CN107036651A - 一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统 - Google Patents

一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统 Download PDF

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张红艳
付晓忠
曹国明
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Abstract

本发明公开了一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统,包括远程收发控制端以及多个检测子系统,检测子系统包括:微处理器、水质检测单元、降水检测单元、摄像装置及太阳能供电装置;微处理器通过无线收发模块一与远程收发控制端连接。本发明能够自动采集各个检测点的水文水资源的PH值、粒度值、电导率值、溶解氧浓度值、氯离子浓度值、水流流速值、水位值以及各个检测点降雨时的雨量值、风速风向值、视频图像信号,并通过无线网络的方式传输到远程收发控制端,同时具备相应的报警功能。本发明能够对水文水资源进行全方位的监测,全面掌握水资源是否受污染以及受污染的程度,并能够通过无线网络在远程收发控制端对整个检测系统进行升级。

Description

一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统
技术领域
本发明属于水资源监测领域,具体涉及一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统。
背景技术
水是关系人类生存和社会发展的基本物质,是一种有限的、不可替代的宝贵资源,是实现经济社会可持续发展的重要保证。目前,随着湖泊、河流和沿海流域经济的快速发展、人口的迅速增长,水库、湖泊、河流和海洋等水质污染和富营养化问题日益严重,在国家可持续发展战略思想思路的引导下,人们也越来越重视水资源的保护及水质的监测。
现有的水文水资源监测主要还停留在人工取样的方式进行,通过人工检测设备对水质进行采样,进行人工分析后得出结论并记录,这种方式不仅工作量大、费时费力,而且检测的数据较为有限、不够全面,准确度较低,在记录过程中不可避免的会出现人为操作导致的错误,不方便监管部门的管理和统计。
目前虽然也有一些水文水资源自动化监测系统,主要由传感系统,采集传输系统,以及监测系统组成。其中采集传输系统又是最为核心的部分,它包含了数据的采集分析,各种功能的设计以及通信协议的设计,起到到承上启下的纽带作用,但是由于各个项目要求不同,所处的环境各异,每套系统需根据项目功能不同,环境要求不同专门定制。使得设备在项目实施和设备使用过程中,可能会存在一些bug,或者业主方提出新的要求,需要单独进行修改,十分麻烦。为了解决这些问题,通常需要修复和升级系统软件,一般的方式是派技术人员在检测点现场工作或者将设备返厂,而技术人员需要携带大量专业仪器去现场施工,非常耗费人力物力。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题,提供一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统,能够对水文水资源进行全方位的监测,全面掌握水资源是否受污染以及受污染的程度,并随时将检测数据发送给远程收发控制端,并能够通过无线网络在远程收发控制端对整个检测系统进行升级,以便于研究人员更好的掌握水文水资源状况。
本发明的技术方案是:一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统,包括远程收发控制端以及多个位于不同水文水资源的检测点的与远程收发控制端无线通讯连接的检测子系统,各个检测子系统包括:微处理器、水质检测单元、降水检测单元、摄像装置以及太阳能供电装置;所述微处理器通过无线收发模块一与远程收发控制端无线通讯连接;所述太阳能供电装置与微处理器电连接;所述水质检测单元用于实时采集检测点水质的PH值、粒度值、电导率值、溶解氧浓度值以及氯离子浓度值,并将所采集各值实时发送给所述微处理器;所述降水检测单元用于实时采集检测点的水流流速值、水位值、降雨时的雨量值以及风速风向值,并将所采集各值实时发送给所述微处理器;所述摄像装置用于实时采集检测点的视频图像,并将视频图像信号实时发送给所述微处理器;所述微处理器用于实时接收所述水质检测单元所发送的PH值、粒度值、电导率值、溶解氧浓度值以及氯离子浓度值,并发送给无线收发模块一,微处理器同时将所接收到的各值与所设定的相应值进行实时比对,若所接收到的各值中的一个或多个值高于设定值,所述微处理器将向无线收发模块一发送水质检测异常的信号;所述微处理器还用于实时接收所述降水检测单元所发送的水流流速值、水位值、降雨时的雨量值以及风速风向值,并发送给无线收发模块一,微处理器同时将所接收到的水流流速值、水位值、降雨时的雨量值以及风速风向值中的各值与所设定的相应值进行实时比对,若所接收到的各值中的一个或多个值高于设定值,所述微处理器将向无线收发模块一发出降水检测异常的信号;所述微处理器还用于实时接收摄像装置实时采集的检测点处的视频图像信号,并将视频图像信号实时发送给所述无线收发模块一;所述无线收发模块一用于实时接收所述微处理器发送来的PH值、粒度值、电导率值、溶解氧浓度值以及氯离子浓度值,并发送给所述远程收发控制端;所述无线收发模块一还用于接收所述微处理器发送来的水质检测异常的信号,并发送给所述远程收发控制端;所述无线收发模块一还用于实时接收所述微处理器发送来的水流流速值、水位值、降雨时的雨量值以及风速风向值,并发送给所述远程收发控制端;所述无线收发模块一还用于接收所述微处理器发送来的降水检测异常的信号,并发送给所述远程收发控制端;所述无线收发模块一还用于实时接收所述微处理器发送来的视频图像信号,并发送给所述远程收发控制端。
较佳地,所述微处理器还信号连接有用于采集检测点处的地理位置的GPS模块,所述GPS模块将地理位置信号发送给微处理器,微处理器将所述地理位置信号发送给所述无线收发模块一,无线收发模块一将所接收到的地理位置信号发送给所述远程收发控制端。
较佳地,所述水质检测单元包括分别与所述微处理器信号连接的用于实时采集检测点水质的氯离子浓度值的氯离子传感器、用于实时采集检测点水质的溶解氧浓度值的溶解氧传感器、用于实时采集检测点水质的电导率值的电导率传感器、用于实时采集检测点水质的粒度值的粒度分析仪以及用于实时采集检测点水质的PH值的PH值传感器。
较佳地,所述降水检测单元包括分别与所述微处理器信号连接的用于实时采集检测点的水流流速值的流速计、用于实时采集检测点的水位值的水位传感器、用于实时采集检测点降雨时的雨量值的雨量计以及用于实时采集检测点处风速风向值的风速风向计。
较佳地,所述摄像装置包括摄像机以及云台,所述摄像机设于云台上,摄像机和云台分别与微处理器信号连接。
较佳地,所述远程收发控制端包括与每个检测点的无线收发模块一无线通讯连接的无线收发模块二,无线收发模块二与移动终端以及远程主机分别信号连接;远程主机与报警装置信号连接;所述无线收发模块二用于实时接收无线收发模块一所发送来的PH值、粒度值、电导率值、溶解氧浓度值、氯离子浓度值、水流流速值、水位值、降雨时的雨量值、风速风向值以及视频图像信号,并发送给所述移动终端以及远程主机;所述无线收发模块二还用于接收无线收发模块一所发送来的水质检测异常的信号、降水检测异常的信号,并发送给所述远程主机;所述远程主机根据所接收到的水质检测异常的信号或降水检测异常的信号向报警装置发送相应的报警指令使报警装置报警。
较佳地,所述太阳能供电装置包括太阳能电池板以及蓄电池,所述太阳能电池板与蓄电池电连接,所述微处理器与蓄电池通过电源开关电连接。
较佳地,所述微处理器是型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器或MSP430单片机。
较佳地,所述无线收发模块一以及无线收发模块二是3G、4G无线通信模块或WIFI模块。
较佳地,所述微处理器还分别信号连接有用于采集检测点水温的温度传感器、用于采集检测点空气温湿度的温湿度传感器;所述温度传感器、温湿度传感器分别将各自所检测到的参数信号发送给微处理器;微处理器将所述各参数信号发送给无线收发模块一;无线收发模块一再将所接收到的各参数信号发送给所述远程收发控制端。
本发明的有益效果:本发明提供了一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统,能够自动采集各个检测点的水文水资源的PH值、粒度值、电导率值、溶解氧浓度值、氯离子浓度值、水流流速值、水位值以及各个检测点降雨时的雨量值、风速风向值、视频图像信号,并通过无线网络的方式传输到远程收发控制端,同时具备相应的报警功能。同时通过远程收发控制端以及无线收发模块能够对整个检测系统进行升级。因此,本发明能够对水文水资源进行全方位的监测,全面掌握水资源是否受污染以及受污染的程度,并随时将检测数据发送给远程收发控制端,并能够通过无线网络在远程收发控制端对整个检测系统进行升级,以便于研究人员更好的掌握水文水资源状况。
附图说明
图1是本发明的一个检测子系统与远程收发控制端的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的一个具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1所示,本实施例提供了一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统,包括远程收发控制端以及多个位于不同水文水资源的检测点的与远程收发控制端无线通讯连接的检测子系统,各个检测子系统包括:微处理器、水质检测单元、降水检测单元、摄像装置以及太阳能供电装置;所述微处理器通过无线收发模块一与远程收发控制端无线通讯连接;所述太阳能供电装置与微处理器电连接;所述水质检测单元用于实时采集检测点水质的PH值、粒度值、电导率值、溶解氧浓度值以及氯离子浓度值,并将所采集各值实时发送给所述微处理器;所述降水检测单元用于实时采集检测点的水流流速值、水位值、降雨时的雨量值以及风速风向值,并将所采集各值实时发送给所述微处理器;所述摄像装置用于实时采集检测点的视频图像,并将视频图像信号实时发送给所述微处理器;所述微处理器用于实时接收所述水质检测单元所发送的PH值、粒度值、电导率值、溶解氧浓度值以及氯离子浓度值,并发送给无线收发模块一,微处理器同时将所接收到的各值与所设定的相应值进行实时比对,若所接收到的各值中的一个或多个值高于设定值,所述微处理器将向无线收发模块一发送水质检测异常的信号;所述微处理器还用于实时接收所述降水检测单元所发送的水流流速值、水位值、降雨时的雨量值以及风速风向值,并发送给无线收发模块一,微处理器同时将所接收到的水流流速值、水位值、降雨时的雨量值以及风速风向值中的各值与所设定的相应值进行实时比对,若所接收到的各值中的一个或多个值高于设定值,所述微处理器将向无线收发模块一发出降水检测异常的信号;所述微处理器还用于实时接收摄像装置实时采集的检测点处的视频图像信号,并将视频图像信号实时发送给所述无线收发模块一;所述无线收发模块一用于实时接收所述微处理器发送来的PH值、粒度值、电导率值、溶解氧浓度值以及氯离子浓度值,并发送给所述远程收发控制端;所述无线收发模块一还用于接收所述微处理器发送来的水质检测异常的信号,并发送给所述远程收发控制端;所述无线收发模块一还用于实时接收所述微处理器发送来的水流流速值、水位值、降雨时的雨量值以及风速风向值,并发送给所述远程收发控制端;所述无线收发模块一还用于接收所述微处理器发送来的降水检测异常的信号,并发送给所述远程收发控制端;所述无线收发模块一还用于实时接收所述微处理器发送来的视频图像信号,并发送给所述远程收发控制端。
进一步地,所述微处理器还信号连接有用于采集检测点处的地理位置的GPS模块,所述GPS模块将地理位置信号发送给微处理器,微处理器将所述地理位置信号发送给所述无线收发模块一,无线收发模块一将所接收到的地理位置信号发送给所述远程收发控制端。
进一步地,所述水质检测单元包括分别与所述微处理器信号连接的用于实时采集检测点水质的氯离子浓度值的氯离子传感器、用于实时采集检测点水质的溶解氧浓度值的溶解氧传感器、用于实时采集检测点水质的电导率值的电导率传感器、用于实时采集检测点水质的粒度值的粒度分析仪以及用于实时采集检测点水质的PH值的PH值传感器。
进一步地,所述降水检测单元包括分别与所述微处理器信号连接的用于实时采集检测点的水流流速值的流速计、用于实时采集检测点的水位值的水位传感器、用于实时采集检测点降雨时的雨量值的雨量计以及用于实时采集检测点处风速风向值的风速风向计。
进一步地,所述摄像装置包括摄像机以及云台,所述摄像机设于云台上,摄像机和云台分别与微处理器信号连接。
进一步地,所述远程收发控制端包括与每个检测点的无线收发模块一无线通讯连接的无线收发模块二,无线收发模块二与移动终端以及远程主机分别信号连接;远程主机与报警装置信号连接;所述无线收发模块二用于实时接收无线收发模块一所发送来的PH值、粒度值、电导率值、溶解氧浓度值、氯离子浓度值、水流流速值、水位值、降雨时的雨量值、风速风向值以及视频图像信号,并发送给所述移动终端以及远程主机;所述无线收发模块二还用于接收无线收发模块一所发送来的水质检测异常的信号、降水检测异常的信号,并发送给所述远程主机;所述远程主机根据所接收到的水质检测异常的信号或降水检测异常的信号向报警装置发送相应的报警指令使报警装置报警。
进一步地,所述太阳能供电装置包括太阳能电池板以及蓄电池,所述太阳能电池板与蓄电池电连接,所述微处理器与蓄电池通过电源开关电连接。
进一步地,所述微处理器是型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器或MSP430单片机。
进一步地,所述无线收发模块一以及无线收发模块二是3G、4G无线通信模块或WIFI模块。
进一步地,所述微处理器还分别信号连接有用于采集检测点水温的温度传感器、用于采集检测点空气温湿度的温湿度传感器;所述温度传感器、温湿度传感器分别将各自所检测到的参数信号发送给微处理器;微处理器将所述各参数信号发送给无线收发模块一;无线收发模块一再将所接收到的各参数信号发送给所述远程收发控制端。
综上所述,本发明提供了一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统,能够自动采集各个检测点的水文水资源的PH值、粒度值、电导率值、溶解氧浓度值、氯离子浓度值、水流流速值、水位值以及各个检测点降雨时的雨量值、风速风向值、视频图像信号,并通过无线网络的方式传输到远程收发控制端,同时具备相应的报警功能。同时通过远程收发控制端以及无线收发模块能够对整个检测系统进行升级。因此,本发明能够对水文水资源进行全方位的监测,全面掌握水资源是否受污染以及受污染的程度,并随时将检测数据发送给远程收发控制端,并能够通过无线网络在远程收发控制端对整个检测系统进行升级,以便于研究人员更好的掌握水文水资源状况。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例,但是,本发明实施例并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统,其特征在于,包括远程收发控制端以及多个位于不同水文水资源的检测点的与远程收发控制端无线通讯连接的检测子系统,各个检测子系统包括:微处理器、水质检测单元、降水检测单元、摄像装置以及太阳能供电装置;所述微处理器通过无线收发模块一与远程收发控制端无线通讯连接;所述太阳能供电装置与微处理器电连接;
所述水质检测单元用于实时采集检测点水质的PH值、粒度值、电导率值、溶解氧浓度值以及氯离子浓度值,并将所采集各值实时发送给所述微处理器;
所述降水检测单元用于实时采集检测点的水流流速值、水位值、降雨时的雨量值以及风速风向值,并将所采集各值实时发送给所述微处理器;
所述摄像装置用于实时采集检测点的视频图像,并将视频图像信号实时发送给所述微处理器;
所述微处理器用于实时接收所述水质检测单元所发送的PH值、粒度值、电导率值、溶解氧浓度值以及氯离子浓度值,并发送给无线收发模块一,微处理器同时将所接收到的各值与所设定的相应值进行实时比对,若所接收到的各值中的一个或多个值高于设定值,所述微处理器将向无线收发模块一发送水质检测异常的信号;所述微处理器还用于实时接收所述降水检测单元所发送的水流流速值、水位值、降雨时的雨量值以及风速风向值,并发送给无线收发模块一,微处理器同时将所接收到的水流流速值、水位值、降雨时的雨量值以及风速风向值中的各值与所设定的相应值进行实时比对,若所接收到的各值中的一个或多个值高于设定值,所述微处理器将向无线收发模块一发出降水检测异常的信号;所述微处理器还用于实时接收摄像装置实时采集的检测点处的视频图像信号,并将视频图像信号实时发送给所述无线收发模块一;
所述无线收发模块一用于实时接收所述微处理器发送来的PH值、粒度值、电导率值、溶解氧浓度值以及氯离子浓度值,并发送给所述远程收发控制端;所述无线收发模块一还用于接收所述微处理器发送来的水质检测异常的信号,并发送给所述远程收发控制端;所述无线收发模块一还用于实时接收所述微处理器发送来的水流流速值、水位值、降雨时的雨量值以及风速风向值,并发送给所述远程收发控制端;所述无线收发模块一还用于接收所述微处理器发送来的降水检测异常的信号,并发送给所述远程收发控制端;所述无线收发模块一还用于实时接收所述微处理器发送来的视频图像信号,并发送给所述远程收发控制端。
2.如权利要求1所述的一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统,其特征在于,所述微处理器还信号连接有用于采集检测点处的地理位置的GPS模块,所述GPS模块将地理位置信号发送给微处理器,微处理器将所述地理位置信号发送给所述无线收发模块一,无线收发模块一将所接收到的地理位置信号发送给所述远程收发控制端。
3.如权利要求1所述的一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统,其特征在于,所述水质检测单元包括分别与所述微处理器信号连接的用于实时采集检测点水质的氯离子浓度值的氯离子传感器、用于实时采集检测点水质的溶解氧浓度值的溶解氧传感器、用于实时采集检测点水质的电导率值的电导率传感器、用于实时采集检测点水质的粒度值的粒度分析仪以及用于实时采集检测点水质的PH值的PH值传感器。
4.如权利要求1所述的一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统,其特征在于,所述降水检测单元包括分别与所述微处理器信号连接的用于实时采集检测点的水流流速值的流速计、用于实时采集检测点的水位值的水位传感器、用于实时采集检测点降雨时的雨量值的雨量计以及用于实时采集检测点处风速风向值的风速风向计。
5.如权利要求1所述的一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统,其特征在于,所述摄像装置包括摄像机以及云台,所述摄像机设于云台上,摄像机和云台分别与微处理器信号连接。
6.如权利要求1所述的一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统,其特征在于,所述远程收发控制端包括与每个检测点的无线收发模块一无线通讯连接的无线收发模块二,无线收发模块二与移动终端以及远程主机分别信号连接;远程主机与报警装置信号连接;所述无线收发模块二用于实时接收无线收发模块一所发送来的PH值、粒度值、电导率值、溶解氧浓度值、氯离子浓度值、水流流速值、水位值、降雨时的雨量值、风速风向值以及视频图像信号,并发送给所述移动终端以及远程主机;所述无线收发模块二还用于接收无线收发模块一所发送来的水质检测异常的信号、降水检测异常的信号,并发送给所述远程主机;所述远程主机根据所接收到的水质检测异常的信号或降水检测异常的信号向报警装置发送相应的报警指令使报警装置报警。
7.如权利要求1所述的一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统,其特征在于,所述太阳能供电装置包括太阳能电池板以及蓄电池,所述太阳能电池板与蓄电池电连接,所述微处理器与蓄电池通过电源开关电连接。
8.如权利要求1所述的一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统,其特征在于,所述微处理器是型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器或MSP430单片机。
9.如权利要求1所述的一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统,其特征在于,所述无线收发模块一以及无线收发模块二是3G、4G无线通信模块或WIFI模块。
10.如权利要求1所述的一种具备远程升级功能的水文水资源检测系统,其特征在于,所述微处理器还分别信号连接有用于采集检测点水温的温度传感器、用于采集检测点空气温湿度的温湿度传感器;所述温度传感器、温湿度传感器分别将各自所检测到的参数信号发送给微处理器;微处理器将所述各参数信号发送给无线收发模块一;无线收发模块一再将所接收到的各参数信号发送给所述远程收发控制端。
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