CN113030411A - 基于物联网的河长制水文水质监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水质监测技术领域，尤其涉及基于物联网的河长制水文水质监测装置，包括浮座、机盒和太阳能板，所述浮座、机盒和太阳能板自下向上依次连接固定，浮座的底部安装有配重环，且其外壁上嵌有多个摄像头，机盒内设有单片机、蓄电池和直线电机，蓄电池与太阳能板相连接，且还分别与单片机和直线电机连接，直线电机的输出轴端部连接有集水筒，浮座内开设有底部敞口设置的腔体，集水筒位于腔体内，且腔体的顶壁上焊有固定板，固定板的底壁上均匀设有四组检测杆，四组检测杆的端部分别嵌有pH传感器、水温传感器、溶氧量传感器和浊度传感器。本发明能够对不同深度的水域进行水质的检测，进一步保障了监测的全面性。

Description

基于物联网的河长制水文水质监测装置
技术领域
本发明涉及水质监测技术领域，尤其涉及基于物联网的河长制水文水质监测装置。
背景技术
水文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。监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海和地下水)及各种各样的工业排水等。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、浊度、pH值、浊度、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等；另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。
而现有的水文水质监测设备都是只能局限于对海平面或接近海平面的水下区域进行检测，无法对水下深处的区域水质进行检测，因此亟需一种装置来解决所述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于物联网的河长制水文水质监测装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
基于物联网的河长制水文水质监测装置，包括浮座、机盒和太阳能板，所述浮座、机盒和太阳能板自下向上依次连接固定，浮座的底部安装有配重环，且其外壁上嵌有多个摄像头，机盒内设有单片机、蓄电池和直线电机，蓄电池与太阳能板相连接，且还分别与单片机和直线电机连接，直线电机的输出轴端部连接有集水筒，浮座内开设有底部敞口设置的腔体，集水筒位于腔体内，且腔体的顶壁上焊有固定板，固定板的底壁上均匀设有四组检测杆，四组检测杆的端部分别嵌有pH传感器、水温传感器、溶氧量传感器和浊度传感器；
所述集水筒的侧壁上开设有进水口，且其顶壁上开设有多个与检测杆相适配的插孔，进水口内活动设有挡板，且集水筒内通过拉伸弹簧活动设有调节板，并且集水筒的底部设有排水机构。
优选的，所述浮座的底壁上焊有四组“L”型的支架，配重环卡于四个支架之间。
优选的，所述机盒的外壁上连接有外延且与单片机相连接的RS485总线。
优选的，所述固定板的底壁上嵌有环形的距离传感器。
优选的，所述排水机构为电动单向阀，电动单向阀嵌在集水筒的底壁中间。
优选的，所述挡板的一侧端壁上连接有电动推杆，电动推杆嵌在集水筒内，且电动推杆与单片机之间通过电信号连接。
优选的，所述集水筒的一侧内壁上嵌有水位传感器，并且所述调节板与集水筒的内壁之间留有空隙。
本发明的有益效果是：
本发明通过在浮座内设置集水筒，集水筒通过直线电机控制其下移的距离，以便于检测不同深度处的水质，并在其上移的过程中，令检测杆将调节板向下顶动，压迫集水筒内的水向上漫，从而将检测杆的端部浸没，然后利用各个检测杆上的传感器对水的pH值、水温、溶氧量和浊度进行测定，并将数据信息由单片机收集并传输至控制终端，最后控制电动单向阀打开，将水排出，本发明能够对不同深度的水域进行水质的检测，进一步保障了监测的全面性。
附图说明
图1为本发明提出的基于物联网的河长制水文水质监测装置的结构示意图；
图2为本发明提出的基于物联网的河长制水文水质监测装置的机盒内部结构以及集水筒安装示意图；
图3为本发明提出的基于物联网的河长制水文水质监测装置的集水筒内部结构示意图。
图中：1浮座、11摄像头、12支架、2配重环、3机盒、31单片机、32蓄电池、33电机座、34直线电机、4太阳能板、5固定板、51检测杆、52距离传感器、6集水筒、61插孔、62调节板、63进水口、64电动推杆、65挡板、66水位传感器、67电动单向阀。
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。
参照图1-3，基于物联网的河长制水文水质监测装置，包括浮座1、机盒3和太阳能板4，浮座1、机盒3和太阳能板4自下向上依次连接固定，浮座1的底部安装有配重环2，以便于提高浮座1的稳定性，且其外壁上嵌有多个摄像头11，机盒3的外壁上连接有外延且与单片机31相连接的RS485总线，机盒3内设有单片机31、蓄电池32和直线电机34，蓄电池32与太阳能板4相连接，且还分别与单片机31和直线电机34连接，直线电机34的输出轴端部连接有集水筒6，浮座1内开设有底部敞口设置的腔体，集水筒6位于腔体内，且腔体的顶壁上焊有固定板5，固定板5的底壁上嵌有环形的距离传感器52，距离传感器52与直线电机34之间通过电信号连接，用于监测固定板5与集水筒6之间的距离，固定板5的底壁上均匀设有四组检测杆51，可对调节板62进行下压，使水向上漫过检测杆51的端部，以辅助进行水质的检测，四组检测杆51的端部分别嵌有pH传感器、水温传感器、溶氧量传感器和浊度传感器，这四个传感器与单片机31之间均通过电信号连接；
集水筒6的侧壁上开设有进水口63，且其顶壁上开设有多个与检测杆51相适配的插孔61，进水口63内活动设有挡板65，且集水筒6内通过拉伸弹簧活动设有调节板62，并且集水筒6的底部设有排水机构，排水机构为电动单向阀67，电动单向阀67由单片机31控制开启或关闭，以便于将集水筒6内的水排出，电动单向阀67嵌在集水筒6的底壁中间
进一步的，浮座1的底壁上焊有四组“L”型的支架12，配重环2卡于四个支架12之间。
进一步的，挡板65的一侧端壁上连接有电动推杆64，电动推杆64嵌在集水筒6内，且电动推杆64与单片机31之间通过电信号连接；集水筒6的一侧内壁上嵌有水位传感器66，用于监测集水筒6内的水位，水位传感器66与电动推杆64之间通过电信号连接，并且调节板62与集水筒6的内壁之间留有空隙，在其二者之间留有空隙可以令调节板62下压时，水向上漫起。
本实施例中，将此装置置于水面或河面上，配重环2浸没在水中，摄像头11露于水面上，对水质环境进行监测，太阳能板4接收太阳能，并将能量转换为电能储存于蓄电池32中，蓄电池32则放电对直线电机24和单片机31进行供电，使其能够正常工作。
在进行水质检测的时候，通过控制终端发出指令，令单片机31控制直线电机24启动，直线电机24带动集水筒6下潜，伸入水中，在其下移的过程中，随着检测杆51对调节板62的压力不断减小，在拉伸弹簧的作用下，调节板62上弹，挡住插孔62，随着集水筒6不断向下伸入水中，当达到预定水域时，由单片机31控制电动推杆64启动，令其带动挡板65下移，露出进水口，然后暂停(暂停时，挡板65的顶端与进水口的底端齐平)，水从进水口流入集水筒6内，当水位漫过水位传感器66时，水位传感器66发出信号控制电动推杆64再次启动，并带动挡板65向上移动，挡住进水口63，随即，直线电机34启动，带动集水筒6向上移动，并最后移出水面；
当集水筒6上移进入腔体内时，在继续上移时，检测杆51从插孔61插入并与调节板62接触，随即将调节板62向下压动，当压至与集水筒6内的水面接触时，继续下压，使得水向上漫起，并将检测杆51的端部浸没在其中，当距离传感器52监测的距离为0时，集水筒6的顶壁与固定板5接触，此时检测杆51的端部完全浸没在水里，此时，检测杆51上的各个传感器即可对水质相关数据进行监测分析，并将数据传输给单片机31，再由单片机31传输至控制终端，在接收到全部数据后，在控制单片机31，令其驱动电动单向阀67启动，将水排出，排出后关闭电动单向阀67。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于物联网的河长制水文水质监测装置，包括浮座(1)、机盒(3)和太阳能板(4)，其特征在于，所述浮座(1)、机盒(3)和太阳能板(4)自下向上依次连接固定，浮座(1)的底部安装有配重环(2)，且其外壁上嵌有多个摄像头(11)，机盒(3)内设有单片机(31)、蓄电池(32)和直线电机(34)，蓄电池(32)与太阳能板(4)相连接，且还分别与单片机(31)和直线电机(34)连接，直线电机(34)的输出轴端部连接有集水筒(6)，浮座(1)内开设有底部敞口设置的腔体，集水筒(6)位于腔体内，且腔体的顶壁上焊有固定板(5)，固定板(5)的底壁上均匀设有四组检测杆(51)，四组检测杆(51)的端部分别嵌有pH传感器、水温传感器、溶氧量传感器和浊度传感器；
所述集水筒(6)的侧壁上开设有进水口(63)，且其顶壁上开设有多个与检测杆(51)相适配的插孔(61)，进水口(63)内活动设有挡板(65)，且集水筒(6)内通过拉伸弹簧活动设有调节板(62)，并且集水筒(6)的底部设有排水机构。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的河长制水文水质监测装置，其特征在于，所述浮座(1)的底壁上焊有四组“L”型的支架(12)，配重环(2)卡于四个支架(12)之间。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的河长制水文水质监测装置，其特征在于，所述机盒(3)的外壁上连接有外延且与单片机(31)相连接的RS485总线。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的河长制水文水质监测装置，其特征在于，所述固定板(5)的底壁上嵌有环形的距离传感器(52)。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的河长制水文水质监测装置，其特征在于，所述排水机构为电动单向阀(67)，电动单向阀(67)嵌在集水筒(6)的底壁中间。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的河长制水文水质监测装置，其特征在于，所述挡板(65)的一侧端壁上连接有电动推杆(64)，电动推杆(64)嵌在集水筒(6)内，且电动推杆(64)与单片机(31)之间通过电信号连接。
7.根据权利要求1所述的基于物联网的河长制水文水质监测装置，其特征在于，所述集水筒(6)的一侧内壁上嵌有水位传感器(66)，并且所述调节板(62)与集水筒(6)的内壁之间留有空隙。
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