CN111983166A - 一种地下水在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地下水在线监测系统。该系统的传感器组位于地下水区域，传感器的供电端通过电源线与供电单元连接；控制器、供电单元和水质分析仪位于地面上；传感器组的输出端通过信号线连接至控制器的输入端；线管包覆在电源线和信号线的外部；水管的第一端位于地下水区域，水管的第二端与水泵连接，水泵的出水端与水质分析仪连接，水质分析仪用于对水管引出的水进行水质分析；水质分析仪的输出端与控制器的输入端连接；控制器通过无线传输方式将传感器组的测量数据和水质分析仪的分析数据发送至上位机，上位机用于结合传感器组的测量数据和水质分析仪的分析数据对地下水进行实时监测。本发明可以提高地下水在线监测的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及地下水监测领域，特别是涉及一种地下水在线监测系统。
背景技术
地下水作为人类生存空间的重要组成部分，为人类提供了优质的淡水资源。地下水影响着人类正常的生活，对地下水的监测有着必不可少的意义。为保障供水安全，有必要对地下水的水文和水质参数进行监测，以便实时掌握地下水的储量变化，水质指标等情况，选择合适优质的地下水源，保障饮用水源的安全，合理有效的利用地下水，在近海地区，更可以根据实时监测指标对可能出现的海水倒灌实现预警等目的。
近十几年来，随着科技的发展，传感器以及网络通讯、地理信息系统等自动化技术被运用在地下水科学领域，从而获得地下水的各种数据，地下水监测设备应运而生，促进了人们对地下水的深入研究。现有的地下水监测系统只有简单的数据采集传输功能，通过传感器获取地下水的水位、水温、水质等信息，导致地下水监测准确度低。
发明内容
本发明的目的是提供一种地下水在线监测系统，以提高地下水的监测准确度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种地下水在线监测系统，包括：传感器组、线管、控制器、供电单元、水管、水泵、水质分析仪和上位机；
所述传感器组位于地下水区域，所述传感器组的供电端通过电源线与所述供电单元连接；
所述控制器、所述供电单元和所述水质分析仪位于地面上；所述传感器组的输出端通过信号线连接至所述控制器的输入端；所述线管包覆在所述电源线和所述信号线的外部；
所述水管的第一端位于所述地下水区域，所述水管的第二端与所述水泵连接，所述水泵的出水端与所述水质分析仪连接，所述水质分析仪用于对所述水管引出的水进行水质分析；所述水质分析仪的输出端与所述控制器的输入端连接；
所述控制器通过无线传输方式将所述传感器组的测量数据和所述水质分析仪的分析数据发送至所述上位机，所述上位机用于结合所述传感器组的测量数据和所述水质分析仪的分析数据对地下水进行实时监测。
可选的，所述传感器组包括ph传感器、浊度传感器、电导率传感器、色度传感器、温度传感器和溶氧传感器。
可选的，所述线管包覆所述电源线和所述信号线后为密封状态。
可选的，还包括发电装置，所述发电装置的电力输出端与所述供电单元连接。
可选的，所述传感器组测量的参数和所述水质分析仪的分析参数不同。
可选的，所述传感器组测量的参数和所述水质分析仪的分析参数相同。
可选的，所述上位机用于根据所述传感器组的测量数据对所述水质分析仪的分析数据进行修正，得到所述地下水的水质分析结果。
可选的，所述控制器与所述上位机之间通过多条无线通信链路连接，所述控制器通过多条无线通信链路将所述传感器组的测量数据和所述水质分析仪的分析数据发送至所述上位机。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明通过传感器组和水质分析仪共同对地下水进行分析，一方面可以采用与水质分析仪分析参数不同的传感器组，这样可以对地下水更多的参数进行监测，提高地下水监测的效率；另一方面可以采用与水质分析仪分析参数相同的传感器组，这样可以通过传感器组的数据对水质分析仪的分析参数进行修正，提高地下水监测的准确度。同时，采用线管对电源线和信号线进行包覆，避免地下环境对线路造成影响，以提高地下水监测的准确度。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明地下水在线监测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明地下水在线监测系统的结构示意图。如图1所示，本发明地下水在线监测系统包括：传感器组1、线管2、控制器3、供电单元4、水管5、水泵6、水质分析仪7和上位机8。
所述传感器组1位于地下水区域，用于实时对地下水的参数进行测量。传感器组1可以包括ph传感器、浊度传感器、电导率传感器、色度传感器、温度传感器和溶氧传感器等。所述传感器组1的供电端通过电源线与所述供电单元4连接，由供电单元4为传感器组供电。供电单元4可以为蓄电池或者其他蓄电单元。为了有效节能，本发明的监测系统还包括发电装置，发电装置的电力输出端与所述供电单元4连接。发电装置可以采用风力发电、太阳能发电中的一种或者采用两者结合的方式。
所述控制器3、所述供电单元4和所述水质分析仪7位于地面上。为了保护地面上的装置，可以通过防护盖板或者防护箱将所述控制器3、所述供电单元4和所述水质分析仪7包覆，以保证各个设备的正常运行。所述传感器组1的输出端通过信号线连接至所述控制器3的输入端，所述线管2包覆在所述电源线和所述信号线的外部，以避免地下恶劣环境对线缆的影响，延长设备的使用寿命。所述线管2包覆所述电源线和所述信号线后，线管2的两端为密封状态，即整个线管为密封状态，进而很好的保护线缆。
所述水管5的第一端位于所述地下水区域，所述水管5的第二端与所述水泵6连接，所述水泵6的出水端与所述水质分析仪7连接，所述水质分析仪7用于对所述水管5引出的水进行水质分析。所述水质分析仪7的输出端与所述控制器3的输入端连接。水质分析仪7的类型具体根据实际需求而定。本发明中传感器组1测得的数据与水质分析仪7分析的数据均发送至控制器3进行存储。
所述控制器3通过无线传输方式将所述传感器组1的测量数据和所述水质分析仪7的分析数据发送至所述上位机8。上位机8位于远程监控端，所述上位机8用于结合所述传感器组1的测量数据和所述水质分析仪7的分析数据对地下水进行实时监测。为了进一步提高数据传输的安全性，所述控制器3与所述上位机8之间通过多条无线通信链路连接，所述控制器3通过多条无线通信链路将所述传感器组1的测量数据和所述水质分析仪7的分析数据发送至所述上位机8，虽然这样会造成一定程度的数据冗余，但是由于监测环境不同，可用通信链路不同，因此通过多跳无线通信链路进行数据转发可以保证数据能够被准确接收。
本发明进行地下水在线监测时，控制器按照一定的采集周期对传感器组1的数据进行采集，同时触发水泵6运转，水质采样仪7开始进行分析，进而得到同一时间的传感器组1的采集数据和水质采样仪7的分析数据。结合传感器组1的采集数据和水质采样仪7的分析数据对地下水进行实时监测包括两种模式：
第一种模式，传感器组1测量的参数和所述水质分析仪7的分析参数不同，此时可以同时对地下水的多个指标参数进行监测，提高地下水监测的效率。
第二种模式，传感器组1测量的参数和所述水质分析仪7的分析参数相同，此时通过传感器组1测量的数据对水质分析仪7分析的数据进行修正，进而得到更准确的监测数据，提高地下水监测的准确度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种地下水在线监测系统，其特征在于，包括：传感器组、线管、控制器、供电单元、水管、水泵、水质分析仪和上位机；
所述传感器组位于地下水区域，所述传感器组的供电端通过电源线与所述供电单元连接；
所述控制器、所述供电单元和所述水质分析仪位于地面上；所述传感器组的输出端通过信号线连接至所述控制器的输入端；所述线管包覆在所述电源线和所述信号线的外部；
所述水管的第一端位于所述地下水区域，所述水管的第二端与所述水泵连接，所述水泵的出水端与所述水质分析仪连接，所述水质分析仪用于对所述水管引出的水进行水质分析；所述水质分析仪的输出端与所述控制器的输入端连接；
所述控制器通过无线传输方式将所述传感器组的测量数据和所述水质分析仪的分析数据发送至所述上位机，所述上位机用于结合所述传感器组的测量数据和所述水质分析仪的分析数据对地下水进行实时监测。
2.根据权利要求1所述的地下水在线监测系统，其特征在于，所述传感器组包括ph传感器、浊度传感器、电导率传感器、色度传感器、温度传感器和溶氧传感器。
3.根据权利要求2所述的地下水在线监测系统，其特征在于，所述线管包覆所述电源线和所述信号线后为密封状态。
4.根据权利要求1所述的地下水在线监测系统，其特征在于，还包括发电装置，所述发电装置的电力输出端与所述供电单元连接。
5.根据权利要求1所述的地下水在线监测系统，其特征在于，所述传感器组测量的参数和所述水质分析仪的分析参数不同。
6.根据权利要求1所述的地下水在线监测系统，其特征在于，所述传感器组测量的参数和所述水质分析仪的分析参数相同。
7.根据权利要求6所述的地下水在线监测系统，其特征在于，所述上位机用于根据所述传感器组的测量数据对所述水质分析仪的分析数据进行修正，得到所述地下水的水质分析结果。
8.根据权利要求1所述的地下水在线监测系统，其特征在于，所述控制器与所述上位机之间通过多条无线通信链路连接，所述控制器通过多条无线通信链路将所述传感器组的测量数据和所述水质分析仪的分析数据发送至所述上位机。
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