CN104483461A - 一种水质三维立体监测装置 - Google Patents

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陈英义
于辉辉
李源
李翠丽
李道亮
高亮亮
郭承坤
屠星月
薛佳妮
魏晓华
孙敏
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Abstract

本发明公开了一种水质三维立体监测装置，包括监测数据分析显示单元和无线物联网监测单元、监测机械单元；所述无线物联网监测单元采集数据，并将采集的数据传递给所述监测数据分析显示单元进行分析和显示；所述监测机械单元包括横向机械臂、纵向机械臂、滑动连接件；所述无线物联网监测单元的传感器固定于纵向机械臂上；所述横向机械臂与纵向机械臂通过滑动连接件连接，所述滑动连接件沿所述横向机械臂滑动，所述纵向机械臂在竖直方向运动，从而改变所述传感器的位置。本发明解决了传统采集方式位置固定无法灵活变动的问题，同时解决了水质多参数采集的问题，对养殖水质规律研究、水质预测预警及指导饲料投喂、疾病防治、养殖技术等具有重要意义。

Description

一种水质三维立体监测装置
技术领域
本发明涉及水质监测技术领域，更具体涉及一种水质三维立体监测装置。
背景技术
池塘水产养殖是我国一种主要的养殖模式，近年来养殖规模逐渐扩大。在池塘水产养殖过程中，池塘水质优劣是影响水产动物生长、繁殖等生命活动的重要因素，养殖水质的恶化是诱导水产品大量死亡和疾病暴发的首要因素，因此研究养殖水体变化规律实现水质参数的预测预警对提高养殖产量和指导池塘养殖生产具有重要作用。
目前，由于我国的水产养殖水体监测点位置相对固定、监测参数单一，无法获取全面有效的水质数据，导致了对池塘养殖水体的整体变化规律研究不足，无法实现对水质恶化情况的预测预警。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何解决现有水质参数监测中测量位置固定，无法灵活变动的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水质三维立体监测装置，包括监测数据分析显示单元和无线物联网监测单元，还包括监测机械单元；
所述无线物联网监测单元用于采集数据，并将采集的数据传递给所述监测数据分析显示单元，所述监测数据分析显示单元将接收的数据进行分析和显示；
所述监测机械单元包括横向机械臂、纵向机械臂以及滑动连接件；所述无线物联网监测单元的传感器固定于所述纵向机械臂上；所述横向机械臂与纵向机械臂通过所述滑动连接件连接，并且所述滑动连接件沿所述横向机械臂滑动，所述纵向机械臂在竖直方向运动，从而改变所述传感器的位置。
优选地，所述横向机械臂通过旋转连接件与外部支架连接，同时所述旋转连接件实现所述横向机械臂绕所述支架旋转。
优选地，所述监测机械单元还包括运动控制器，所述滑动连接件内置无线接收器，用于接收所述运动控制器下发的控制指令，从而控制所述滑动连接件在所述横向机械臂的位置或纵向机械臂在竖直方向的位置。
优选地，所述控制指令由所述监测数据分析显示单元下发给所述运动控制器。
优选地，所述运动控制器包括位置控制按钮，用于发送所述控制指令。
优选地，所述无线物联网监测单元包括至少一个传感器和无线数据采集器，所述无线数据采集器收集所述传感器检测的数据，并把收集的数据传递给所述监测数据分析显示单元。
优选地，所述传感器为多个，分别用来检测溶解氧、pH、电导率、叶绿素、浊度、水温、亚硝酸盐、氨氮、大气压、风向、风速以及水位。
优选地，所述监测数据分析显示单元包括分析子单元以及显示子单元；
所述分析子单元将采集到的数据进行单参数和多参数的关系分析，其为神经网络、遗传算法以及粒子群算法的集成，实现水质恶化的预警。
优选地，所述显示子单元设置三维成像接口，用于将得到的数据进行三维图像显示。
优选地，所述装置还包括电源单元，其包括锂电池和直流电源，用于为所述无线采集器、传感器、运动控制器以及无线接收器进行供电。
优选地，所述横向机械臂长10米，所述纵向机械臂长3米。
(三)有益效果
本发明提供了一种水质三维立体监测装置，所述装置的监测机械单元可实现水质参数多方位采集，解决了传统采集方式位置固定无法灵活变动的问题；所述装置的无线物联网监测单元实现了水质多参数同时采集，解决了水质多参数采集的问题；监测数据分析显示单元通过对水质参数数据的分析处理，实现对水质恶化情况的预测预警，同时三维展示水质参数的变化规律，对养殖水质规律研究、水质预测预警及指导饲料投喂、疾病防治、养殖技术等具有重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明的一种水质三维立体监测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
图1为本发明的一种水质三维立体监测装置的结构示意图；所述装置包括监测数据分析显示单元10和无线物联网监测单元，还包括监测机械单元；所述无线物联网监测单元用于采集数据，并将采集的数据传递给所述监测数据分析显示单元10，所述监测数据分析显示单元将接收的数据进行分析和显示。所述监测机械单元包括横向机械臂2、纵向机械臂3以及滑动连接件5；所述无线物联网监测单元的传感器8固定于所述纵向机械臂3的一端；所述横向机械臂2与纵向机械臂3通过滑动连接件5连接，并且所述滑动连接件沿所述横向机械臂滑动，所述纵向机械臂在竖直方向运动，从而改变所述传感器的位置。优选地，所述横向机械臂长10米，所述纵向机械臂长3米。
所述滑动连接件5由钢材做成，可实现横向机械臂和纵向机械臂的平面旋转。
所述监测机械单元还包括运动控制器6，所述滑动连接件5内置无线接收器，用于接收所述运动控制器6下发的控制指令，从而控制所述滑动连接件在所述横向机械臂的位置或纵向机械臂在竖直方向的位置。所述控制指令由所述监测数据分析显示单元下发给所述运动控制器6，实现所述监测机械单元与所述监测数据分析单元的无线连接，其连接可采用GPRS模块实现，亦或是其他无线网络实现。所述运动控制器还包括位置控制按钮，用于发送所述控制指令，所述运动控制器采用22V电源进行供电。
所述无线物联网监测单元包括至少一个传感器8和无线数据采集器7，所述无线数据采集器7收集所述传感器8检测的数据，并把收集的数据以无线的方式传递给所述监测数据分析显示单元。所述传感器为15个，分别用来检测溶解氧、pH、电导率、叶绿素、浊度、水温、亚硝酸盐、氨氮、大气压、风向、风速以及水位。多个所述传感器8均固定于所述纵向机械臂上，并位于所述纵向机械臂3的一端；所述无线数据采集器固定于所述纵向机械臂3的另一端。
本发明的装置中，监测机械单元可实现水质参数多方位采集，解决了传统采集方式位置固定无法灵活变动的问题；所述装置的无线物联网监测单元实现了水质多参数同时采集，解决了水质多参数采集的问题；监测数据分析显示单元通过对水质参数数据的分析处理，实现对水质恶化情况的预测预警，同时三维展示水质参数的变化规律，对养殖水质规律研究、水质预测预警及指导饲料投喂、疾病防治、养殖技术等具有重要意义。
所述监测数据分析显示单元10包括分析子单元以及显示子单元；所述分析子单元将采集到的数据进行单参数和多参数的关系分析，其为神经网络、遗传算法以及粒子群算法的集成，实现水质恶化的预警。所述显示子单元设置三维成像接口，可根据移动监测点的信息，实现不同参数的池塘三维水体特征专题图像的三维显示。
本发明的装置还包括电源单元，其包括锂电池和直流电源，用于为所述无线采集器、传感器、运动控制器以及无线接收器进行供电。
本发明的装置在所述横向机械臂的一端设置旋转连接件4，用于将本发明的装置固定于支架1上，所述旋转连接件4使横向机械臂可绕所述支架1旋转；所述支架1的底部位为三角支架，材质为钢材，防腐蚀。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种水质三维立体监测装置，包括监测数据分析显示单元和无线物联网监测单元，其特征在于，还包括监测机械单元；
所述无线物联网监测单元用于采集数据，并将采集的数据传递给所述监测数据分析显示单元，所述监测数据分析显示单元将接收的数据进行分析和显示；
所述监测机械单元包括横向机械臂、纵向机械臂以及滑动连接件；所述无线物联网监测单元的传感器固定于所述纵向机械臂上；所述横向机械臂与纵向机械臂通过所述滑动连接件连接，并且所述滑动连接件沿所述横向机械臂滑动，所述纵向机械臂在竖直方向运动，从而改变所述传感器的位置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述横向机械臂通过旋转连接件与外部支架连接，同时所述旋转连接件实现所述横向机械臂绕所述支架旋转。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述监测机械单元还包括运动控制器，所述滑动连接件内置无线接收器，用于接收所述运动控制器下发的控制指令，从而控制所述滑动连接件在所述横向机械臂的位置或纵向机械臂在竖直方向的位置。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制指令由所述监测数据分析显示单元下发给所述运动控制器。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述运动控制器包括位置控制按钮，用于发送所述控制指令。
6.根据权利要求1至5任一项所述的装置，其特征在于，所述无线物联网监测单元包括至少一个传感器和无线数据采集器，所述无线数据采集器收集所述传感器检测的数据，并把收集的数据传递给所述监测数据分析显示单元。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述传感器为多个，分别用来检测溶解氧、pH、电导率、叶绿素、浊度、水温、亚硝酸盐、氨氮、大气压、风向、风速以及水位，并且所述传感器均固定于所述纵向机械臂上。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述监测数据分析显示单元包括分析子单元以及显示子单元；
所述分析子单元将采集到的数据进行单参数和多参数的关系分析，其为神经网络、遗传算法以及粒子群算法的集成，实现水质恶化的预警。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述显示子单元设置三维成像接口，用于将得到的数据进行三维图像显示。
10.根据权利要求7至9任一项所述的装置，其特征在于，还包括电源单元，其包括锂电池和直流电源，用于为所述无线采集器、传感器、运动控制器以及无线接收器进行供电。
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