CN114924052A - 基于深度传感器的水质监测频率控制方法及系统 - Google Patents

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CN114924052A CN202210584500.9A CN202210584500A CN114924052A CN 114924052 A CN114924052 A CN 114924052A CN 202210584500 A CN202210584500 A CN 202210584500A CN 114924052 A CN114924052 A CN 114924052A
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张学治
刘青玲
蔡耀阳
徐聪
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Zhejiang Kexin Algae Technology Co ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01B21/18—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring depth

Abstract

本发明涉及水质监测技术领域，具体涉及一种基于深度传感器的水质监测频率控制方法及系统，包括以下步骤：水质传感器通电后，判断水质传感器在水面上方，并持续5min,则进入休眠状态，若水质传感器在水面的下方，则进入数据采集状态，同时判断是否采集不同深度的水质数据，若否则采集当前数据输出，若是则确定监测点位之间的距离，根据监测点位间距/平均速度得到水质传感器的数据采集频率；不同深度水质监测完成时，水质传感器上传数据或继续在固定深度进行采集水质数据并进行定期回传数据。本发明避免了传统无效数据一直采集和传输的负荷，减少了人为筛查数据的麻烦，数据采集和传输频率可变，水质传感器在水面上方其处于休眠状态，可做到低功耗。

Description

基于深度传感器的水质监测频率控制方法及系统
技术领域
本发明涉及水质监测技术领域，具体涉及一种基于深度传感器的水质监测频率控制方法及系统。
背景技术
现行的水质监测手段主要是采用水质传感器对需要监测的水域进行固定水深监测或是不同深度的连续监测，而数据采集和传输往往是固定某一频率进行采集和传输，很难根据实际的监测任务做到自动调节，若监测频率不进行调节，则出现过多的无效数据采集和传输；一般客户端拿到水质监测数据后，还要根据实际情况，进行人为数据的筛选。
在专利号为201410114162.8的中国发明专利文件中，提供了水质传感器入水深度可自动调节的水质参数监测分析终端，利用电机带动转轴转动调节入水深度，且入水深度的监测依赖于传感器的电压信号转换为传感器所在水中的深度。
该专利虽有深度传感器，入水深度也可调，但其水质监测时监测频率不可调，且依赖于有线采集，这就要求供电系统一直在旁边进行供电，限制了水质传感器的应用且高能耗。
基于此，本发明提供一种基于深度判断水质传感器数据采集和传输频率的方法，根据深度传感器感应入水深度和传感器的下降速度来判断数据采集和传输频率，并做到可调。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种基于深度传感器的水质监测频率控制方法及系统，用于解决上述问题。
本发明通过以下技术方案予以实现：
第一方面，本发明提供了一种基于深度传感器的水质监测频率控制方法，包括以下步骤：
S1水质传感器安装完成，判断此刻测定水位深度显示值≤0则进入休眠状态，若深度显示值＞0则进入S2；
S2触发水质传感器进入数据采集状态，同时判断是否采集下不同深度的水质数据，若否则采集当前数据输出，若是则进入S3；
S3确定监测点位之间的距离，根据监测点位间距/平均速度得到水质传感器的数据采集频率；
S4不同深度水质监测完成时，水质传感器上传数据或继续在固定深度进行采集水质数据并进行定期回传数据。
更进一步的，所述方法中，若水质传感器的深度显示值≤0，并持续5min,则水质传感器进入休眠状态。
更进一步的，所述方法中，若水质传感器的深度显示值＞0，则水质传感器进入数据采集状态。
更进一步的，所述方法中，数据采集频率判定如下：水质传感器下降时，其中水深传感器在tn时间内，可以反馈到的深度数值为Hn ，在a个时间间隔内，水质传感器反馈的下降高度为，
Figure 387961DEST_PATH_IMAGE002
则水质传感器的下降速度为 V
Figure 178063DEST_PATH_IMAGE004
则水质传感器的数据采集频率为：f=监测点位间距/平均速度
Figure 27332DEST_PATH_IMAGE006
。
更进一步的，所述方法中，不同深度水质监测完成时，水质传感器出水，触发水质传感器的深度显示值≤0，则水质传感器上传数据。
更进一步的，所述方法中，不同深度水质监测完成时，若水质传感器的深度显示值＞0，即水质传感器在水面下方，每n 小时上传一次数据，其中n大于0。
第二方面，本发明提供了一种基于深度传感器的水质监测频率控制系统，所述系统用于实现第一方面所述的基于深度传感器的水质监测频率控制方法，包括水质传感器及其外接的控制模块。
更进一步的，所述控制模块包括控制芯片、无线通信模块、数据采集存储模块、供电模块和工作状态指示模块。
更进一步的，所述水质传感器包括深度、pH、温度、溶氧、电导率、浊度、叶绿素和蓝绿藻传感器。
本发明的有益效果为：
本发明与传统的固定监测和不同水深监测采集频率固定不变相比，避免了传统无效数据一直采集和传输的负荷，也减少了人为筛查数据的麻烦，与此同时，数据采集和传输频率可变，水质传感器在水面上方，其处于休眠状态，可以做到低功耗。
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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明实施例基于深度判断水质传感器数据采集和传输频率的方法的示意图；
图2为本发明实施例基于深度传感器的水质监测频率控制的工作流程图；
图3为本发明以不同速度下沉水质监测轨迹图；
图4为应用本发明不同水深水质监测时，数据采集频率与传统水质监测数据采集频率比较图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
实施例1
本实施例提供了一种基于深度传感器的水质监测频率控制方法，包括以下步骤：
S1水质传感器安装完成，判断此刻测定水位深度显示值≤0则进入休眠状态，若深度显示值＞0则进入S2；
S2触发水质传感器进入数据采集状态，同时判断是否采集下不同深度的水质数据，若否则采集当前数据输出，若是则进入S3；
S3确定监测点位之间的距离，根据监测点位间距/平均速度得到水质传感器的数据采集频率；
S4不同深度水质监测完成时，水质传感器上传数据或继续在固定深度进行采集水质数据并进行定期回传数据。
本实施例通过水深传感器感知水上水下状体转换，根据该状态转换实现入水即唤醒并开始采集数据，出水即上传数据然后休眠，实现了仪器的智能控制及数据的智能采集。
本实施例通过水深传感器获取深度下降速度，依据深度下降速度控制监测频率的算法，可实现监测频率的自动调节，满足定深低频次与变深高频次监测场景下的不同监测需求。该算法同时满足变深监测时水深间距一定时，不同下降速度下的采样频率的自动调整。
实施例2
在具体实施层面，本实施例提供一种基于深度判断水质传感器数据采集和传输频率的方法，参照图1所示，具体如下：
休眠状态或者数据采集状态判定：若水质传感器的深度显示值≤0，即水质传感器在水面上方，并持续5min,则水质传感器处于休眠状态；若水质传感器的深度显示值＞0，即水质传感器在水面下方，则水质传感器处于数据采集状态。
本实施例数据采集频率判定如下：水质传感器下降时，其中水深传感器在tn时间内，可以反馈到的深度数值为Hn ，在a个时间间隔内，水质传感器反馈的下降高度为，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
则水质传感器的下降速度为 V
Figure 826661DEST_PATH_IMAGE004
则水质传感器的数据采集频率为：f=监测点位间距/平均速度
Figure 818888DEST_PATH_IMAGE006
。
本实施例数据传输频率判定：若水质传感器的深度显示值≤0，即水质传感器在水面上方，则水质传感器上传数据；若水质传感器的深度显示值＞0，即水质传感器在水面下方，每n h上传一次数据，其中n大于0。
实施例3
在具体实施层面，本实施例提供一种基于深度判断水质传感器数据采集和传输频率的方法，参照图2所示其工作流程为：
步骤1：水质传感器入水，触发水质传感器处于数据采集状态；
步骤2：若水质传感器需要采集水下不同深度的水质数据，水质传感器的数据采集频率为：f=监测点位间距/平均速度
Figure 842207DEST_PATH_IMAGE006
。
步骤3：紧接着，若不同深度水质监测时，水质传感器出水，触发水质传感器的深度显示值≤0，则水质传感器上传数据；若水质传感器采集某一固定深度的水质数据，每n h上传一次数据其中n大于0。
实施例4
在结果分析层面，本实施例以不同速度下沉水质监测轨迹图，参照图3所示，首先水质传感器以速度V1下降到水下①点位，则其数据采集频率为f1；再以速度V2下降到水下②点位，则其数据采集频率为f2；再以速度V3下降到水下③点位，则其数据采集频率为f3。
如图4所示，本实施例不同水深水质监测时，数据采集频率与传统水质监测数据采集频率比较。从图中可以看出，不管是驻点监测还是不同水深监测，传统水质监测传感器的监测频率都是固定不变的。应用本发明进行不同水深水质监测时，在驻点监测时，其监测频率较大，在不同水深监测时，其监测频率可根据下降速度进行调节。
实施例5
本实施例提供一种基于深度传感器的水质监测频率控制系统，所包括水质传感器及其外接的控制模块。
本实施例控制模块包括控制芯片、无线通信模块、数据采集存储模块、供电模块和工作状态指示模块。
本实施例水质传感器包括深度、pH、温度、溶氧、电导率、浊度、叶绿素和蓝绿藻传感器。
综上，本发明首次应用在水质监测领域，与传统的固定监测和不同水深监测采集频率固定不变相比，避免了传统无效数据一直采集和传输的负荷，也减少了人为筛查数据的麻烦，与此同时，数据采集和传输频率可变，水质传感器在水面上方，其处于休眠状态，可以做到低功耗。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于深度传感器的水质监测频率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1水质传感器通电后，判断此刻测定水位深度显示值≤0则进入休眠状态，若深度显示值＞0则进入S2；
S2触发水质传感器进入数据采集状态，同时判断是否采集下不同深度的水质数据，若否则采集当前数据输出，若是则进入S3；
S3确定监测点位之间的距离，根据监测点位间距/平均速度得到水质传感器的数据采集频率；
S4不同深度水质监测完成时，水质传感器上传数据或继续在固定深度进行采集水质数据并进行定期回传数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于深度传感器的水质监测频率控制方法，其特征在于，所述方法中，若水质传感器的深度显示值≤0，并持续5min,则水质传感器进入休眠状态。
3.根据权利要求1所述的一种基于深度传感器的水质监测频率控制方法，其特征在于，所述方法中，若水质传感器的深度显示值＞0，则水质传感器进入数据采集状态。
4.根据权利要求1所述的一种基于深度传感器的水质监测频率控制方法，其特征在于，所述方法中，数据采集频率判定如下：水质传感器下降时，其中水深传感器在tn时间内，可以反馈到的深度数值为Hn ，在a个时间间隔内，水质传感器反馈的下降高度为，
Figure 536576DEST_PATH_IMAGE001
则水质传感器的下降速度为 V
Figure 641061DEST_PATH_IMAGE003
则水质传感器的数据采集频率为：f=监测点位间距/平均速度
Figure 612428DEST_PATH_IMAGE004
。
5.根据权利要求1所述的一种基于深度传感器的水质监测频率控制方法，其特征在于，所述方法中，不同深度水质监测完成时，水质传感器出水，触发水质传感器的深度显示值≤0，则水质传感器上传数据。
6.根据权利要求5所述的一种基于深度传感器的水质监测频率控制方法，其特征在于，所述方法中，不同深度水质监测完成时，若水质传感器的深度显示值＞0，即水质传感器在水面下方，每n 小时上传一次数据，其中n大于0。
7.一种基于深度传感器的水质监测频率控制系统，所述系统用于实现如权利要求1-6任一项所述的基于深度传感器的水质监测频率控制方法，其特征在于，包括水质传感器及其外接的控制模块。
8.根据权利要求7所述的一种基于深度传感器的水质监测频率控制系统，其特征在于，所述控制模块包括控制芯片、无线通信模块、数据采集存储模块、供电模块和工作状态指示模块。
9.根据权利要求7所述的一种基于深度传感器的水质监测频率控制系统，其特征在于，所述水质传感器包括深度、pH、温度、溶氧、电导率、浊度、叶绿素和蓝绿藻传感器。
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