CN201955884U - 多参数水质监测无线传感装置 - Google Patents
多参数水质监测无线传感装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201955884U CN201955884U CN2010205892587U CN201020589258U CN201955884U CN 201955884 U CN201955884 U CN 201955884U CN 2010205892587 U CN2010205892587 U CN 2010205892587U CN 201020589258 U CN201020589258 U CN 201020589258U CN 201955884 U CN201955884 U CN 201955884U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water quality
- module
- quality monitoring
- sensor
- communication
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
多参数水质监测无线传感装置，包括传感器模块、数据处理模块、通信与传输模块和电源模块，传感器模块、数据处理模块和通信与传输模块依次连接，电源模块提供电源；传感器模块包括多种水质监测传感器，所有水质监测传感器的输出输入模拟多路复用器，模拟多路复用器的输出信号依次输入信号调理电路和A/D转换电路。本新型实用技术可广泛应用于各种大面积水产养殖的水质监测中，采用太阳能蓄电池，节约能源，降低成本，简化电路，提高节点工作的可靠性；将ZigBee技术与GPRS结合，形成远程数据获取平台。
Description
技术领域
本实用新型涉及水质监测传感器，用于江、河、湖泊与水库等大面积淡水养殖水质监测，为一种多参数水质监测无线传感装置。
背景技术
传统的水质监测，由分设在监测区域的传感进行水质监测，监测水质参数包括温度、PH值、电导率（盐份）、硝酸根离子浓度、氨根离子浓度、化学需氧量（BOD）与生物化学需氧量（COD）共7种参数，将各个传感器采集到各种水质监测参数，在现场分别通过有线的或无线的方式，由模拟量转换成数字量，再进行存储、分析。这种监测费工、费时、成本高，各个传感器采集的数据独立，不易关联分析，且不能实时提供监测参数。
发明内容
本实用新型要解决的问题是：传统的水质监测费工、费时、成本高，且不能实时提供监测参数，不能满足使用需求。
本实用新型的技术方案为：多参数水质监测无线传感装置，包括传感器模块、数据处理模块、通信与传输模块和电源模块，传感器模块、数据处理模块和通信与传输模块依次连接，电源模块提供电源；传感器模块包括多种水质监测传感器，所有水质监测传感器的输出输入模拟多路复用器，模拟多路复用器的输出信号依次输入信号调理电路和A/D转换电路。
传感器模块的多种水质监测传感器包括PH值传感器、温度传感器、电导率传感器、含氧量传感器、氨根离子浓度传感器和硝酸根离子浓度传感器。
数据处理模块的处理器为C8051F系列单片机；通信与传输模块采用Zigbee传输模块，射频收发器采用CC2420芯片；电源模块包括太阳能电池板、能量存储器和后备能量存储器，其中能量存储器为超级电容，后备能量存储器为锂电池。
多参数水质监测无线传感装置与汇聚节点装置连接，构成传感网络系统，所述汇聚节点装置包括远程数据获取模块、数据处理模块、通信与传输模块和电源模块，远程数据获取模块为GPRS通信模块。
本实用新型提供了一种实时且同时监测水质中的七个参数，能够利用太阳能蓄电池进行自供电节约能源，通过Zigbee方式实现局部无线通信，并用GPRS模块实现局部无线到远程无线的连结。
本实用新型水质监测传感器接收到多路水质参数信号，经模拟多路复用器，变为一路输出，再经信号调理电路将传感的微弱信号放大，经模数转换器后变成数字信号，经数据处理模块处理，再送入通信与传输模块，通信与传输模块内部固化ZigBee协议，将检监测的数据发射出去，实现应用无线传感器网络进行水质监测。多参数水质监测无线传感装置与汇聚节点装置连接，可以构成传感网络系统，GPRS模块实现与Internet进行数据交换，能够通过局部无线传感器网络与Internet网络结合，远程完成大面积水产养殖的七种水质参数的监测。
本新型实用技术可广泛应用于各种大面积水产养殖的水质监测中，有如下的积极效果：
（1）采用太阳能蓄电池，节约能源，降低成本，充分利用大面积水产养殖的自然资源；
（2）水质监测的参数传输速率要求不高，采用模拟多路复接器，简化电路，提高节点工作的可靠性；
（3）将ZigBee技术与GPRS结合，形成远程数据获取平台，GPRS技术成熟，成本低。
附图说明
图1为本实用新型结构框图。
图2为本实用新型传感器模块的结构图。
图3为本实用新型数据处理模块的结构图。
图4为本实用新型通信与传输模块的原理图。
图5为本实用新型电源模块的原理图。
图6为本实用新型连接的汇聚节点的结构图。
图7为本实用新型通信与传输模块的CC2420芯片与数据处理模块的C8051F芯片接口示意图。
具体实施方式
如图1和图2，本实用新型包括传感器模块1、数据处理模块2、通信与传输模块3和电源模块4，传感器模块1、数据处理模块2和通信与传输模块3依次连接，电源模块4提供电源；传感器模块1包括多种水质监测传感器，所有水质监测传感器的输出输入模拟多路复用器6，模拟多路复用器6的输出信号依次输入信号调理电路7和A/D转换电路8。 传感器模块1的多种水质监测传感器包括PH值传感器、温度传感器、电导率传感器、含氧量传感器、氨根离子浓度传感器和硝酸根离子浓度传感器。
在传感器模块设有监测温度、PH值、电导率（盐份）、硝酸根离子浓度、氨根离子浓度、化学需氧量（BOD）与生物化学需氧量（COD）共7种参数的六种传感器，获取监测水质的特征信号，这些信号是多路并行的，且都是模拟信号，信号也很微弱，这些并行信号经过模拟多路复用器6转换为串行输出，并经信号调理电路7进行滤波与放大，再经过AD转换电路8转换成数字信号，进入数据处理模块2。
数据处理模块2是整个节点装置的核心，采用微处理器，所有的任务调度、功能协调、通信协议，数据采集与数据处理程序都将在这个模块的支持下完成，所以微处理器的选择在节点设计中是至关重要的。根据无线传感器网络中使用微处理器的特点与要求，且根据课题的实际需要，本节点装置选择C8051F系列单片机作为微处理器。
通信与传输模块3采用Zigbee传输方式，选用的CC2420芯片是TI公司推出的首款符合2.4GHZ的IEEE 802.15.4标准的射频收发器，也是第一款适用于ZigBee产品的RF器件。
CC2420与C8051F系列单片机采用SPI连结方式，如图7所示，可以充分发挥SPI接口高效率以及CC2420高速无线传输的优势，具有较大的数据吞吐量。
传感器模块1、数据处理模块2和通信与传输模块3，必须要与电源模块4结合形成一个整体的传感器节点装置，电源模块4主要考虑无线传感器网络节点的低功耗电源管理策略，CC2420通信单元板上的PCB天线和功率放大电路，微处理器，传感器信号调理电路等用电问题。电源模块4如图5所示。模块包括太阳能电池板、能量存储器件及后备能量存储器件，太阳能电池板负责将太阳能转换成电能，能量存储器采用超级电容，负责存储太阳能电池采集到的能量，并为无线传感器网络节点供电。后备能量存储器由锂电池组成，是节点装置在紧急情况下的能量来源。
电源模块自身监控能量存储和后备能量存储器的能量大小状态，根据能量状态控制这些能量存储器为节电装置供电，并且控制太阳能电池为能量存储器补充能量。
上述实施例是对无线传感器网络中节点装置一般传输采集信号的节点进行描述的，如果是需要大面积的水质监测，多参数水质监测无线传感装置与汇聚节点装置连接，构成传感网络系统，所述汇聚节点装置包括远程数据获取模块5、数据处理模块2、通信与传输模块3和电源模块4，远程数据获取模块5为GPRS通信模块，如图6所示，具体实施描述如下：汇聚节点主要作用：接收来自多参数水质监测无线传感装置的监测数据，并对数据进行校正、融合等处理，然后发给监测中心；对于监控中心所发的指令进行相应的处理。汇聚节点的接收数据部分，还是CC2420无线收发芯片，可以统一传输协议，保证传输的可靠性；由于还要进行数据处理，汇聚节点就不附加传感器，以提高处理器对数据处理的能力，数据处理模块同样采用C8051F系列单片机；监测中心远离监测点，如果采用专用线传输方式在实际应用中成本较高，采用现有的GPRS网络可以实现数据的远程传输，由于其按流量计费，运行成本比较低。采用西门子公司的MC55GPRS模块来设计实现数据的远程传输。MC55GPRS模块内嵌的TCP/IP协议，大大降低了设计的难度，同时也提高了微处理器处理其它数据的能力。它一方面通过CC2420与传感器网络相连接，另一方面通过GPRS通信模块与Internet外部网络连接。实现两种协议直接转换，发布监测中心的监测任务，把收集的数据发送到Internet网络相连的检测中心。
Claims (4)
1.多参数水质监测无线传感装置，其特征是包括传感器模块（1）、数据处理模块（2）、通信与传输模块（3）和电源模块（4），传感器模块（1）、数据处理模块（2）和通信与传输模块（3）依次连接，电源模块（4）提供电源；传感器模块（1）包括多种水质监测传感器，所有水质监测传感器的输出输入模拟多路复用器（6），模拟多路复用器（6）的输出信号依次输入信号调理电路（7）和A/D转换电路（8）。
2.根据权利要求1所述的多参数水质监测无线传感装置，其特征是传感器模块（1）的多种水质监测传感器包括PH值传感器、温度传感器、电导率传感器、含氧量传感器、氨根离子浓度传感器和硝酸根离子浓度传感器。
3.根据权利要求1所述的多参数水质监测无线传感装置，其特征是数据处理模块（2）的处理器为C8051F系列单片机；通信与传输模块（3）采用Zigbee传输模块，射频收发器采用CC2420芯片；电源模块（4）包括太阳能电池板、能量存储器和后备能量存储器，其中能量存储器为超级电容，后备能量存储器为锂电池。
4.根据权利要求1或2或3所述的多参数水质监测无线传感装置，其特征是多参数水质监测无线传感装置与汇聚节点装置连接，构成传感网络系统，所述汇聚节点装置包括远程数据获取模块（5）、数据处理模块（2）、通信与传输模块（3）和电源模块（4），远程数据获取模块（5）为GPRS通信模块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010205892587U CN201955884U (zh) | 2010-11-03 | 2010-11-03 | 多参数水质监测无线传感装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010205892587U CN201955884U (zh) | 2010-11-03 | 2010-11-03 | 多参数水质监测无线传感装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201955884U true CN201955884U (zh) | 2011-08-31 |
Family
ID=44499988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010205892587U Expired - Fee Related CN201955884U (zh) | 2010-11-03 | 2010-11-03 | 多参数水质监测无线传感装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201955884U (zh) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102736569A (zh) * | 2011-04-13 | 2012-10-17 | 伯英孚水质科技(苏州)有限公司 | 一种多路水质在线监控系统 |
| CN102944659A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-02-27 | 武汉邮电科学研究院 | 用于检测工业污水水质的无线传感器 |
| CN103002486A (zh) * | 2012-03-27 | 2013-03-27 | 李岳华 | 基于gprs/gsm网络的中继站远程无线监控系统 |
| CN103024941A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-04-03 | 杭州电子科技大学 | 一种基于无线传感网络的实时水文监测传输系统及方法 |
| CN103287549A (zh) * | 2013-04-10 | 2013-09-11 | 暨南大学 | 一种智能水质监测与水面清理船 |
| CN103529185A (zh) * | 2012-07-02 | 2014-01-22 | 杭州诺普泰克仪器仪表有限公司 | 一种智能型多参数在线水质分析仪 |
| CN103543253A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-01-29 | 中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所 | 一种风电机组齿轮箱油液在线式监测系统组网通讯方法 |
| CN103645290A (zh) * | 2013-11-30 | 2014-03-19 | 中山欧麦克仪器设备有限公司 | 一种水质在线检测仪 |
| CN103792330A (zh) * | 2014-01-25 | 2014-05-14 | 安徽理工大学 | 无线传感水质监测预警系统 |
| CN103871218A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-06-18 | 福州大学 | 基于单片机的海洋洋面ph值检测及无线传输系统 |
| CN104457847A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-25 | 浙江沁园水处理科技有限公司 | 带有快速接头的水质监测装置 |
| CN105052717A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-11-18 | 杭州阳田农业设备有限公司 | 一种带有硝酸根离子浓度检测功能的植物工厂 |
| CN105759001A (zh) * | 2014-12-18 | 2016-07-13 | 镇江坤泉电子科技有限公司 | 基于ZigBee湖泊水指标实时监测系统 |
| CN106251603A (zh) * | 2016-09-10 | 2016-12-21 | 洛阳理工学院 | 一种无线传感器系统及无线传感器装置 |
| CN107976144A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-05-01 | 江苏泰斯特电子设备制造有限公司 | 一种无线微功耗应变仪 |
| CN108318938A (zh) * | 2012-10-24 | 2018-07-24 | 梅特拉森斯有限公司 | 用于检测受保护门口组件处铁磁性物体的装置 |
| WO2019000174A1 (zh) * | 2017-06-26 | 2019-01-03 | 深圳瀚飞科技开发有限公司 | 基于单片机的水产养殖监控系统和监控方法 |
| CN109831754A (zh) * | 2017-11-23 | 2019-05-31 | 核工业西南物理研究院 | 一种无线传感网络与gprs的鱼塘监测装置 |
-
2010
- 2010-11-03 CN CN2010205892587U patent/CN201955884U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102736569A (zh) * | 2011-04-13 | 2012-10-17 | 伯英孚水质科技(苏州)有限公司 | 一种多路水质在线监控系统 |
| CN103002486A (zh) * | 2012-03-27 | 2013-03-27 | 李岳华 | 基于gprs/gsm网络的中继站远程无线监控系统 |
| CN103529185A (zh) * | 2012-07-02 | 2014-01-22 | 杭州诺普泰克仪器仪表有限公司 | 一种智能型多参数在线水质分析仪 |
| CN108318938A (zh) * | 2012-10-24 | 2018-07-24 | 梅特拉森斯有限公司 | 用于检测受保护门口组件处铁磁性物体的装置 |
| US10438474B2 (en) | 2012-10-24 | 2019-10-08 | Metrasens Limited | Apparatus for detecting ferromagnetic objects at a protected doorway assembly |
| US10431067B2 (en) | 2012-10-24 | 2019-10-01 | Metrasens Limited | Apparatus for detecting ferromagnetic objects at a protected doorway assembly |
| CN102944659A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-02-27 | 武汉邮电科学研究院 | 用于检测工业污水水质的无线传感器 |
| CN103024941A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-04-03 | 杭州电子科技大学 | 一种基于无线传感网络的实时水文监测传输系统及方法 |
| CN103287549A (zh) * | 2013-04-10 | 2013-09-11 | 暨南大学 | 一种智能水质监测与水面清理船 |
| CN103543253A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-01-29 | 中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所 | 一种风电机组齿轮箱油液在线式监测系统组网通讯方法 |
| CN103645290A (zh) * | 2013-11-30 | 2014-03-19 | 中山欧麦克仪器设备有限公司 | 一种水质在线检测仪 |
| CN103792330A (zh) * | 2014-01-25 | 2014-05-14 | 安徽理工大学 | 无线传感水质监测预警系统 |
| CN103871218A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-06-18 | 福州大学 | 基于单片机的海洋洋面ph值检测及无线传输系统 |
| CN104457847A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-25 | 浙江沁园水处理科技有限公司 | 带有快速接头的水质监测装置 |
| CN105759001A (zh) * | 2014-12-18 | 2016-07-13 | 镇江坤泉电子科技有限公司 | 基于ZigBee湖泊水指标实时监测系统 |
| CN105052717A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-11-18 | 杭州阳田农业设备有限公司 | 一种带有硝酸根离子浓度检测功能的植物工厂 |
| CN106251603A (zh) * | 2016-09-10 | 2016-12-21 | 洛阳理工学院 | 一种无线传感器系统及无线传感器装置 |
| WO2019000174A1 (zh) * | 2017-06-26 | 2019-01-03 | 深圳瀚飞科技开发有限公司 | 基于单片机的水产养殖监控系统和监控方法 |
| CN109831754A (zh) * | 2017-11-23 | 2019-05-31 | 核工业西南物理研究院 | 一种无线传感网络与gprs的鱼塘监测装置 |
| CN107976144A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-05-01 | 江苏泰斯特电子设备制造有限公司 | 一种无线微功耗应变仪 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201955884U (zh) | 多参数水质监测无线传感装置 | |
| CN101261261B (zh) | 基于ZigBee无线技术的水环境监测系统 | |
| CN101281187B (zh) | 基于ZigBee无线技术的水环境监测节点 | |
| CN201937833U (zh) | 基于无线传感器网络的远程智能抄表系统 | |
| CN201173928Y (zh) | 一种水环境监测装置 | |
| CN103941312A (zh) | 一种远程雨量监测系统 | |
| CN201117071Y (zh) | 测量温度的低功耗无线传感器节点 | |
| CN204557109U (zh) | 一种水产养殖精准管理系统 | |
| CN203340309U (zh) | 基于北斗卫星通信的Zigbee无线传感器网关 | |
| CN103313280A (zh) | 一种用于奶牛定位的装置和方法 | |
| CN206975819U (zh) | 基于LoRa无线技术的采集器 | |
| CN107360579B (zh) | 一种基于无线网络及大数据的电力监控方法及系统 | |
| CN205195395U (zh) | 一种太阳能供电的无线传感器的网络节点模块 | |
| CN202661192U (zh) | 一种基于ZigBee技术的物联网无线温度测量系统 | |
| CN201937834U (zh) | 远距离自动采样测量空气质量的无线传感器节点 | |
| CN203758998U (zh) | 一种使用太阳能的基于ZigBee无线通信技术的蓝藻监测器 | |
| CN204903755U (zh) | 一种基于zigbee的防丢装置 | |
| CN209858567U (zh) | 一种基于卫星的土壤墒情监测装置 | |
| Bdiri et al. | Wireless sensor nodes using energy harvesting and B-Mac protocol | |
| Wang et al. | Agriculture wireless temperature and humidity sensor network based on ZigBee technology | |
| CN207782837U (zh) | 一种适用于远距离sdi-12传感器数据实时传输的桥接设备 | |
| CN203241107U (zh) | 一种水位遥测系统 | |
| CN103648185A (zh) | 水环境无线传感监测网汇聚节点 | |
| CN203349866U (zh) | 一种无线温湿度采集设备 | |
| CN203465831U (zh) | 一种基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110831 Termination date: 20151103 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |