CN107045004A - 一种分体式参数水质监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分体式多参数水质监测系统，其包括至少一个智能传感装置及监控主机，每一个智能传感装置包括传感壳体、终端处理器、LORA采集器、传感电源供应器及多个数字传感器，终端处理器、LORA采集器及传感电源供应器设置于传感壳体内，LORA采集器及传感电源供应器连接终端处理器，多个数字传感器插设于终端处理器，并分别对不同的水质参数进行采集；监控主机包括柜体、控制器、LORA集中器、DTU集中器及监控电源供应器，控制器、LORA集中器、DTU集中器及监控电源供应器设置于柜体内，LORA集中器、DTU集中器及监控电源供应器连接控制器，控制器更包括触摸屏，触摸屏嵌设于柜体的表面，其中LORA采集器与LORA集中器连结，DTU集中器与远程服务器连结。
Description
技术领域
本发明涉及一种水质信息在线监测的技术领域，尤其涉及一种用于监测地表水、城市供水的水源取水口的水质、城市工水管网出厂水与管网末稍水水质的分体式多参数水质监测系统。
背景技术
水是生命之源，是生活的必需品，但是随着环境污染日趋严重，健康饮水正面临着严重的考验，对于建立系统的水质监测网络的需求日益迫切。
目前，国内水质监测主要还是依靠实验室检测，检测周期长，水样干扰因素多。市场上的水质监测设备装置以单参数为主，一个测量电极配套一台分析仪；多参数监测装置即把多套单参数监测装置整合到一个柜体，体积大，集成度低，虽然数据能在同一画面显示，但是传感器的参数设置还需要通过各个分析仪操作，操作繁琐，可扩展性差；传感器、分析仪、人机界面之间均通过有线连接，监测点布置的局限性较多。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种分体式多参数水质监测系统。
为了解决上述技术问题，本申请揭示了一种分体式多参数水质监测系统，其特征在于，包括至少一个智能传感装置及监控主机，每一个智能传感装置包括传感壳体、终端处理器、LORA采集器、传感电源供应器及多个数字传感器，所述终端处理器、LORA采集器及传感电源供应器设置于所述传感壳体内，所述LORA采集器及传感电源供应器连接所述终端处理器，所述多个数字传感器插设于所述终端处理器，并分别对不同的水质参数进行采集；所述监控主机包括柜体、控制器、LORA集中器、DTU集中器及监控电源供应器，所述控制器、LORA集中器、DTU集中器及监控电源供应器设置于所述柜体内，所述LORA集中器、DTU集中器及监控电源供应器连接所述控制器，所述控制器更包括触摸屏，所述触摸屏嵌设于所述柜体的表面，其中所述LORA采集器与LORA集中器连结，所述DTU集中器与远程服务器连结。
根据本申请的一实施方式，上述终端处理器具有多个接口，每一个数字传感器具有接头，所述每一个数字传感器的接头插设于对应的所述接口，所述接头为四芯防水接头。
根据本申请的一实施方式，上述LORA采集器具有LORA采集器天线，所述LORA采集器天线设置于所述传感壳体外；所述LORA集中器具有LORA集中器天线，所述DTU集中器具有DTU集中器天线，所述LORA集中器天线及DTU集中器设置于所述柜体外。
根据本申请的一实施方式，上述传感电源供应器包括充电电池，所述充电电池通过太阳能板或市电进行充电。
根据本申请的一实施方式，上述每一个数字传感器包括测量电极、数字处理芯片、信号调理电路及模数转换电路。
根据本申请的一实施方式，上述DTU集中器通过GPRS网络或CDMA网络连结所述远程服务器。
根据本申请的一实施方式，上述DTU集中器更包括GPS模块，其通过基站定位、GPS或北斗导航系统获取所述监控主机的位置信息。
根据本申请的一实施方式，上述触摸屏设定所述智能感测装置的启动间隔、采集窗口时间、延时关闭时间及各水质参数的警报上下限值。
根据本申请的一实施方式，上述监控主机更包括声光警报器，所述声光警报器连接所述控制器。
与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：
本申请的分体式多参数水质监测系统的智能传感装置与监控主机分离设置，智能传感装置能布置于任何水质采样点，适用范围广。终端处理器的多个接口通用，可插设监测不同水质参数的多个数字传感器，同一个智能传感装置能同时监测多个水质参数的数据采集，模块化处理，组合灵活。监控主机使用LORA集中器，LORA集中器建立星形网路，如此监控主机可同时与多个智能传感装置连结，扩展性高，成本低。监控主机同时支持数据远传与本地存储，在DTU集中器因某些原因与远程服务器断开连接时，也能保持数据的完整性，可靠性高。智能传感装置的传感电源供应器使用充电电池供电，其每一个数字传感器的开启与关闭时间可控制的，采集周期也可控制，实现低功耗。
附图说明
图1为本申请一实施方式的分体式多参数水质监测系统的框图。
图2为本申请一实施方式的智能传感装置的示意图。
图3为本申请一实施方式的终端处理器的示意图。
图4为本申请一实施方式的监视主机的示意图。
具体实施方式
以下将以图式揭露本申请的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本申请。也就是说，在本申请的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
关于本文中所使用之“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本申请，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已。
请参阅图1、图2、图3及图4，其是本申请一实施方式的分体式多参数水质监测系统1的框图、智能传感装置10的示意图、终端处理器101的示意图及监视主机11的示意图；如图所示，本申请提供一种分体式多参数水质监测系统1，分体式多参数水质监测系统1包括至少一个智能传感装置10及监控主机11，每一个智能传感装置10包括传感壳体100、终端处理器101、LORA采集器102、传感电源供应器103及多个数字传感器104。终端处理器101、LORA采集器102及传感电源供应器103设置于传感壳体100内，终端处理器101具有多个接口1011，并分别从传感壳体100的多个孔洞1001露出，LORA采集器102及传感电源供应器103连接终端处理器101，LORA采集器102具有LORA采集器天线1021，LORA采集器天线1021设置于传感壳体100外，传感电源供应器103包括充电电池，可通过太阳能板或市电对充电电池进行充电。多个数字传感器104分别具有接头1041，每一个数字传感器104的接头1041插设于终端处理器101的对应接口1011，以电性连接终端处理器101，其中每一个数字传感器104的接头1041为四芯防水接头，防水等级为IP68。多个数字传感器104分别对不同的水质参数进行采集，水质参数包括水质的温度、溶解氧、pH、余氯、浊度或其他水质参数。每一个数字传感器104包括测量电极、数字处理芯片、信号调理电路及模数转换电路，采Modbus协议，输出信号为RS-485。
监控主机11包括柜体110、控制器111、LORA集中器112、DTU集中器113及监控电源供应器114，控制器111、LORA集中器112、DTU集中器113及监控电源供应器114设置于柜体110内，LORA集中器112、DTU集中器113及监控电源供应器114连接控制器111，LORA集中器112具有LORA集中器天线1121，DTU集中器113具有DTU集中器天线1131，LORA集中器天线1121及DTU集中器天线1131设置于柜体110外。本实施方式的控制器111更包括触摸屏1111，触摸屏1111嵌设于柜体110的表面。其中LORA集中器112所建立的网路为星型网路，可同时连结至少一个智能传感装置10；DTU集中器113支持全网通模式，并通过GPRS网路或CDMA网路等移动网路与远端服务器通讯，DTU集中器113包括GPS模块，可通过基站定位、GPS或北斗导航系统获取监控主机11的位置信息。
本申请的分体式多参数水质监测系统1的设置方法，先根据应用场景设定欲监测的多个水质参数，并选出可监测多个水质参数的多个数字传感器104，且将多个数字传感器104插设于终端处理器101。接著将智能传感装置10的多个数字传感器104置入标准液中，通过监控主机11的控制器111对每一个数字传感器104进行标定。然后将智能传感装置10安装于水质采样点，监控主机11安装于距离智能传感装置10五公里以内的现场监测站内。接著通过触摸屏1111设定智能感测装置10的启动间隔、采集窗口时间、延时关闭时间及各水质参数的警报上下限值。其中采集窗口时间的设定，控制对应的数字传感器104开启和关闭时间，降低功耗。然后设定DTU集中器的波特率、数据位、校验位、远程服务器的IP地址(域名)、端口号及获取监控主机11的定位信息的间隔。另通过指示灯判断DTU集中器是否与远程服务器建立连接和数据传输。经上述完成分体式多参数水质监测系统1的设置。当分体式多参数水质监测系统1设置完成后，可通过高精度的手持式测量仪测量水质采样点的水质，与监控主机11的触摸屏1111上的数据进行对比，并通过触摸屏1111对智能传感装置10的每一个数字传感器104进行微调修正。
当本申请的分体式多参数水质监测系统1进行监测时，每一个数字传感器104产生欲监测的水质参数的数字量，并将欲监测的水质参数的数字量传输至终端处理器101，终端处理器101对每一个数字传感器104所产生的数字量进行计算，产生多个水质参数采集数据。终端处理器101再对每一个水质参数采集数据进行转换、封装及存储。
智能传感装置10的LORA采集器102与监控主机11的LORA集中器112连结，使用者通过触摸屏1111分别输入控制每一个数字传感器104的开关命令及采集命令，控制器111通过LORA集中器112传输每一个数字传感器104的开关命令及采集命令至LORA采集器102，LORA采集器102将终端处理器101的多个水质参数采集数据传输至监控主机11的控制器111，控制器111对每一个水质参数采集数据进行解析及处理。当智能传感装置10不断地产生2多个水质参数采集数据，控制器111纪录每一个水质参数采集数据，以于触摸屏1111上显示每一个水质参数的实时数据、历史数据、实时曲线及历史曲线，使用者可通过触摸屏1111进行实施数据查询及历史数据查询，并可将实时数据、历史数据、实时曲线或/及历史曲线生成报表打印，也可外接储存装置，定期导出实时数据及历史数据，实现本地长期存储数据的作用。此外，当水质参数采集数据超过预定的报警上下限值时，触摸屏1111会显示报警信息，使用者可于触摸屏1111上查看报警信息，本申请的监控主机11更包括声光报警器115，声光报警器115连接控制器111，当水质参数采集数据超过预定的报警上下限值时，控制器111产生报警信息，声光报警器115根据报警信息进行现场报警，使用者可通过触摸屏1111确认报警信息停止声光报警器115的现场报警，控制器111也会存储报警信息。最后DTU集中器将每一个数字传感器104的采集数据及监控主机11的位置信息上传至远程服务器。
本申请的分体式多参数水质监测系统1也可设置多个智能传感装置10，多个智能传感装置10的多个数字传感器104可同时监测不相同的多种水质参数，或者在监测站周围五公里内的区域中设置多个智能传感装置10，每一个智能传感装置10监测相同的多个水质参数。LORA集中器112所建立的网路为星型网路，可同时连结多个智能传感装置10。
综上所述，本申请的一或多个实施方式中，本申请的分体式多参数水质监测系统的智能传感装置与监控主机分离设置，智能传感装置能布置于任何水质采样点，适用范围广。终端处理器的多个接口通用，可插设监测不同水质参数的多个数字传感器，同一个智能传感装置能同时监测多个水质参数的数据采集，模块化处理，组合灵活。监控主机使用LORA集中器，LORA集中器建立星形网路，如此监控主机可同时与多个智能传感装置连结，扩展性高，成本低。监控主机同时支持数据远传与本地存储，在DTU集中器因某些原因与远程服务器断开连接时，也能保持数据的完整性，可靠性高。智能传感装置的传感电源供应器使用充电电池供电，其每一个数字传感器的开启与关闭时间可控制的，采集周期也可控制，实现低功耗。
上所述仅为本申请的实施方式而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种分体式多参数水质监测系统，其特征在于，包括至少一个智能传感装置及监控主机，每一个智能传感装置包括传感壳体、终端处理器、LORA采集器、传感电源供应器及多个数字传感器，所述终端处理器、LORA采集器及传感电源供应器设置于所述传感壳体内，所述LORA采集器及传感电源供应器连接所述终端处理器，所述多个数字传感器插设于所述终端处理器，并分别对不同的水质参数进行采集；所述监控主机包括柜体、控制器、LORA集中器、DTU集中器及监控电源供应器，所述控制器、LORA集中器、DTU集中器及监控电源供应器设置于所述柜体内，所述LORA集中器、DTU集中器及监控电源供应器连接所述控制器，所述控制器更包括触摸屏，所述触摸屏嵌设于所述柜体的表面，其中所述LORA采集器与LORA集中器连结，所述DTU集中器与远程服务器连结。
2.根据权利要求1所述的分体式多参数水质监测系统，其特征在于，所述终端处理器具有多个接口，每一个数字传感器具有接头，所述每一个数字传感器的接头插设于对应的所述接口，所述接头为四芯防水接头。
3.根据权利要求1所述的分体式多参数水质监测系统，其特征在于，所述LORA采集器具有LORA采集器天线，所述LORA采集器天线设置于所述传感壳体外；所述LORA集中器具有LORA集中器天线，所述DTU集中器具有DTU集中器天线，所述LORA集中器天线及DTU集中器设置于所述柜体外。
4.根据权利要求1所述的分体式多参数水质监测系统，其特征在于，所述传感电源供应器包括充电电池，所述充电电池通过太阳能板或市电进行充电。
5.根据权利要求1所述的分体式多参数水质监测系统，其特征在于，所述每一个数字传感器包括测量电极、数字处理芯片、信号调理电路及模数转换电路。
6.根据权利要求1所述的分体式多参数水质监测系统，其特征在于，所述DTU集中器通过GPRS网络或CDMA网络连结所述远程服务器。
7.根据权利要求1所述的分体式多参数水质监测系统，其特征在于，所述DTU集中器更包括GPS模块，其通过基站定位、GPS或北斗导航系统获取所述监控主机的位置信息。
8.根据权利要求1所述的分体式多参数水质监测系统，其特征在于，所述触摸屏设定所述智能感测装置的启动间隔、采集窗口时间、延时关闭时间及各水质参数的警报上下限值。
9.根据权利要求1所述的分体式多参数水质监测系统，其特征在于，所述监控主机更包括声光警报器，所述声光警报器连接所述控制器。
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