指令，报警信息会自动通过无线通信模块以短消息的方式发给指定的手机，告知工作人员及时取走所采集的水样。工作人员也可通过手机读取被监测水体的参数，可对采样装置进行各种设置与控制。

本发明可应用于一般的水质监测系统中，也可应用于其它领域监测系统(如空气污染、河岸堆积的污染物等)的无线报警与控制，只要对应用软件作相应修改即可。

本发明与现有的在线监测的通信与控制技术的最大不同是：不需要专门的数据采集设备和复杂的网络设施及其终端设备，就能实现实时在线监测水样信息和报警信息传送与控制功能。当然，如有需要也可利用网络接口通过有线方式或无线方式借助计算机网络同时将水样信息和报警信息传至环保控制中心的服务器上，实现与计算机的通信和控制。

Claims

1.一种水质监测无线报警与控制系统，其特征在于，包括自动采样单片机电路、作为无线通讯模块的智能手机平台和手机终端；所述自动采样单片机电路包括由传感器组与采样电路组成的自动采样装置和对自动采样装置管理与控制的单片机；所述智能手机平台包括对自动采样单片机电路的单片机实施管理、数据传送与控制的主控单片机、主控单片机通过USB接口上插接的无线报警、数据传送和反向无线控制的无线上网卡、对自动采样单片机电路的单片机修改参数设置、发送控制指令、设定终端手机号码的主控单片机显示器与键盘；所述自动采样单片机电路的单片机与主控单片机通过串行接口电路实现双向通信连接；所述手机终端为移动通信网络无线传送终端装置。

2.根据权利要求1所述的一种水质监测无线报警与控制系统，其特征在于，主控单片机还连接音频接口、视频接口和以太网接口。