CN204514907U - 一种远程水质监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种远程水质监测系统，包括监测节点、数据集中器，所述数据集中器通过无线收发单元与监测节点无线连接，所述数据集中器包括控制单元、无线收发单元、蓄电池、GPRS收发单元，GPRS收发单元、无线收发单元、蓄电池分别与控制单元电连接。本实用新型具有监测节点体积小、功耗低，传感器测量参数种类多样的特点，通过太阳能给蓄电池充电，从而不需要市电供电，避免了监测点固定的缺陷，同时具有可监测多个水域的优点，安装方便，易于搬迁，节省了人力成本、智能化，让繁琐的事情简单化，而且也提高了监测效率。

Description

一种远程水质监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种水质环境监测系统，具体涉及一种可以自动采集数据进行传输和远程监测控制的远程水质监测系统。

背景技术

水是人类赖以生存的自然资源，随着环境污染的不断加剧，人们对水质的现场监测技术提出了更高的要求。水质监测主要是对水的电导率、温度、PH值以及溶解氧等多种参数的监测。

目前，公知的水质环境监测分为两种，一种是采用简单的便携式水质监测仪人工采样、实验室分析的方式；另一种采用由远程监测中心和若干个监测子站组成的水环境监测系统。前者无法对水环境参数远程实时监测，测量参数单一。劳动强度大、数据采集慢，无法全方位、全天候反映水环境动态变化。后者虽能反映动态变化，但一般都采用有线监测站，系统成本高，监测范围固定，监测面积小。而时下新兴的zigbee无线传感网络恰能解决以上两种问题，它具有低功耗、高质量、低成本的双向传输等特点，在水环境监测中显现出特有的优势，可以方便的实现大范围水域的实时监测。另外，虽然也有一些利用无线传感网络的监测技术，但其结构设置不够科学合理，影响了监测结果的准确性。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷和问题，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种持续监测水质、且监测更加准确可靠，监测快捷实时的远程水质监测系统。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种远程水质监测系统，包括监测节点、数据集中器，所述数据集中器通过无线收发单元与监测节点无线连接，所述数据集中器包括控制单元、无线收发单元、蓄电池、GPRS收发单元，GPRS收发单元、无线收发单元、蓄电池分别与控制单元电连接。监测节点在水中定期采集水质数据，并通过无线方式传给水质监测数据集中器。GPRS收发单元能够相隔遥远的距离在数据集中器与远程终端中传输数据信息，从而使监测范围更大、距离更远。

优选的，所述数据集中器包括太阳能控制单元，所述太阳能控制单元与蓄电池电连接。所述太阳能板控制单元中太阳能板可在光照时给蓄电池充电，延长使用时间，即环保又安全。

优选的，所述数据集中器还包括GPS单元，GPS单元与控制单元电连接。GPS单元能提供数据集中器的位置数据，从而使远程终端能对系统进行定位。

优选的，所述数据集中器还包括壳体、重力球、平衡浮漂和天线，所述控制单元、无线收发单元、蓄电池、GPRS收发单元、GPS单元设置于壳体内部，太阳能控制单元设于壳体上部，重力球设于壳体下部，多个平衡浮漂通过连接杆均匀与壳体固定连接，天线竖直固定于平衡浮漂上，分别与无线收发单元、GPRS收发单元电连接。

优选的，所述监测节点包括控制单元、无线收发单元、蓄电池、采集单元，采集单元、无线收发单元、蓄电池分别与控制单元电连接。

优选的，所述监测节点也包括太阳能控制单元，所述太阳能控制单元与蓄电池电连接。

优选的，所述监测节点还包括壳体、重力球、保护壳、平衡浮漂、天线，监测节点的控制单元、无线收发单元、蓄电池设于壳体内部，太阳能控制单元设于壳体上部，平衡浮漂通过连接杆与壳体固定连接，天线竖直固定于壳体上部，与无线收发单元电连接，保护壳与壳体下部固定连接，采集单元设于保护壳内部，保护壳为设有长方形孔的圆柱筒形栅栏式结构，重力球与保护壳下端固定连接。

优选的，所述监测节点还包括牵引杆、滑动槽，所述滑动槽位于壳体的垂直平面上，所述牵引杆一端与滑动槽滑动连接，另一端设有牵引孔。

优选的，所述牵引杆设有牵引孔的一端还设有倾角传感器，所述倾角传感器与监测节点的控制单元电连接。

优选的，所述数据集中器和监测节点的无线收发单元均为zigbee无线传感网络单元。

本实用新型中，一个水域的监测系统由一个水质监测集中器和多个水质监测节点组成。不同节点将采集的数据传输给集中器，集中器将各结点数据以及GPS数据打包后一同发送。数据集中器安装在水环境监测节点围绕的中心区域，水质监测节点定期通过无线收发单元将采集数据发送给对应的水质监测集中器，水质监测集中器再将GPS单元的位置数据及无线接收到水质监测节点的数据一并通过GPRS网络传输给远程终端的后台服务器，再进一步保存、分析、处理和显示等。重力球、平衡浮漂使设备在水中保持平衡、天线竖直朝上，太阳能控制单元朝上，给蓄电池供电。保护壳保护采集单元不受损，周围的长方形孔让水与采集单元充分接触，测量数据更准确。监测节点的牵引杆可用于栓固定长度的锚绳，防止设备顺水移动。收起锚绳，可移动设备，便于按需要移动到不同地点监测。同时，锚绳可以带动倾角传感器上下滑动，倾角传感器可以根据锚绳长度及角度经过三角计算可得出该域水深。本实用新型的监测节点体积小、功耗低，传感器测量参数种类多样(M45453多参数水质检测传感器，可同时测量多达17项水质参数，包括pH值、温度、溶解氧、电导率、浊度、氨氮浓度和氯化物浓度等参数)。太阳能板给蓄电池充电，蓄电池为系统提供电能，不需要市电供电，这样避免了监测点固定的缺陷。因此，本实用新型具有可同时监测多个水域的优点，且使用的电压均为安全电压，安装方便，易于搬迁，节省了人力成本、智能化，让繁琐的事情简单化，而且也提高了监测效率。

附图说明

图1为本实用新型远程水质监测系统实施例的电路结构示意图；

图2为本实用新型远程水质监测系统实施例数据集中器的结构示意图；

图3为本实用新型远程水质监测系统实施例监测节点的结构示意图；

其中：11.壳体，12.壳体，21.平衡浮漂，22.平衡浮漂，31.重力球，32.重力球，41.天线，42.天线，43.天线，51.太阳能控制单元，52.太阳能控制单元，61.连接杆，62.连接杆，7.保护壳，8.滑动槽，9.牵引杆，91.牵引孔，92.倾角传感器，93.电连接线。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1、图2、图3所示，一种远程水质监测系统，包括监测节点、数据集中器，所述数据集中器通过无线收发单元与监测节点无线连接，所述数据集中器包括控制单元、无线收发单元、蓄电池、GPRS收发单元，GPRS收发单元、无线收发单元、蓄电池分别与控制单元电连接。监测节点在水中定期采集水质数据，并通过无线方式传给水质监测数据集中器。GPRS收发单元能够相隔遥远的距离在数据集中器与远程终端中传输数据信息，从而使监测范围更大、距离更远。

参照图1、图2所示，所述数据集中器包括太阳能控制单元51，所述太阳能控制单元51与蓄电池电连接。所述太阳能板控制单元中太阳能板可在光照时给蓄电池充电，延长使用时间，即环保又安全。

所述数据集中器还包括GPS单元，GPS单元与控制单元电连接。GPS单元能提供数据集中器的位置数据，从而使远程终端能对系统进行定位。

所述数据集中器还包括壳体11、重力球31、平衡浮漂21和天线41、42，所述控制单元、无线收发单元、蓄电池、GPRS收发单元、GPS单元设置于壳体11内部，太阳能控制单元51设于壳体11上部，重力球31设于壳体11下部，多个平衡浮漂21通过连接杆61均匀与壳体11固定连接，天线41、42竖直固定于平衡浮漂21上，分别与无线收发单元、GPRS收发单元电连接。

参照图1、图3所示，所述监测节点包括控制单元、无线收发单元、蓄电池、采集单元，采集单元、无线收发单元、蓄电池分别与控制单元电连接。

所述监测节点也包括太阳能控制单元52，所述太阳能控制单元52与蓄电池电连接。

所述监测节点还包括壳体12、重力球32、保护壳7、平衡浮漂22、天线43，监测节点的控制单元、无线收发单元、蓄电池设于壳体12内部，太阳能控制单元52设于壳体12上部，平衡浮漂22通过连接杆62与壳体12固定连接，天线43竖直固定于壳体12上部，与无线收发单元电连接，保护壳7与壳体12下部固定连接，采集单元设于保护壳7内部，保护壳7为设有长方形孔的圆柱筒形栅栏式结构，重力球32与保护壳7下端固定连接。

所述监测节点还包括牵引杆9、滑动槽8，所述滑动槽8位于壳体12的垂直平面上，所述牵引杆9一端与滑动槽8滑动连接，另一端设有牵引孔91。

所述牵引杆9设有牵引孔91的一端还设有倾角传感器92，所述倾角传感器92与监测节点的控制单元通过电连接线93连接。

由于时下新兴的zigbee无线传感网络具有低功耗、高质量、低成本的双向传输等特点，在水环境监测中显现出特有的优势，可以方便的实现大范围水域的实时监测，本实用新型中优选zigbee无线传感网络单元作为数据集中器和监测节点的无线收发单元。

最后应说明的是：以上所述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种远程水质监测系统，其特征在于，包括监测节点、数据集中器，所述数据集中器通过无线收发单元与监测节点无线连接，所述数据集中器包括控制单元、无线收发单元、蓄电池、GPRS收发单元，GPRS收发单元、无线收发单元、蓄电池分别与控制单元电连接。

2.根据权利要求1所述的远程水质监测系统，其特征在于，所述数据集中器包括太阳能控制单元，所述太阳能控制单元与蓄电池电连接。

3.根据权利要求2所述的远程水质监测系统，其特征在于，所述数据集中器还包括GPS单元，GPS单元与控制单元电连接。

4.根据权利要求3所述的远程水质监测系统，其特征在于，所述数据集中器还包括壳体、重力球、平衡浮漂和天线，所述控制单元、无线收发单元、蓄电池、GPRS收发单元、GPS单元设置于壳体内部，太阳能控制单元设于壳体上部，重力球设于壳体下部，多个平衡浮漂通过连接杆均匀与壳体固定连接，天线竖直固定于平衡浮漂上，分别与无线收发单元、GPRS收发单元电连接。

5.根据权利要求1、2或3所述的远程水质监测系统，其特征在于，所述监测节点包括控制单元、无线收发单元、蓄电池、采集单元，采集单元、无线收发单元、蓄电池分别与控制单元电连接。

6.根据权利要求5所述的远程水质监测系统，其特征在于，所述监测节点包括太阳能控制单元，所述太阳能控制单元与蓄电池电连接。

7.根据权利要求6所述的远程水质监测系统，其特征在于，所述监测节点还包括壳体、重力球、保护壳、平衡漂浮、天线，监测节点的控制单元、无线收发单元、蓄电池设于壳体内部，太阳能控制单元设于壳体上部，平衡浮漂通过连接杆与壳体固定连接，天线竖直固定于壳体上部，与无线收发单元电连接，保护壳与壳体下部固定连接，采集单元设于保护壳内部，保护壳为设有长方形孔的圆柱筒形栅栏式结构，重力球与保护壳下端固定连接。

8.根据权利要求7所述的远程水质监测系统，其特征在于，所述监测节点还包括牵引杆、滑动槽，所述滑动槽位于壳体的垂直平面上，所述牵引杆一端与滑动槽滑动连接，另一端设有牵引孔。

9.根据权利要求8所述的远程水质监测系统，其特征在于，所述牵引杆设有牵引孔的一端还设有倾角传感器，所述倾角传感器与监测节点的控制单元电连接。

10.根据权利要求9所述的远程水质监测系统，其特征在于，所述数据集中器和监测节点的无线收发单元均为zigbee无线传感网络单元。