CN112730773A - 一种基于互联网的无线通信水质监测系统 - Google Patents

一种基于互联网的无线通信水质监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于互联网的无线通信水质监测系统，其包括水质监测器本体、支撑架、安装机构和探测机构；所述水质监测器本体通过所述安装机构与所述支撑架相连，所述探测机构设置在所述水质监测器本体上，所述水质监测器本体中包括计算单元，所述计算单元与外界计算机控制器无线连接，所述计算单元生成监测数据且通过外界计算机上传到互联网上；所述水质监测器本体包括水质监测探头和活动块，所述水质监测探头内设置有水质监测传感器，所述水质监测探头通过传输线与所述水质监测本体相连；所述活动块在驱动装置的驱动下沿所述螺纹杆上下移动，从而带动所述水质监测探头上下移动。

Description

一种基于互联网的无线通信水质监测系统
技术领域
本发明涉及水质监测技术领域，具体涉及一种基于互联网的无线通信水质监测系统。
背景技术
水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。水质监测的主要监测项目可分为两大类:一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生物需氧量等；另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。为客观的评价江河和海洋水质的状况，除上述监测项目外，有时需进行流速和流量的测定。
对于水质要求较高的水体，需要每天定时多次对水质进行监测，而通过人工监测，费时费力；同时，现有的水质监测设备对于水质的浊度(含泥量)多通过化学反应的方式进行，误差较大；为此，本发明提供了一种基于互联网的无线通信水质监测系统，以至少部分地解决上述问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于互联网的无线通信水质监测系统，其包括水质监测器本体、支撑架、安装机构和探测机构；
所述水质监测器本体通过所述安装机构与所述支撑架相连，所述探测机构设置在所述水质监测器本体上，所述水质监测器本体中包括计算单元，所述计算单元与外界计算机控制器无线连接，所述计算单元生成监测数据且通过外界计算机上传到互联网上；
所述探测机构包括连接件，所述连接件与所述水质监测本体相连，所述连接件的下表面与保护套的一端相连，所述保护套的另一端设有底块，所述连接件上设置有驱动装置，所述驱动装置的输出端贯穿所述连接件与所述连接杆的一端相连，所述连接杆的另一端通过连接块与螺纹杆的一端相连，所述螺纹杆的另一端与所述底块相连，所述螺纹杆上设置有活动块，所述保护套上开设有滑槽，所述活动块上设置有连杆，所述连杆延伸出所述滑槽与安装块相连，所述安装块上设置有水质监测组件；
所述水质监测组件包括水质监测探头，所述水质监测探头与所述安装块相连，所述水质监测探头内设置有水质监测传感器，所述水质监测探头通过传输线与所述水质监测本体相连；所述活动块在所述驱动装置的驱动下沿所述螺纹杆上下移动，从而带动所述水质监测探头上下移动；
其中，所述保护套上设有压力传感器，所述压力传感器将产生的压感信号传输给所述计算单元，所述计算单元基于压感信号生成驱动信息，所述驱动装置根据驱动信息驱动所述活动块运动；
所述保护套设有至少两个检测区间，所述保护套从上到下包括第一检测区间和第二检测区间，每个所述检测区间上设有至少一个压力传感器，所述螺纹杆上设有一个起始点和至少两个停放点，每个所述检测区间均有唯一一个所述停放点与其对应；所述起始点位于所述螺纹杆最上方；
所述活动块从所述起始点开始运动，所述活动块在所述驱动装置的驱动下自上而下沿所述螺纹杆运动，当所述活动块运动到最下方的停放点时，所述活动块在所述驱动装置的驱动下自下而上沿所述螺纹杆运动；所述活动块在每个所述停放点均停留一段时间；当所述活动块再次回到所述起始点时，所述水质监测系统完成一次检测，所述计算单元基于所述活动块在每个所述停放点的停留时间和所述水质检测探头检测出的水流速度生成水流含泥量数据，所述计算单元将含泥量数据通过外界计算机上传到互联网。
进一步地，所述第一检测区间上的压力传感器测出的水压力为P1，所述第二检测区间上的压力传感器测出的水压力为P2，所述计算单元上设有额定水压力P0。
进一步地，驱动信息包括活动块巡航周期T1和活动块停留时间T2，
Figure BDA0002816547920000031
公式中，T0为预设的总监测时间，V为所述活动块在所述螺纹杆上运动的速度，L为所述螺纹杆的长度，n为所述停放点的数量；
Figure BDA0002816547920000032
公式中，T1为活动块巡航周期，P0为额定水压力，P’等于所述第一检测区间上的压力传感器测出的水压力为P1或所述第二检测区间上的压力传感器测出的水压力为P2。
进一步地，所述活动块在每个所述停放点的停留时间T停＝T1+T2，T1为活动块巡航周期，T2为活动块停留周期。
进一步地，所述计算单元根据预设含泥量公式生成水流含泥量数据，预设含泥量公式为：
Figure BDA0002816547920000041
公式中，K为含泥量，Vn’为所述水质监测传感器在所述停放点检测出的水流速度，T停为所述活动块在对应停放点的停留时间，T0为预设的总监测时间，V为所述活动块在所述螺纹杆上运动的速度，L为所述螺纹杆的长度，n为所述停放点的数量，S为水流的横截面积。
进一步地，所述安装机构包括对称设置的安装座和L形杆，所述安装座与所述支撑架相连，所述L形杆与所述水质监测本体相连，所述安装座上转动设置有弧形固定杆的一端，所述弧形固定杆的另一端设置有固定块，所述固定块与所述支撑架上共同设置有限位螺栓。
进一步地，所述支撑架上设置有人形挡雨板，所述人形挡雨板上均匀设置有导水槽。
进一步地，所述人形挡雨板上设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板将太阳能转化成电能并对所述水质监测器本体进行电能供应。
进一步地，所述驱动装置包括驱动电机，所述计算单元通过控制所述驱动电机进行正转和反转，从而使所述活动块在所述螺纹杆上往复运动。
进一步地，每个所述停放点的投影位于所述检测区间中心。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
所述水质监测组件包括水质监测探头，所述水质监测探头与所述安装块相连，所述水质监测探头内设置有水质监测传感器，所述水质监测探头通过传输线与所述水质监测本体相连；所述活动块在所述驱动装置的驱动下沿所述螺纹杆上下移动，从而带动所述水质监测探头上下移动；其中，所述保护套上设有压力传感器，所述压力传感器将产生的压感信号传输给所述计算单元，所述计算单元基于压感信号生成驱动信息，所述驱动装置根据驱动信息驱动所述活动块运动。
所述保护套设有至少两个检测区间，每个所述检测区间上设有至少一个压力传感器，所述螺纹杆上设有一个起始点和至少两个停放点，每个所述检测区间均有唯一一个所述停放点与其对应；所述活动块在所述驱动装置的驱动下自上而下沿所述螺纹杆运动，当所述活动块运动到最下方的停放点时，所述活动块在所述驱动装置的驱动下自下而上沿所述螺纹杆运动；所述活动块在每个所述停放点均停留一段时间；当所述活动块再次回到所述起始点时，所述水质监测系统完成一次检测，所述计算单元基于所述活动块在每个所述停放点的停留时间和所述水质检测探头检测出的水流速度生成水流含泥量数据。
附图说明
为了使本发明的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本发明。可以理解这些附图只描绘了本发明的典型实施方式，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本发明。
图1为本发明一种基于互联网的无线通信水质监测系统实施例1的主视结构示意图；
图2为本发明一种基于互联网的无线通信水质监测系统中探测机构的右视结构示意图；
图3为本发明一种基于互联网的无线通信水质监测系统中安装机构的右视结构示意图；
图4为本发明一种基于互联网的无线通信水质监测系统中人形挡雨板的左视结构示意图；
图5为本发明一种基于互联网的无线通信水质监测系统实施例2的主视结构示意图。
图中：1-水质监测器本体、2-支撑架、3-连接件、4-保护套、41-第一压力传感器、42-第二压力传感器、5-底块、6-驱动电机、7-连接杆、8-连接块、9-螺纹杆、10-活动块、11-滑槽、12-连杆、13-安装块、14-水质监测探头、15-传输线、16-安装座、17-L形杆、18-弧形固定杆、19-固定块、20-限位螺栓、21-托板、22-挡块、23-人形挡雨板、24-导水槽、25-太阳能电池板。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
在本发明的描述中，术语“内侧”、“外侧”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”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而不是要求本发明必须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。
实施例1：
参阅图1-4，本实施例提供了一种基于互联网的无线通信水质监测系统，包括水质监测器本体1、支撑架2、安装机构和探测机构，水质监测器本体1通过安装机构与支撑架相连，探测机构设置在水质监测器本体1上，水质监测器本体1中包括计算单元，计算单元与外界计算机控制器无线连接，计算单元生成监测数据且通过外界计算机上传到互联网。安装机构可实现水质监测器本体1和支撑架2的快速安装，探测机构可对不同高度的水质进行监测，提高监测的准确性，
探测机构包括连接件3，连接件3与水质监测本体1相连，连接件3的下表面与保护套4的一端相连，保护套4的另一端设置有底块5，连接件3上设置有驱动装置，本实施例中驱动装置为驱动电机6，驱动电机6的输出端贯穿连接件3与连接杆7的一端相连，连接杆7的另一端通过连接块8与螺纹杆9的一端相连，螺纹杆9的另一端与底块5相连，螺纹杆9上设置有活动块10，保护套4上开设有滑槽11，活动块10上设置有连杆12，连杆12延伸出滑槽11与安装块13相连，安装块13上设置有水质监测组件。
水质监测组件包括水质监测探头14，水质监测探头14与安装块13相连，水质监测探头14内设置有水质监测传感器，水质监测探头14通过传输线15与所述水质监测本体1相连；活动块10在驱动装置的驱动下沿螺纹杆9上下移动，从而带动水质监测探头上下移动。
安装机构包括对称设置的安装座16和L形杆17，安装座16与支撑架2相连，L形杆17与水质监测本体1相连，安装座16上转动设置有弧形固定杆18的一端，弧形固定杆18的另一端设置有固定块19，固定块19与支撑架2上共同设置有限位螺栓20。
具体而言，保护套上设有压力传感器，压力传感器将产生的压感信号传输给计算单元，计算单元基于压感信号生成驱动信息，驱动装置根据驱动信息驱动活动块10运动；保护套4设有两个检测区间，保护套4从上到下包括第一检测区间和第二检测区间，第一检测区间设有第一压力传感器41，第二检测区间设有第二压力传感器42，螺纹杆9上设有一个起始点和两个停放点，第一检测区间和第二检测区间内各设有一个停放点；起始点位于螺纹杆9最上方。
活动块10从起始点开始运动，活动块10在驱动装置的驱动下自上而下沿螺纹杆9运动，当活动块10运动到最下方的停放点时，活动块10在驱动装置的驱动下自下而上沿螺纹杆9运动；活动块10在每个停放点均停留一段时间；当活动块10再次回到起始点时，水质监测系统完成一次检测，计算单元基于活动块10在每个停放点的停留时间和水质检测探头检测出的水流速度生成水流含泥量数据，计算单元将含泥量数据通过外界计算机上传到互联网。
具体而言，第一检测区间上的第一压力传感器41测出的水压力为P1，第二检测区间上的第二压力传感器测出的水压力为P2，计算单元上设有额定水压力P0。
具体而言，驱动信息包括活动块巡航周期T1和活动块停留时间T2，
Figure BDA0002816547920000091
公式中，T0为预设的总监测时间，V为活动块10在螺纹杆9上运动的速度，L为所述螺纹杆的长度，n为所述停放点的数量；
Figure BDA0002816547920000092
公式中，T1为活动块巡航周期，P0为额定水压力，P’等于第一检测区间上的压力传感器测出的水压力为P1或第二检测区间上的压力传感器测出的水压力为P2。
活动块10在每个停放点的停留时间T停＝T1+T2，T1为活动块巡航周期，T2为活动块停留周期。计算单元根据预设含泥量公式生成水流含泥量数据，预设含泥量公式为：
Figure BDA0002816547920000093
公式中，K为含泥量，Vn’为水质监测传感器在停放点检测出的水流速度，T停为活动块10在对应停放点的停留时间，T0为预设的总监测时间，V为活动块10在螺纹杆9上运动的速度，L为螺纹杆9的长度，n为停放点的数量，S为水流的横截面积。
具体而言，支撑架2上设置有人形挡雨板23，人形挡雨板23上均匀设置有导水槽24，人形挡雨板23上设置有太阳能电池板25；太阳能电池板25为水质监测器本体1提供电能，水质监测器本体1通过人形挡雨板23进行遮雨。
具体而言，计算单元通过控制驱动电机6进行正转和反转，从而使活动块10在螺纹杆9上往复运动。
实施例2：
参阅图2-5，本实施例提供一种技术方案：限位螺栓20上套设有紧固弹簧，滑槽11上包裹有橡胶套，支撑架2上设置有托板21，托板21上对称设置有挡块22，托板21与水质监测本体1相接触。相比于实施例1，本实施例增加了托板21，对水质监测器本体1进行托举，提高水质监测器本体1固定的牢固性，通过紧固弹簧放置限位螺栓20松动，通过橡胶套防止磨损传输线15。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (10)

1.一种基于互联网的无线通信水质监测系统，其特征在于，包括水质监测器本体、支撑架、安装机构和探测机构；
所述水质监测器本体通过所述安装机构与所述支撑架相连，所述探测机构设置在所述水质监测器本体上，所述水质监测器本体中包括计算单元，所述计算单元与外界计算机控制器无线连接，所述计算单元生成监测数据且通过外界计算机上传到互联网上；
所述探测机构包括连接件，所述连接件与所述水质监测本体相连，所述连接件的下表面与保护套的一端相连，所述保护套的另一端设有底块，所述连接件上设置有驱动装置，所述驱动装置的输出端贯穿所述连接件与所述连接杆的一端相连，所述连接杆的另一端通过连接块与螺纹杆的一端相连，所述螺纹杆的另一端与所述底块相连，所述螺纹杆上设置有活动块，所述保护套上开设有滑槽，所述活动块上设置有连杆，所述连杆延伸出所述滑槽与安装块相连，所述安装块上设置有水质监测组件；
所述水质监测组件包括水质监测探头，所述水质监测探头与所述安装块相连，所述水质监测探头内设置有水质监测传感器，所述水质监测探头通过传输线与所述水质监测本体相连；所述活动块在所述驱动装置的驱动下沿所述螺纹杆上下移动，从而带动所述水质监测探头上下移动；
其中，所述保护套上设有压力传感器，所述压力传感器将产生的压感信号传输给所述计算单元，所述计算单元基于压感信号生成驱动信息，所述驱动装置根据驱动信息驱动所述活动块运动；
所述保护套设有至少两个检测区间，所述保护套从上到下包括第一检测区间和第二检测区间，每个所述检测区间上设有至少一个压力传感器，所述螺纹杆上设有一个起始点和至少两个停放点，每个所述检测区间均有唯一一个所述停放点与其对应；所述起始点位于所述螺纹杆最上方；
所述活动块从所述起始点开始运动，所述活动块在所述驱动装置的驱动下自上而下沿所述螺纹杆运动，当所述活动块运动到最下方的停放点时，所述活动块在所述驱动装置的驱动下自下而上沿所述螺纹杆运动；所述活动块在每个所述停放点均停留一段时间；当所述活动块再次回到所述起始点时，所述水质监测系统完成一次检测，所述计算单元基于所述活动块在每个所述停放点的停留时间和所述水质检测探头检测出的水流速度生成水流含泥量数据，所述计算单元将含泥量数据通过外界计算机上传到互联网。
2.根据权利要求1所述的基于互联网的无线通信水质监测系统，其特征在于，所述第一检测区间上的压力传感器测出的水压力为P1，所述第二检测区间上的压力传感器测出的水压力为P2，所述计算单元上设有额定水压力P0。
3.根据权利要求2所述的基于互联网的无线通信水质监测系统，其特征在于，驱动信息包括活动块巡航周期T1和活动块停留时间T2，
Figure FDA0002816547910000021
公式中，T0为预设的总监测时间，V为所述活动块在所述螺纹杆上运动的速度，L为所述螺纹杆的长度，n为所述停放点的数量；
Figure FDA0002816547910000022
公式中，T1为活动块巡航周期，P0为额定水压力，P’等于所述第一检测区间上的压力传感器测出的水压力为P1或所述第二检测区间上的压力传感器测出的水压力为P2。
4.根据权利要求3所述的基于互联网的无线通信水质监测系统，其特征在于，所述活动块在每个所述停放点的停留时间T停＝T1+T2，T1为活动块巡航周期，T2为活动块停留周期。
5.根据权利要求4所述的基于互联网的无线通信水质监测系统，其特征在于，所述计算单元根据预设含泥量公式生成水流含泥量数据，预设含泥量公式为：
Figure FDA0002816547910000031
公式中，K为含泥量数据，Vn’为所述水质监测传感器在所述停放点检测出的水流速度，T停为所述活动块在对应停放点的停留时间，T0为预设的总监测时间，V为所述活动块在所述螺纹杆上运动的速度，L为所述螺纹杆的长度，n为所述停放点的数量，S为水流的横截面积。
6.根据权利要求1所述的基于互联网的无线通信水质监测系统，其特征在于，所述安装机构包括对称设置的安装座和L形杆，所述安装座与所述支撑架相连，所述L形杆与所述水质监测本体相连，所述安装座上转动设置有弧形固定杆的一端，所述弧形固定杆的另一端设置有固定块，所述固定块与所述支撑架上共同设置有限位螺栓。
7.根据权利要求6所述的基于互联网的无线通信水质监测系统，其特征在于，所述支撑架上设置有人形挡雨板，所述人形挡雨板上均匀设置有导水槽。
8.根据权利要求7所述的基于互联网的无线通信水质监测系统，其特征在于，所述人形挡雨板上设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板将太阳能转化成电能并对所述水质监测器本体进行电能供应。
9.根据权利要求8所述的基于互联网的无线通信水质监测系统，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机，所述计算单元通过控制所述驱动电机进行正转和反转，从而使所述活动块在所述螺纹杆上往复运动。
10.根据权利要求9所述的基于互联网的无线通信水质监测系统，其特征在于，每个所述停放点的投影位于所述检测区间中心。
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