CN106970196A - 一种风光互补型水质自动监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明之目的就是提供一种风光互补型水质自动监测装置，包括平台本体，平台本体的四角处分别装有支柱，平台本体的内部有空腔，空腔内装有蓄电池组和调控芯片，平台本体上装有太阳能电池，平台本体上表面装有风力发电装置，平台本体底部装有防水电机，防水电机与螺旋桨推进器、蓄电池组相连，平台本体四个侧面上装有水质传感器，平台本体四脚下面的支撑腿上均装有水质取样检测装置，第一支柱装有天线，第二支柱装有GPS导航定位仪，第三支柱装有向上的支杆，支杆顶部装有摄像头，第四支柱装有风力传感器，平台本体的底部前端经连接杆装有声纳；本发明结构简单，使用方便，节能环保，有效利用光能、风能，提高检测效率，经济和社会效益显著。

Description

一种风光互补型水质自动监测装置
技术领域
本发明涉及水质检测，特别是一种风光互补型水质自动监测装置。
背景技术
我国水资源短缺问题日益严重，人均水资源占有量远低于世界平均水平。各地水资源分布不均，北方和西部由于自然因素长期地域性缺水，而水资源相对丰富的南方却因人为的水环境污染出现水质性缺水，严重影响人类的生存和经济社会发展。面对水污染问题的严峻形势，必须采取有力措施，加强水环境的保护和治理，除从根本上控制污染源外，更要加强对水环境的监测工作。传统的水质监测过程，通常是在水域内放置多个固定的检测装置，进行定点检测，随机性大，可靠性不高，面积大的水域需要检测不同水域的水质情况，需要的设备更多，工作量更大，装置的投放和回收往往需要借助其他设备，工作效率低下；已有的自动型水质监测装置也含有成本高、设备过于笨重、可工作时间短、方向转变困难、取样装置过于复杂等缺点。因此，研发一种成本低、智能化程度高、工作效率高、适用范围广、可以进行长时间和远距离监测的水质设备是一个急需解决的问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种风光互补型水质自动监测装置，可有效解决已有的自动型水质检测装置成本高、设备笨重、工作效率低、结构复杂、使用不方便的问题。
本发明解决的技术方案是，包括包括平台本体，平台本体的四角处分别装有竖直向上的第一支柱、第二支柱、第三支柱和第四支柱，平台本体的内部有空腔，空腔内装有蓄电池组和调控芯片，平台本体上表面上装有太阳能电池，太阳能电池经导线与蓄电池组输入端相连，平台本体上表面的中央位置装有风力发电装置，风力发电装置经导线与蓄电池组输入端相连，平台本体底部向下装有防水电机，防水电机与均布在平台本体四个侧面下部的台螺旋桨推进器、蓄电池组相连，平台本体四个侧面上装有至少一个水质传感器，平台本体四脚下面的支撑腿上均装有水质取样检测装置，第一支柱的顶部装有天线，第二支柱的顶部装有GPS导航定位仪，第三支柱的顶部底座上装有向上的支杆，支杆顶部装有摄像头，第四支柱的顶部装有风力传感器，平台本体的底部前端经连接杆装有声纳，所述水质传感器接调控芯片的PAO、PA1脚，风力传感器接调控芯片的PA2、PA3脚，水质取样检测装置接调控芯片的PA4、PA5脚，天线接调控芯片的PA6、PA7脚，风力发电装置接调控芯片的PC11、PC12脚，防水电机接调控芯片25的PC6-PC9脚，声纳接调控芯片的PC4、PC5脚，蓄电池组接调控芯片的Vref+、Vref-脚，GPS导航定位仪接调控芯片的PA9、PA10脚，摄像头接调控芯片的PC14、PC15脚，构成自动监测结构。
本发明结构简单，使用方便，节能环保，可以有效利用光能、风能，无需在水质正常水域泊位进行检测，大大提高了检测效率，经济和社会效益显著。
附图说明
图1为本发明的立体结构图；
图2为本发明的剖面图；
图3为本发明的水质取样检测装置的结构示意图；
图4为本发明的电路连接关系图。
具体实施方式
以下结合附图对发明的具体实施方式做详细说明。
如图1-图4所示，本发明包括平台本体1，平台本体1的四角处分别装有竖直向上的第一支柱20、第二支柱3、第三支柱13和第四支柱8，平台本体1的内部有空腔26，空腔26内装有蓄电池组24和调控芯片25，平台本体1上表面上装有太阳能电池2，太阳能电池2经导线与蓄电池组24输入端相连，平台本体1上表面的中央位置装有风力发电装置，风力发电装置经导线与蓄电池组24输入端相连，平台本体1底部向下装有防水电机14，防水电机14与均布在平台本体1四个侧面下部的4台螺旋桨推进器15、蓄电池组24相连，平台本体1四个侧面上装有至少一个水质传感器19，平台本体1四脚下面的支撑腿上均装有水质取样检测装置18，第一支柱20的顶部装有天线21，第二支柱3的顶部装有GPS导航定位仪22，第三支柱13的顶部底座11上装有向上的支杆12，支杆12顶部装有摄像头10，第四支柱8的顶部装有风力传感器9，平台本体1的底部前端经连接杆23装有声纳17，所述水质传感器19接调控芯片25的PAO、PA1脚，风力传感器9接调控芯片25的PA2、PA3脚，水质取样检测装置18接调控芯片25的PA4、PA5脚，天线21接调控芯片25的PA6、PA7脚，风力发电装置接调控芯片25的PC11、PC12脚，防水电机14接调控芯片25的PC6-PC9脚，声纳17接调控芯片25的PC4、PC5脚，蓄电池组24接调控芯片25的Vref+、Vref-脚，GPS导航定位仪22接调控芯片25的PA9、PA10脚，摄像头10接调控芯片25的PC14、PC15脚，构成自动监测结构。
为了保证使用效果和使用方便，
所述的平台本体1为方形。
所述空腔26上装有带锁的可开关的门27。
所述的螺旋桨推进器15上罩有防护网16。
所述调控芯片25型号为STM32F103的ARM微控制器。
所述蓄电池组24为36V/12安•时锂电池。
所述太阳能电池2为24V/100W薄膜电池。
所述的风力发电装置包括置于平台本体1中心的底座4，底座4上垂直装有立杆5，立杆5的上端装有风力发电机6，风力发电机6上装有风向标7，风力发电机6接调控芯片25的PC11、PC12端，构成风力发电结构。
所述水质取样检测装置18包括圆柱形本体18-2，圆柱形本体18-2内部有蓄水腔18-1，圆柱形本体18-2内部固定有支撑杆18-3，支撑杆18-3上装有防水型水质检测传感器18-4，圆柱形本体18-2上装有机械手18-5，且圆柱形本体18-2经机械手18-5铰接在平台本体1上，防水型水质检测传感器18-4接调控芯片25的PA4、PA5脚。
所述摄像头10为全景摄像头。
本发明具体使用时，将浊度、PH等多种水质要素的正常水平信息输入调控芯片，将平台投放到水体内，启动防水电机，在螺旋桨推进器的推动下，平台到达检测水域，若水质水平超出正常范围，水质传感器自动反馈信号，调控芯片收到信号后调控机械手取样，水质检测传感器进行水质检测，将结果通过导线传递给调控芯片，调控芯片根据检测结果自动划定污染等级，然后将结果传送到基站，即可继续进行后续的水质监测，无需在水质正常水域泊位进行检测，大大提高了检测效率。
本发明与现有技术相比具有以下有益技术效果：
1、每个螺旋桨推进器都罩有防护网，防止水体内垃圾、水草等的干扰，防止对鱼等水生生物造成伤害。
2、空腔上装有带锁的可开关的门，便于对空腔内的蓄电池组、调控芯片进行检查与维修。
3、太阳能电池为薄膜电池，以减轻平台整体的质量。
4、所述的天线可以进行数据传输，实现平台的远程调控和通讯，并能将检测结果发送到基站。
5、所述的GPS导航定位仪对平台进行导航与定位。
6、所述的摄像头为全景摄像头，可对平台周围环境情况和平台进行监测。
7、所述的风力传感器检测风速，反馈风速信息，传输到调控芯片，调控芯片调控风力发电机的折叠与展开，当风速大于1.2米/秒、小于7米/秒时调控芯片调节风力发电机叶片6、尾翼7展开，进行发电。
8、所述的声纳可以测出平台到达的水域的深度，并探测平台运行中的障碍物,防止与障碍物相撞对平台造成损坏。
9、本发明可以有效利用光能、风能，无需在水质正常水域泊位进行检测，大大提高了检测效率；质量较轻，一人即可完成平台的投放与回收；智能化程度较高，属于全自动检测型产品；取样装置相对简单；调控芯片可根据检测到的水质结果随时调整行进方向；采用以太阳能和风能为主、蓄电池组为辅的复合供能系统，可以进行长时间和远距离的检测。本发明是水质检测设备的创新，经济和社会效益显著。

Claims (10)

1.一种风光互补型水质自动监测装置，包括平台本体（1），其特征是：平台本体（1）的四角处分别装有竖直向上的第一支柱（20）、第二支柱（3）、第三支柱（13）和第四支柱（8），平台本体（1）的内部有空腔（26），空腔（26）内装有蓄电池组（24）和调控芯片（25），平台本体（1）上表面上装有太阳能电池（2），太阳能电池（2）经导线与蓄电池组（24）输入端相连，平台本体（1）上表面的中央位置装有风力发电装置，风力发电装置经导线与蓄电池组（24）输入端相连，平台本体（1）底部向下装有防水电机（14），防水电机（14）与均布在平台本体（1）四个侧面下部的4台螺旋桨推进器（15）、蓄电池组（24）相连，平台本体（1）四个侧面上装有至少一个水质传感器（19），平台本体（1）四脚下面的支撑腿上均装有水质取样检测装置（18），第一支柱（20）的顶部装有天线（21），第二支柱（3）的顶部装有GPS导航定位仪（22），第三支柱（13）的顶部底座（11）上装有向上的支杆（12），支杆（12）顶部装有摄像头（10），第四支柱（8）的顶部装有风力传感器（9），平台本体（1）的底部前端经连接杆（23）装有声纳（17），所述水质传感器（19）接调控芯片（25）的PA0、PA1脚，风力传感器（9）接调控芯片（25）的PA2、PA3脚，水质取样检测装置（18）接调控芯片（25）的PA4、PA5脚，天线（21）接调控芯片（25）的PA6、PA7脚，风力发电装置接调控芯片（25）的PC11、PC12脚，防水电机（14）接调控芯片（25）的PC6-PC9脚，声纳（17）接调控芯片（25）的PC4、PC5脚，蓄电池组（24）接调控芯片（25）的Vref+、Vref-脚，GPS导航定位仪（22）接调控芯片（25）的PA9、PA10脚，摄像头（10）接调控芯片（25）的PC14、PC15脚，构成自动监测结构。
2.根据权利要求1所述的风光互补型水质自动监测装置，其特征是：所述的平台本体（1）为方形。
3.根据权利要求1所述的风光互补型水质自动监测装置，其特征是：所述空腔（26）上装有带锁的可开关的门（27）。
4.根据权利要求1所述的风光互补型水质自动监测装置，其特征是：所述的螺旋桨推进器（15）上罩有防护网（16）。
5.根据权利要求1所述的风光互补型水质自动监测装置，其特征是：所述调控芯片（25）型号为STM32F103的ARM微控制器。
6.根据权利要求1所述的风光互补型水质自动监测装置，其特征是：所述蓄电池组（24）为36V/12安•时锂电池。
7.根据权利要求1所述的风光互补型水质自动监测装置，其特征是：所述太阳能电池（2）为24V/100W薄膜电池。
8.根据权利要求1所述的风光互补型水质自动监测装置，其特征是：所述的风力发电装置包括置于平台本体（1）中心的底座（4），底座（4）上垂直装有立杆（5），立杆（5）的上端装有风力发电机（6），风力发电机（6）上装有风向标（7），风力发电机（6）接调控芯片（25）的PC11、PC12端，构成风力发电结构。
9.根据权利要求1所述的风光互补型水质自动监测装置，其特征是：所述水质取样检测装置（18）包括圆柱形本体（18-2），圆柱形本体（18-2）内部有蓄水腔（18-1），圆柱形本体（18-2）内部固定有支撑杆（18-3），支撑杆（18-3）上装有防水型水质检测传感器（18-4），圆柱形本体（18-2）上装有机械手（18-5），且圆柱形本体（18-2）经机械手（18-5）铰接在平台本体（1）上，防水型水质检测传感器（18-4）接调控芯片（25）的PA4、PA5脚。
10.根据权利要求1所述的风光互补型水质自动监测装置，其特征是：所述摄像头（10）为全景摄像头。
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