CN111141335A - 水质监测设备和水质检测方法 - Google Patents

水质监测设备和水质检测方法 Download PDF

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CN111141335A CN202010114821.3A CN202010114821A CN111141335A CN 111141335 A CN111141335 A CN 111141335A CN 202010114821 A CN202010114821 A CN 202010114821A CN 111141335 A CN111141335 A CN 111141335A
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李秋梅
李显东
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Abstract

本发明提出了一种水质监测设备和水质检测方法，水质监测设备包括：浮动平台；第一推进器和第二推进器；检测水箱，内设有多个传感器；多个采样水箱；微控制器、视频采集装置、远程通信装置、工控机，均与交换机连接；存储装置和第一控制终端，均与工控机连接，其中，第一控制终端用于输入监测指令和/或接收监测数据。通过本发明的技术方案，能够在线远程控制水质监测设备移动，自动在水域的多个位置进行水质检测，还可以对检测后的水样进行留样，或者直接采集水样；检测结果可以实时传送给用户，或者留存在水质监测设备上，简化了水质检测的过程，节省了用户的时间，大幅降低了工作强度。

Description

水质监测设备和水质检测方法
技术领域
本发明涉及水质检测技术领域，具体而言，涉及一种水质监测设备和一种水质检测方法。
背景技术
目前有多种水质检测设备，如定点式、化学反应式等，大多功能单一，或需人工采样后通过试剂进行检测，或只能定点检测，检测过程繁琐，耗时长，工作强度大。
发明内容
本发明旨在至少改善现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种水质监测设备。
本发明的另一个目的在于提供一种水质检测方法。
为了实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种水质监测设备，包括：浮动平台；电机控制单元，包括相邻设置的第一推进器和第二推进器，第一推进器和第二推进器设于浮动平台的底部，第一推进器和第二推进器用于驱动浮动平台在水中移动；防水密封箱，设于浮动平台上；检测水箱，设于防水密封箱内，检测水箱内设有传感器组件，传感器组件用于检测水的参数；水管，检测水箱上连通有一个水管，检测水箱上的水管远离检测水箱的一端设有抽水口，抽水口设于浮动平台的底部；多个采样水箱，设于防水密封箱内，每个采样水箱与检测水箱之间连通有一个水管，采样水箱用于存储水样；微控制器，设于防水密封箱内，微控制器与电机控制单元以及传感器组件连接；视频采集装置、远程通信装置和交换机，远程通信装置和交换机均设于防水密封箱内，视频采集装置和远程通信装置均与交换机连接，交换机还与微控制器连接；远程通信装置包括路由器和网络对讲装置；工控机，与交换机连接，工控机用于控制水质监测设备的运行；存储装置，与工控机连接，存储装置用于存储视频采集装置采集的信息，以及存储传感器组件检测到的水的参数；电源部，用于为水质监测设备供电；工控机、存储装置、电源部均设于防水密封箱内；第一控制终端，与工控机连接，其中，第一控制终端用于输入监测指令和/或接收监测数据。
在该技术方案中，通过设置相邻的第一推进器和第二推进器，结构简单，易于生产和设计，可以推动水质监测设备在水域内移动，从而可以灵活地采集和检测水域内多个位置的水样，检测过程简单，不需要人工到现场取样和检测，工作强度低。
防水密封箱的设置，能够保护各种精密的检测部件，保证各部件工作的稳定性和可靠性。
采样水箱的设置，使得本发明的水质监测设备不仅能够进行现场检测，还可以将水样采集后待人工取回，从而进行一些不便于在现场执行的检测，有利于从更多角度分析水样，还可以通过留取的水样，在对现场检测结果有疑义时，进行复检，提升检测结果的准确性；另外，通过设置多个采样水箱，便于在同一水域的同一位置采集多个水样，以便于执行多项检测，或在同一水域的不同位置采集多个水样，以便于检测同一水域内的不同位置的水质，提升检测结果的丰富性和多样性，有利于用户更深入更准确地了解水域的水质情况，多个水箱的设置，还有利于减少人工取样次数，大幅降低工作强度。
多个采样水箱中，每个采样水箱与检测水箱之间单独有水管连通，这样使得各个采样水箱之间的取样互不干扰，避免各采样水箱之间的水样混合而影响检测结果。
通过设置视频采集装置，以及设置网络对讲装置，便于采集检测现场的视频、音频信息，为后续分析水质，提供更多参考，从而提升水质检测的客观性和可信度。
通过设置远程通信装置，并包括路由器和网络对讲装置，便于通过路由器连接远程终端，从而使用户可以在办公室操控水质监测设备，降低工作强度，提升水质监测的便利性和灵活性，还便于用户通过网络对讲装置，监听检测现场情况，以及通过网络对讲装置向检测现场喊话，使位于办公室内的用户能够和在现场的用户进行通话，或者向在现场的无关人员或动物喊话督促其离开，减少对水质检测的干扰或者对水质监测设备的破坏，从而提升水质监测设备使用的便利性、灵活性和安全性。
通过工控机的设置，既可以接收各种控制指令，根据控制指令实时移动水质监测设备，或者进行实时的水质检测或者采样等；又可以根据控制指令，按照控制指令中包含的检测次数、检测时间，自动地控制水质监测设备进行水质检测，从而便于对同一水域进行较为频繁的检测，或者有规律的检测，提升水质监测设备的自动化水平，降低工作强度。
通过设置存储装置，便于及时存储采集的视频信息、音频信息以及检测到的水的参数；通过电源部的设置，便于为水质监测设备提供移动的动力和检测用的电力，确保水质监测设备工作的持续性。
第一控制终端的设置，便于用户通过第一控制终端输入各种控制指令，以进行检测水质、移动设备等工作，还可以通过第一控制终端下载或接收监测数据，以便将监测数据带回办公室进行进一步分析。
在上述技术方案中，电机控制单元还包括：多个蠕动泵，每个水管上设有一个蠕动泵。
在上述技术方案中，电机控制单元还包括：第一电机，与第一推进器连接；第二电机，与第二推进器连接；多个第三电机，每个蠕动泵与一个第三电机连接；和/或抽水口设有过滤网。
在上述任一项技术方案中，传感器组件包括液位传感器，以及以下任意一种或几种传感器：电导传感器、溶氧传感器、酸碱度传感器、温度传感器和浊度传感器；每个采样水箱内设有一个液位传感器，每个液位传感器与微控制器连接。
在上述任一项技术方案中，视频采集装置包括：高清网络摄像机，防水密封箱具有多个侧壁，至少一个侧壁上设有高清网络摄像机；云台摄像机，设于防水密封箱的顶部，微控制器还用于控制云台摄像机的拍摄方向。
在上述任一项技术方案中，远程通信装置还包括：无线网桥，路由器为4G(the 4thgeneration mobile communication technology，第四代移动通信技术)路由器或5G(5thgeneration mobile networks，第五代移动通信技术)路由器。
在上述任一项技术方案中，第一控制终端包括：可充电便携式触摸显示器、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口、HDMI(High Definition MultimediaInterface，高清多媒体接口)接口和触摸板，第一控制终端通过USB接口或HDMI接口与工控机相连，或第一控制终端通过远程通信装置和交换机与工控机连接；和/或电源部包括依次连接的充电接口、充电模块、锂电池、稳压模块和电源输出接口；和/或水质监测设备还包括第二控制终端，第二控制终端通过远程通信装置与工控机连接。
本发明第二方面的技术方案提供了一种水质检测方法，用于上述第一方面中任一项技术方案的水质监测设备，包括：获取移动指令；根据移动指令，控制第一推进器和/或第二推进器移动水质监测设备；在移动至指定位置后，获取监测指令；根据监测指令，控制视频采集装置采集水质监测设备所处的环境图像，以及控制网络对讲装置，采集水质监测设备所处的环境中的声音；在采集环境图像和声音之后，获取检测指令；根据检测指令，控制第三电机驱动蠕动泵，向检测水箱内抽水；在检测水箱内的水位大于等于预设水位后，停止抽水；控制传感器组件检测水的参数，并发送参数信息；在检测完成后，控制第三电机驱动蠕动泵排水。
在该技术方案中，通过控制第一推进器和第二推进器驱动水质监测设备进行移动，这样便于根据具体需求，在水域的不同位置进行水质检测，减少人工取样和检测，降低工作强度；通过采集水质监测设备所处的环境的图像，以及环境中的声音，便于获取检测时的环境情况，为水质检测结果和分析提供更多的参考信息；通过控制第三电机驱动蠕动泵抽水，便于在水质监测设备在静止状态或运动状态都可以进行采样取样，实现检测；检测完成后，控制蠕动泵排水，便于减轻水质监测设备的重量，提升水质监测设备移动的顺畅度，降低第一推进器和第二推进器的负载，便于节能降耗。
在上述技术方案中，获取检测指令，具体包括：获取检测次数和检测时间；根据检测指令，控制第三电机驱动蠕动泵，向检测水箱内抽水，具体包括：根据检测次数和检测时间，在每次检测前控制第三电机驱动蠕动泵，向检测水箱内抽水；控制传感器组件检测水的参数，具体包括：根据检测次数和检测时间，控制传感器组件检测水的参数。
在上述任一项技术方案中，水质检测方法还包括：在检测完成后，控制第三电机驱动蠕动泵排水之前，具体包括：在每次检测完成后，判断是否获取到采样指令；若无，控制第三电机驱动蠕动泵排水；若有，根据采样指令，将检测水箱内的水抽送至采样水箱。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的水质监测设备的结构示意框图；
图2是本发明的另一个实施例的水质监测设备的结构示意框图；
图3是本发明的另一个实施例的水质监测设备的结构示意图；
图4是本发明的一个实施例的水质检测方法的工作流程示意图；
图5是本发明的一个实施例的水质检测方法的工作流程示意图；
图6是本发明的一个实施例的水质检测方法的工作流程示意图。
其中，图1至图4中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
10浮动平台，12电机控制单元，120第一推进器，122第二推进器，123蠕动泵，124第一电机，125第二电机，126第三电机，14防水密封箱，16检测水箱，18传感器组件，180电导传感器，182溶氧传感器，184酸碱度传感器，186温度传感器，188浊度传感器，200液位传感器，22水管，220抽水口，24采样水箱，26微控制器，28视频采集装置，280高清网络摄像机，282云台摄像机，30远程通信装置，300无线网桥，302路由器，304网络对讲装置，32交换机，34工控机，36存储装置，360存储硬盘，362视频存储硬盘，38电源部，380充电接口，382充电模块，384锂电池，386稳压模块，388电源输出接口，40第一控制终端，400可充电便携式触摸显示器，402USB接口，404HDMI接口，406触摸板。
具体实施方式
为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图6描述本发明的一些实施例。
如图1和图3所示，根据本发明提出的一个实施例的水质监测设备，包括：浮动平台10、电机控制单元12、防水密封箱14、检测水箱16、多个采样水箱24、微控制器26、视频采集装置28、远程通信装置30、工控机34、交换机32、存储装置36、电源部38以及第一控制终端40。
如图3所示，具体地，防水密封箱14设置在浮动平台10上，水质监测设备通过浮动平台10漂浮在水上时，防水密封箱14能够位于水面之上。
如图2和图3所示，电机控制单元12包括相邻设置的第一推进器120和第二推进器122，第一推进器120和第二推进器122设于浮动平台10的底部，第一推进器120和第二推进器122用于驱动浮动平台10在水中移动。
如图3所示，检测水箱16和多个采样水箱24，均设于防水密封箱14内，检测水箱16内设有传感器组件18，传感器组件18用于检测水的参数，具体而言，传感器组件18包括液位传感器200，检测水箱16和每个采样水箱24内，均设有一个液位传感器200；传感器组件18还包括电导传感器180、溶氧传感器182、酸碱度传感器184、温度传感器186和浊度传感器188中的一个或几个，可以理解，传感器组件18还可以包括TDS(Total dissolved solids，总溶解固体)传感器等。
如图3所示，进一步地，检测水箱16上连通有多个水管22，多个水管22中的一个远离检测水箱16的一端设有抽水口220，抽水口220设于浮动平台10的底部，以便于抽水；除具有抽水口220水管外，其余水管连接在检测水箱16和采样水箱24之间，即每个采样水箱24与检测水箱16之间也连通有一个水管22，采样水箱24用于存储水样，多个采样水箱24的设置，可以留置同一水域内多个位置的多个水样，或者留置同一水域内同一位置处的多个水样，也可以将检测后的水样进行留置，以便人工取回后进行复检或者进行更多的检测；更进一步地，电机控制单元12还包括多个蠕动泵123，每个水管22上都设有一个蠕动泵123，这样便于向检测水箱16或采样水箱24内抽水取样，无论水质监测设备静止还是移动状态，都可以采集水样，提升了水样采集的便利性。
需要指出的是，每个采样水箱24与检测水箱16之间都各自连通有一个水管22，而检测水箱16上的一个水管22连接至水下，只有该水管22具有抽水口220，这样整个水质监测设备只有一个抽水口220，减少了水下的部件数量，有利于减少水质监测设备在水中移动时的阻力，提升水质监测设备移动的顺畅度；另外，蠕动泵123的设置，既可以通过抽水口220抽水，也可以通过抽水口220排水，简化了水质监测设备的结构。
如图3所示，可以理解，电机控制单元12还包括有第一电机124和第二电机125，第一电机124与第一推进器120连接，第二电机125和第二推进器122连接，这样可以通过控制第一电机124、第二电机125的转速，控制第一推进器120和第二推进器122驱动水质监测设备移动，进一步地，第一电机124和第二电机125的转速不同时，能够使第一推进器120和第二推进器122具有不同的推动力，从而驱动水上监测设备转向。
进一步地，电机控制单元12还包括多个第三电机126，每个蠕动泵123上都连接有一个第三电机126，这样可以通过第三电机126驱动蠕动泵123抽水或排水，更具体地，检测水箱16配套有一个蠕动泵123和一个第三电机126，每个采样水箱24也配套有一个蠕动泵123和一个第三电机126，每个蠕动泵安装在每个采样水箱24和检测水箱16相连的水管上，每个第三电机126均与微控制器26连接。
如图2所示，第三电机和蠕动泵的数量均可以为n个，n为大于1的自然数，如图3所示，相应地，采样水箱的数量为n-1个，检测水箱为1个。
如图3所示，为避免水管22被水中的杂物堵塞，抽水口220还设有过滤网。
微控制器26也设于防水密封箱14内，微控制器26与电机控制单元12以及传感器组件18连接，以便于控制电机控制单元12中的各个电机的启闭，还可以控制传感器组件18中的各个传感器进行检测，和接收检测的结果。
具体而言，微控制器26与传感器组件18连接，每个液位传感器200与微控制器26连接，这样在检测水箱16内的液位达到预定的水位时，微控制器26能够控制电机控制单元12内的电机，驱动相应的水箱上的蠕动泵123停止抽水；也可以控制检测水箱16内的各种传感器，对检测水箱16内的水进行检测；在传感器检测完成后，微控制器26可以控制电机控制单元12内的电机，驱动检测水箱16上的蠕动泵123排水。
需要指出的是，向采样水箱24内抽水时，需要先启动检测水箱16上的蠕动泵123向检测水箱16内抽水，然后再启动采样水箱24上的蠕动泵123，从检测水箱16内抽水采样；采样水箱24排水时，先从采样水箱24向检测水箱16抽水，再将检测水箱16内的水排出。
视频采集装置28、远程通信装置30和交换机32也均设于防水密封箱14内，视频采集装置28和远程通信装置30均与交换机32连接，交换机32还与微控制器26连接；远程通信装置30包括路由器302和网络对讲装置，使水质监测设备既可以和远程的终端连接，也可以让远程的用户通过网络对讲装置与现场的用户进行通话，或者让远程的用户通过网络对讲装置发出喊话，提醒水质监测设备附近的人员或动物远离，避免破坏水质监测设备或影响水质检测结果。
工控机34与交换机32连接，工控机34用于控制水质监测设备的运行；存储装置36，与工控机34连接，存储装置36用于存储视频采集装置28采集的信息，以及存储传感器组件18检测到的水的参数；电源部38，用于为水质监测设备供电；工控机34、存储装置36、电源部38均设于防水密封箱14内。
通过工控机34的设置，既可以接收各种控制指令，根据控制指令实时移动水质监测设备，或者进行实时的水质检测或者采样等；又可以根据控制指令，按照控制指令中包含的检测次数、检测时间，自动地控制水质监测设备进行水质检测，从而便于对同一水域进行较为频繁的检测，或者有规律的检测，提升水质监测设备的自动化水平，降低工作强度。
通过设置存储装置36，便于及时存储采集的视频信息、音频信息以及检测到的水的参数；通过电源部38的设置，便于为水质监测设备提供移动的动力和检测用的电力，确保水质监测设备工作的持续性。
第一控制终端40与工控机34连接，第一控制终端40用于输入监测指令和/或接收监测数据。
在一些实施例中，第一控制终端40上设有USB接口402和HDMI接口404，这样可以通过这些接口和工控机34进行有线连接；在另一些实施例中，第一控制终端40能够直接通过路由器302、交换机32与工控机34进行无线连接。
进一步地，远程通信装置30还包括无线网桥300，便于第一控制终端40在和水质监测设备较近时进行无线连接。
在一些实施例中，远程通信装置30包括无线网桥300、路由器302以及网络对讲装置304，这样便于用户根据自身具体位置和具体情况，灵活地选择与水质监测设备的通信方式，还可以同时让多个用户分别通过无线网桥300、路由器302、网络对讲装置304与水质监测设备连接和通信，提升设备使用的便利性和灵活性。
在上述实施例中，水质监测设备还包括第二控制终端(未示出)，第二控制终端通过路由器302和工控机34连接，第一控制终端40通过无线网桥300和工控机34连接；路由器302为4G路由器或5G路由器，第二终端可以是手机、笔记本电脑、平板电脑等终端设备。
在上述任一项实施例中，第一控制终端40包括：可充电便携式触摸显示器400、USB接口402、HDMI接口404和触摸板406，第一控制终端40通过USB接口402或HDMI接口404与工控机34相连，并通过触摸显示器400显示水质检测结果等现象，通过触摸板406输入各种控制指令。
在另一些实施例中，第一控制终端40包括显示面板和输入键盘。
在上述任一项实施例中，视频采集装置28包括：高清网络摄像机280，防水密封箱14具有多个侧壁，至少一个侧壁上设有高清网络摄像机280；云台摄像机282，设于防水密封箱14的顶部，微控制器26用于控制云台摄像机282的拍摄方向。
在一些实施例中，电源部38包括依次连接的充电接口380、充电模块382、锂电池384、稳压模块386和电源输出接口388；在另一些实施例中，电源部38包括太阳能电池板和电源输出接口388。
如图4所示，本发明第二方面的实施例提供了一种水质检测方法，用于上述第一方面中任一项实施例的水质监测设备，包括：步骤S100：获取移动指令；步骤S102：根据移动指令，控制第一推进器和/或第二推进器移动水质监测设备；步骤S104：在移动至指定位置后，获取监测指令；步骤S106：根据监测指令，控制视频采集装置采集水质监测设备所处的环境图像，以及控制网络对讲装置，采集水质监测设备所处的环境中的声音；步骤S108：在采集环境图像和声音之后，获取检测指令；步骤S110：根据检测指令，控制第三电机驱动蠕动泵，向检测水箱内抽水；步骤S112：在检测水箱内的水位大于等于预设水位后，停止抽水；步骤S114：控制传感器组件检测水的参数，并发送参数信息；步骤S116：在检测完成后，控制第三电机驱动蠕动泵排水。
在该实施例中，通过控制第一推进器和第二推进器驱动水质监测设备进行移动，这样便于根据具体需求，在水域的不同位置进行水质检测，减少人工取样和检测，降低工作强度；通过采集水质监测设备所处的环境的图像，以及环境中的声音，便于获取检测时的环境情况，为水质检测结果和分析提供更多的参考信息；通过控制第三电机驱动蠕动泵抽水，便于在水质监测设备在静止状态或运动状态都可以进行采样取样，实现检测；检测完成后，控制蠕动泵排水，便于减轻水质监测设备的重量，提升水质监测设备移动的顺畅度，降低第一推进器和第二推进器的负载，便于节能降耗。
可以理解，通过图像和声音的采集，可以了解采样取样时，周围是否有干扰因素；或者可以针对特定的环境进行采样，以便研究特定因素、环境对于水质的影响。
由于本申请的水质监测设备能够实现在线远程控制移动，因此，水质监测设备进行采样、检测的位置，或者说，指定位置既可以是通过远程控制，实时指定的位置，也可以是预先设定在工控机中的预定位置。
还需要指出的是，抽水时，如果仅是进行检测而不采样，则只需驱动设置在具有抽水口的水管上的蠕动泵；如还需要采样，则需要先启动设置在具有抽水口的水管上的蠕动泵，还需要启动与相应采样水箱上的水管上的蠕动泵。
如图5所示，根据本发明的另一个实施例的水质检测方法，包括：步骤S200：获取移动指令；步骤S202：根据移动指令，控制第一推进器和/或第二推进器移动水质监测设备；步骤S204：在移动至指定位置后，获取监测指令；步骤S206：根据监测指令，控制视频采集装置采集水质监测设备所处的环境图像，以及控制网络对讲装置，采集水质监测设备所处的环境中的声音；步骤S208：在采集环境图像和声音之后，获取检测次数和检测时间；步骤S210：根据检测次数和检测时间，在每次检测前控制第三电机驱动蠕动泵，向检测水箱内抽水；步骤S212：在检测水箱内的水位大于等于预设水位后，停止抽水；步骤S214：控制传感器组件检测水的参数，并发送参数信息；步骤S216：在检测完成后，控制第三电机驱动蠕动泵排水。
在该实施例中，检测指令包括了检测次数和检测时间，即用户可以预先设定好检测的次数，以及每次检测的时间，并将检测次数和对应的检测时间输入到工控机内，通过工控机根据检测次数和每次的检测时间，自动地控制水质监测设备进行水质检测，不再需要用户自己动手在特定时间检测，这样可以获取到更多特定时间点内的水质参数，例如在深夜进行的水质参数检测，或者频繁的取样、检测，从而可以大幅地降低用户的工作强度，提升水质检测的便利性。
如图6所示，根据本发明的另一个实施例的水质检测方法，包括：步骤S300：获取移动指令；步骤S302：根据移动指令，控制第一推进器和/或第二推进器移动水质监测设备；步骤S304：在移动至指定位置后，获取监测指令；步骤S306：根据监测指令，控制视频采集装置采集水质监测设备所处的环境图像，以及控制网络对讲装置，采集水质监测设备所处的环境中的声音；步骤S308：在采集环境图像和声音之后，获取检测次数和检测时间；步骤S310：根据检测次数和检测时间，在每次检测前控制第三电机驱动蠕动泵，向检测水箱内抽水；步骤S312：在检测水箱内的水位大于等于预设水位后，停止抽水；步骤S314：控制传感器组件检测水的参数，并发送参数信息；步骤S316：在每次检测完成后，判断是否获取到采样指令；步骤S318：若否，控制第三电机驱动蠕动泵排水；步骤S320：若是，根据采样指令，将检测水箱内的水抽送至采样水箱。
在该实施例中，在每次检测完成后，判断是否获取到采样指令，并根据采样指令将检测过的水抽送至采样水箱，这样便于留样，有利于人工将留样的水取回进行进一步的检测，以验证检测水箱中的传感器检测的准确性，并对水样做出更多的检测。
在另一些实施例中，也可以不经检测，直接将检测水箱的水抽送至采样水箱。
具体而言，检测水箱上连接的具有抽水口的水管为1号水管，1号水管上连接的蠕动泵为1号蠕动泵；与1号蠕动泵连接的第三电机为1号第三电机；例如有3个采样水箱，依次编号为2号采样水箱、3号采样水箱、4号采样水箱；与2号采样水箱连接的水管为2号水管，2号水管上连接的蠕动泵为2号蠕动泵；与2号蠕动泵连接的第三电机为2号第三电机；其他蠕动泵、第三电机按此方式编号；需要采样时，1号第三电机驱动1号蠕动泵，从水中抽水至检测水箱，在检测水箱的水位大于等于预设水位时，检测水箱中的液位传感器发出信号，微控制器接收到该信号，控制1号第三电机停止驱动1号蠕动泵抽水，然后微控制器控制2号第三电机启动，驱动2号蠕动泵经2号水管从检测水箱抽水，2号采样水箱中的液位传感器检测到水位大于等于预设水位时，发出信号，微控制器根据该信号，控制2号第三电机停止驱动2号蠕动泵，实现采样。其它采样水箱取样方式相同。
根据本申请提出的一个具体实施例的移动式在线水质监测设备，可通过远程控制实现在线移动式检测、采样，并可通过程序控制实现自动检测、采样。
为解决上述问题，本具体实施例是通过以下技术方案实现的：
一种移动式在线水质监测设备，包括电源和信号处理及控制两部分。
如图1和图2所示，电源部38包括充电接口380、充电模块382、锂电池384、稳压模块386和电源输出接口388。
充电接口380连接到充电模块382，充电模块382连接到锂电池384，锂电池384连接到稳压模块386，电源输出接口388连接到稳压模块386。
电源输出接口388包括5V、9V、12V、48V等多种接口。
信号处理及控制部分包括工控机34、交换机32、微控制器26、存储装置36、用户输入输出单元(即第一控制终端40)、视频采集装置28、远程通信装置30、传感器组件18和电机控制单元12。
工控机34连接到交换机32，微控制器26连接到交换机32。
存储装置36包括系统硬盘360和视频存储硬盘362，连接到工控机34。
第一控制终端40，或者说用户输入输出单元包括：可充电便携式触摸显示器400、USB接口402、HDMI接口404和触摸板406。可充电便携式触摸显示器400连接到USB接口402和HDMI接口404，USB接口402和HDMI接口404连接到工控机34。触摸板406连接到工控机34。
视频采集装置28包括多个高清网络摄像机280(录像分辨率达到720P(1280×720)或1080P(1920×1080))和云台摄像机282，均连接到交换机32。
远程通信装置包括无线网桥300、4G路由器和网络对讲装置304，连接到交换机32。
传感器单元，或者说是传感器组件18，包括液位传感器200、电导传感器180、溶氧传感器182、酸碱度传感器184、温度传感器186和浊度传感器188，均连接到微控制器26。
电机控制单元12包括第一电机124、第一推进器120、第二电机125、第二推进器122、多个第三电机126和多个蠕动泵123。第一推进器120连接到第一电机124，第一电机124连接到微控制器26；第二推进器122连接到第二电机125，第二电机125连接到微控制器26；每个蠕动泵123连接到相应的一个第三电机126，每个第三电机126均连接到微控制器26。
如图3所示，水质监测设备分为水上部分和水下部分。
带滤网抽水口220、第一推进器120和第二推进器122位于水下。
水上部分置于防水密封箱14，固定在浮动平台10上，即水上可移动平台。
四个高清网络摄像机280，分别安装在防水密封箱14的前后左右4个方向的侧壁上，高清网络云台摄像机282安装在防水密封箱14的顶部。
防水密封箱14内包括水质检测部分、信号处理及控制电路和电源。
传感器组件18中的电导传感器180、溶氧传感器182、酸碱度传感器184、温度传感器186和浊度传感器188安装在检测水箱16内。
一个蠕动泵123通过水管22连接带滤网抽水口220和检测水箱16。
一个液位传感器200安装在检测水箱16侧壁上端。
多个采样水箱24，每个采样水箱24和检测水箱16之间设有水管22，水管22上设有一个蠕动泵123。
每个采样水箱24的侧壁上端，设有一个液位传感器200。
上述水质监测设备的使用方法如下：
用户可远程通过远程通信装置中的4G路由器和无线网桥连接本设备进行操控。发送移动控制指令可控制第一推进器和第二推进器动作，通过控制其转动方向和转动速度来控制水质监测设备的移动方向和速度。
用户在远程连接后可通过多个高清网络摄像机和高清网络云台摄像机查看设备周边环境，可通过发送云台控制指令改变高清网络云台摄像机的视角、方向和焦距做详细查看，可通过拍照、录像指令控制多个高清网络摄像机和高清网络云台摄像机进行拍照和录像操作。
用户可通过网络对讲装置听取设备端的声音，也可向设备端喊话，进行双向语音通信。
当用户手动控制执行水质检测操作时，微控制器控制第三电机连接在检测水箱上的蠕动泵向检测水箱内抽水，当水位到达1号液位传感器时，也就是设置在检测水箱侧壁上端的液位传感器，或者说是设置在检测水箱内的液位传感器；1号液位传感器向微控制器发送停止抽水指令，微控制器控制第三电机驱动检测水箱上连接的1号蠕动泵停止抽水，微控制器读取电导传感器、溶氧传感器、酸碱度传感器、温度传感器和浊度传感器的数值并将数值通过交换机、无线网桥或4G路由器发送给用户。
需要指出，4G路由器、无线网桥可以连接不同的用户，或者说可以连接不同距离上的用户。
当用户向设备发送排水指令后，微控制器控制1号第三电机驱动1号蠕动泵从检测水箱向外排水。
在本具体实施例中，检测水箱上连接抽水口的水管上设置的蠕动泵编号为1号，连接在1号蠕动泵上的第三电机为1号第三电机，检测水箱内的液位传感器的编号为1号；连接在n号采样水箱上的蠕动泵编号对应为n，与n号蠕动泵连接的第三电机编号为n，每个采样水箱内的液位传感器的编号相应地为n；n为大于1的整数，为避免混淆，采样水箱可以从2号开始编号。
当用户向设备发送对某个采样水箱进行采样的指令后，例如向n号采样水箱发出了采样指令，微控制器控制1号第三电机驱动1号蠕动泵向检测水箱内抽水，当水位到达1号液位传感器时，或者说到大于等于预设水位时，1号液位传感器向微控制器发送停止抽水指令，微控制器控制1号第三电机关闭1号蠕动泵停止抽水，然后，微控制器控制n号第三电机驱动n号蠕动泵向该n号采样水箱抽水，当水位到达n号液位传感器时，n号液位传感器向微控制器发送停止抽水指令，微控制器通过n号第三电机驱动n号蠕动泵停止抽水。
当用户向设备发送对n号采样水箱进行排水的指令后，微控制器通过1号第三电机驱动1号蠕动泵，n号第三电机驱动n号蠕动泵向外排水，即n号采样水箱内的水先流向检测水箱，再从检测水箱经抽水口流出。
当用户设置了自动检测和采样的时间后，通过通信装置将自动检测和采样时间的控制指令发送给工控机，工控机接收到控制指令后，记录下自动检测和采样的时间，并开始计时，计时结束后自动执行如上的检测和采样操作，记录并发送传感器的数值。
用户也可在设备端可通过第一控制终端上的可充电便携式触摸显示器和触摸板对设备进行操作，即第一控制终端与工控机通过USB接口、HDMI接口连接后，从第一控制终端输入相应的控制指令。
具体而言，一种移动式在线水质监测设备，包括电源部和信号处理及控制两部分；电源部包括充电接口、充电模块、锂电池、稳压模块和电源输出接口，电源输出接口包括5V、9V、12V、48V等多种接口。
信号处理及控制部分包括工控机、交换机、微控制器、存储装置、用户输入输出单元(第一控制终端)、视频采集装置、通信装置、传感器组件和电机控制单元。
存储装置包括系统硬盘和视频存储硬盘；
用户输入输出单元(第一控制终端)包括可充电便携式触摸显示器、USB接口、HDMI接口和触摸板；
视频采集装置包括4台高清网络摄像机和一台高清网络云台摄像机；
通信装置包括无线网桥、4G路由器和网络对讲装置。
传感器组件包括1～n号液位传感器，电导传感器、溶氧传感器、酸碱度传感器、温度传感器和浊度传感器。
电机控制单元包括第一电机、第二电机、第一推进器、第二推进器、1～n号第三电机和1～n号蠕动泵。
传感器组件部分地设置在检测水箱中；即电导传感器、溶氧传感器、酸碱度传感器、温度传感器和浊度传感器和一个液位传感器安装在检测水箱内。
多个采样水箱，每个采样水箱中均有一个液位传感器，每个采样水箱中的液位传感器的编号和采样水箱编号均为n号，n为大于1的整数。
多个第三电机和多个蠕动泵，编号由1～n，1号蠕动泵连接在检测水箱上，1号第三电机驱动1号蠕动泵；2号蠕动泵连接在2号采样水箱上，采样水箱的编号从2号开始；2号第三电机驱动2号蠕动泵抽水或排水，以此类推。
1号蠕动泵通过水管连接带滤网抽水口和检测水箱。
1号液位传感器安装在检测水箱侧壁上端。
n号蠕动泵通过水管连接检测水箱和n号采样水箱(n为大于1的整数)。
n号液位传感器安装在n号采样水箱的侧壁上端。
当用户执行水质检测操作时，微控制器控制第三电机驱动连接在检测水箱上的蠕动泵向检测水箱内抽水，当水位到达1号液位传感器时，1号液位传感器向微控制器发送停止抽水指令，微控制器控制1号第三电机驱动检测水箱上连接的1号蠕动泵停止抽水，微控制器读取电导传感器、溶氧传感器、酸碱度传感器、温度传感器和浊度传感器的数值并将数值通过交换机、无线网桥或4G路由器发送给用户。
当用户向设备发送排水指令后，微控制器控制1号第三电机驱动1号蠕动泵从检测水箱向外排水。
当用户向设备发送对n号采样水箱进行采样的指令后，微控制器通过1号第三电机驱动1号蠕动泵向检测水箱内抽水，当水位到达1号液位传感器时，1号液位传感器向微控制器发送停止抽水指令，微控制器通过1号第三电机驱动1号蠕动泵停止抽水，微控制器通过n号第三电机驱动n号蠕动泵向n号采样水箱抽水，当水位到达n号液位传感器时，n号液位传感器向微控制器发送停止抽水指令，微控制器通过n号第三电机驱动n号蠕动泵停止抽水。
当用户向设备发送对n号采样水箱进行排水的指令后，微控制器通过1号第三电机驱动1号蠕动泵，n号第三电机驱动n号蠕动泵向外排水。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，通过本发明的技术方案，能够在线远程控制水质监测设备移动，在水域的多个位置进行水质检测，还可以对检测后的水样进行留样，或者直接采集水样，不需要用户到现场检测和采样，检测结果也可以实时传送给用户，或者留存在水质监测设备上，简化了水质检测的过程，节省了用户的时间，大幅降低了工作强度。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水质监测设备，其特征在于，包括：
浮动平台；
电机控制单元，包括相邻设置的第一推进器和第二推进器，所述第一推进器和所述第二推进器设于所述浮动平台的底部，所述第一推进器和所述第二推进器用于驱动所述浮动平台在水中移动；
防水密封箱，设于所述浮动平台上；
检测水箱，设于所述防水密封箱内，所述检测水箱内设有传感器组件，所述传感器组件用于检测水的参数；
水管，所述检测水箱上连通有一个所述水管，所述检测水箱上的所述水管远离所述检测水箱的一端设有抽水口，所述抽水口设于所述浮动平台的底部；
多个采样水箱，设于所述防水密封箱内，每个所述采样水箱与所述检测水箱之间连通有一个所述水管，所述采样水箱用于存储水样；
微控制器，设于所述防水密封箱内，所述微控制器与所述电机控制单元以及所述传感器组件连接；
视频采集装置、远程通信装置和交换机，所述远程通信装置和所述交换机均设于所述防水密封箱内，所述视频采集装置和所述远程通信装置均与所述交换机连接，所述交换机还与所述微控制器连接；
所述远程通信装置包括路由器和网络对讲装置；
工控机，与所述交换机连接，所述工控机用于控制所述水质监测设备的运行；
存储装置，与所述工控机连接，所述存储装置用于存储所述视频采集装置采集的信息，以及存储所述传感器组件检测到的水的参数；
电源部，用于为所述水质监测设备供电；
所述工控机、所述存储装置、所述电源部均设于所述防水密封箱内；
第一控制终端，与所述工控机连接，
其中，所述第一控制终端用于输入监测指令和/或接收监测数据。
2.根据权利要求1所述的水质监测设备，其特征在于，所述电机控制单元还包括：
多个蠕动泵，每个所述水管上设有一个所述蠕动泵。
3.根据权利要求2所述的水质监测设备，其特征在于，
所述电机控制单元还包括：第一电机，与所述第一推进器连接；
第二电机，与所述第二推进器连接；
多个第三电机，每个所述蠕动泵与一个所述第三电机连接；和/或
所述抽水口设有过滤网。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的水质监测设备，其特征在于，
所述传感器组件包括液位传感器，以及以下任意一种或几种传感器：电导传感器、溶氧传感器、酸碱度传感器、温度传感器和浊度传感器；
每个所述采样水箱内设有一个液位传感器，每个所述液位传感器与所述微控制器连接。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的水质监测设备，其特征在于，
所述视频采集装置包括：高清网络摄像机，所述防水密封箱具有多个侧壁，至少一个侧壁上设有所述高清网络摄像机；
云台摄像机，设于所述防水密封箱的顶部，所述微控制器还用于控制所述云台摄像机的拍摄方向。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的水质监测设备，其特征在于，
所述远程通信装置还包括：无线网桥，所述路由器为4G路由器或5G路由器。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的水质监测设备，其特征在于，
所述第一控制终端包括：可充电便携式触摸显示器、USB接口、HDMI接口和触摸板，所述第一控制终端通过所述USB接口或所述HDMI接口与所述工控机相连，或所述第一控制终端通过所述远程通信装置和所述交换机与所述工控机连接；和/或
所述电源部包括依次连接的充电接口、充电模块、锂电池、稳压模块和电源输出接口；和/或
所述水质监测设备还包括第二控制终端，所述第二控制终端通过所述远程通信装置与所述工控机连接。
8.一种水质检测方法，用于权利要求1-7中任一项所述的水质监测设备，其特征在于，包括：
获取移动指令；
根据所述移动指令，控制第一推进器和/或第二推进器移动所述水质监测设备；
在移动至指定位置后，获取监测指令；
根据所述监测指令，控制视频采集装置采集所述水质监测设备所处的环境图像，以及控制网络对讲装置，采集所述水质监测设备所处的环境中的声音；
在采集所述环境图像和所述声音后，获取检测指令；
根据所述检测指令，控制第三电机驱动蠕动泵，向检测水箱内抽水；
在所述检测水箱内的水位大于等于预设水位后，停止抽水；
控制传感器组件检测水的参数，并发送参数信息；
在检测完成后，控制第三电机驱动所述蠕动泵排水。
9.根据权利要求8所述的水质检测方法，其特征在于，
所述获取检测指令，具体包括：
获取检测次数和检测时间；
所述根据所述检测指令，控制第三电机驱动蠕动泵，向检测水箱内抽水，具体包括：
根据检测次数和检测时间，在每次检测前控制第三电机驱动蠕动泵，向检测水箱内抽水；
所述控制传感器组件检测水的参数，具体包括：
根据所述检测次数和所述检测时间，控制传感器组件检测水的参数。
10.根据权利要求8或9所述的水质检测方法，其特征在于，
所述在检测完成后，控制第三电机驱动所述蠕动泵排水之前，具体包括：
在每次检测完成后，判断是否获取到采样指令；
若无，控制第三电机驱动所述蠕动泵排水；
若有，根据所述采样指令，将所述检测水箱内的水抽送至采样水箱。
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