CN205449785U - 一种基于物联网的高精度水质传感监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于物联网的高精度水质传感监测系统，包括智能通讯终端和若干水质检测装置，所述水质检测装置与智能通讯终端无线连接，该基于物联网的高精度水质传感监测系统通过无线通讯模块实现了工作人员对各个水域的实时监控；通过光源检测模块、温度检测模块和全球定位模块确定水域的位置以后，对水域的温度和水质的浊度进行实时检测，提高了系统的监测范围；同时在光源检测电路中，通过第一可调电阻，能够实现测量精度和灵敏度的调节，从而能够满足不同强度和不同型号的光源的检测要求的同时，还提高了检测的精确度，而且通过第一电容对基准电压进行滤波，防止干扰信号对基准电压进行干扰，从而提高了检测的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于物联网的高精度水质传感监测系统。
背景技术
随着城市建设的不断进行，城市污染也越来越严重，城市周边的湖泊，也深受其害。为了减少为周边水源的污染，现在人们开始增加对水质的监测力度。
在现在的水质监测系统中，大多数都是采用监测站，对固定几个点进行实时监测，虽然能够实现对该区域的水质监测，但是由于监测站的投入大，限制了其监测范围。随着电力电子技术的不断发展，现在开始采用浮标的方式，通过浮标对各处的水质进行检测，从而来提高监测范围。
在现有技术中，在浮标工作过程中，由于现在的浮标都是采用传感器进行检测，效率低下，而且精确度差。在本实用新型中，采用了光源检测的技术进行水质检测，同时针对浮标在检测光源时，对不同强度的光源检测有误差的问题进行了改进；而且由于检测光源时，对于外部干扰信号的抗干扰能力差，导致了检测可靠性差的问题同样进行改进。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术检测效果一般且抗干扰能力一般的不足，提供一种能够实现远程监测且检测精度高、抗干扰能力强的基于物联网的高精度水质传感监测系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的高精度水质传感监测系统，包括智能通讯终端和若干水质检测装置，所述水质检测装置与智能通讯终端无线连接，所述水质检测装置包括漂身、设置在漂身上方的漂尾、和设置在漂身下方的漂脚，所述漂身包括发电装置、无线收发装置、连接组件、浊度检测组件、中央控制箱和底座，所述连接组件包括两根竖直设置的连接杆，所述无线收发装置架设在连接杆的上方，所述发电装置设置在无线收发装置的下方，所述中央控制箱设置在连接杆的下方，所述底座设置在中央控制箱的下方，所述浊度检测组件包括光源发射器和光源接收器，所述两根连接杆，其中一根设置有光源发射器，另一根设置有光源接收器，所述底座中设有温度传感器；
所述中央控制箱包括中央控制装置，所述中央控制装置采用芯片的型号为STM32F103C8，所述光源接收器与光源检测模块电连接，所述光源检测模块包括光源检测电路，所述光源检测电路包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一可调电阻和第一电容，所述第一运算放大器的反相输入端与第一电阻连接，所述第一运算放大器的反相输入端通过第三电阻与第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的同相输入端通过第二电阻、第一可调电阻和第一电容组成的串联电路接地，所述第一运算放大器的同相输入端通过第四电阻接地，所述第一可调电阻的可调端分别与第一可调电阻和第二电阻连接。
作为优选，为了提高系统的智能化，所述中央控制装置包括中央控制系统、与中央控制系统连接的电源转换模块、无线通讯模块、光源发射模块、电源存储模块、温度检测模块和全球定位模块，所述发电装置与电源转换模块电连接，所述无线收发装置与无线通讯模块电连接，所述光源发射器与光源发射模块电连接，所述温度传感器与温度检测模块电连接。
作为优选，利用空心尾在水中稳定的特点，从而提高水质检测装置的稳定性，所述漂尾为空心尾，所述漂尾的材质为塑料。
作为优选，利用长竹脚在水中重心低，有利用稳定的特点，进一步提高水质检测装置的稳定性，所述漂脚为长竹脚。
作为优选，通过多种光源检测，从而提高光源发射的可靠性，提高浊度检测的可靠性，所述光源发射器为双光源发射器。
作为优选，所述发电装置包括太阳能板。
作为优选，为了提高水质检测装置的可持续工作能力，所述底座中设有蓄电池，所述蓄电池与电源存储模块电连接。
作为优选，所述无线通讯模块采用芯片的型号为nRF905。
本实用新型的有益效果是，该基于物联网的高精度水质传感监测系统通过无线通讯模块实现了工作人员对各个水域的实时监控；通过光源检测模块、温度检测模块和全球定位模块确定水域的位置以后，对水域的温度和水质的浊度进行实时检测，提高了系统的监测范围；同时在光源检测电路中，通过第一可调电阻，能够实现测量精度和灵敏度的调节，从而能够满足不同强度和不同型号的光源的检测要求的同时，还提高了检测的精确度，而且通过第一电容对基准电压进行滤波，防止干扰信号对基准电压进行干扰，从而提高了检测的可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的基于物联网的高精度水质传感监测系统的结构示意图；
图2是本实用新型的基于物联网的高精度水质传感监测系统的系统原理图；
图3是本实用新型的基于物联网的高精度水质传感监测系统的光源检测电路的电路原理图；
图中：1.漂尾，2.发电装置，3.无线收发装置，4.连接杆，5.光源发射器，6.光源接收器，7.中央控制箱，8.底座，9.漂脚，10.智能通讯终端，11.温度传感器，12.中央控制系统，13.电源转换模块，14.无线通讯模块，15.光源发射模块，16.光源检测模块，17.电源存储模块，18.温度检测模块，19.全球定位模块，20.蓄电池，U1.第一运算放大器，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻，Rp1.第一可调电阻，C1.第一电容。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1-图3所示，一种基于物联网的高精度水质传感监测系统，包括智能通讯终端10和若干水质检测装置，所述水质检测装置与智能通讯终端10无线连接，所述水质检测装置包括漂身、设置在漂身上方的漂尾1、和设置在漂身下方的漂脚9，所述漂身包括发电装置2、无线收发装置3、连接组件、浊度检测组件、中央控制箱7和底座8，所述连接组件包括两根竖直设置的连接杆4，所述无线收发装置3架设在连接杆4的上方，所述发电装置2设置在无线收发装置3的下方，所述中央控制箱7设置在连接杆4的下方，所述底座8设置在中央控制箱7的下方，所述浊度检测组件包括光源发射器5和光源接收器6，所述两根连接杆4，其中一根设置有光源发射器5，另一根设置有光源接收器6，所述底座8中设有温度传感器11；
所述中央控制箱7包括中央控制装置，所述中央控制装置采用芯片的型号为STM32F103C8，所述光源接收器6与光源检测模块16电连接，所述光源检测模块16包括光源检测电路，所述光源检测电路包括第一运算放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一可调电阻Rp1和第一电容C1，所述第一运算放大器U1的反相输入端与第一电阻R1连接，所述第一运算放大器U1的反相输入端通过第三电阻R3与第一运算放大器U1的输出端连接，所述第一运算放大器U1的同相输入端通过第二电阻R2、第一可调电阻Rp1和第一电容C1组成的串联电路接地，所述第一运算放大器U1的同相输入端通过第四电阻R4接地，所述第一可调电阻Rp1的可调端分别与第一可调电阻Rp1和第二电阻R2连接。
作为优选，为了提高系统的智能化，所述中央控制装置包括中央控制系统12、与中央控制系统12连接的电源转换模块13、无线通讯模块14、光源发射模块15、电源存储模块17、温度检测模块18和全球定位模块19，所述发电装置2与电源转换模块13电连接，所述无线收发装置3与无线通讯模块14电连接，所述光源发射器5与光源发射模块15电连接，所述温度传感器11与温度检测模块18电连接。
作为优选，利用空心尾在水中稳定的特点，从而提高水质检测装置的稳定性，所述漂尾1为空心尾，所述漂尾1的材质为塑料。
作为优选，利用长竹脚在水中重心低，有利用稳定的特点，进一步提高水质检测装置的稳定性，所述漂脚9为长竹脚。
作为优选，通过多种光源检测，从而提高光源发射的可靠性，提高浊度检测的可靠性，所述光源发射器5为双光源发射器。
作为优选，所述发电装置2包括太阳能板。
作为优选，为了提高水质检测装置的可持续工作能力，所述底座8中设有蓄电池20，所述蓄电池20与电源存储模块17电连接。
作为优选，所述无线通讯模块14采用芯片的型号为nRF905。
该基于物联网的高精度水质传感监测系统的工作原理是：各水质检测装置与智能通讯终端10无线连接，各水质检测装置将该区域的水质的浊度和温度进行检测，再对所处的位置进行实时定位，通过无线信号发送给智能通讯终端10，工作人员就可以对各区域进行实时监控。其中水质检测装置的漂尾1和漂脚9用于方便水质检测装置在水中进行工作，漂身中的发电装置2通过太阳能板进行发电，提高了水质检测装置的可持续工作能力，提高了环保效果；通过无线收发装置3与智能通讯终端10无线连接；浊度检测组件设置在水中，通过光源发射器5向光源接收器6发射光，光源接收器6通过对光强进行检测，从而来判断水质的浊度；底座8中的温度传感器11用于对该区域的水的温度进行检测，提高了系统的实用性。
该基于物联网的高精度水质传感监测系统中：电源转换模块13用于对发电装置2采集到的太阳能进行转换，转换成水质检测装置的工作电压，保证系统的持续性工作；无线通讯模块14用于实现工作人员对各个水域的实时监控；光源发射模块15用于控制光源发射器5发出光；光源检测模块16用于对光源接收器6接收到的光进行光强的检测；电源存储模块17用于将电能存储到蓄电池20中，进一步提高了系统的可持续性工作能力；温度检测模块18通过温度传感器11检测的数据，对该水域的水温进行实时检测；全球定位模块19用于对水质检测装置的位置进行实时定位，保证工作人员对检测水域的实时监控；中央控制系统12用于控制各个模块，提高系统的智能化程度。
光源检测电路中：通过第一运算放大器U1组成的放大电路，将检测信号进行放大检测，提高了光源信号检测的可靠性；同时通过加入了第一可调电阻Rp1，能够实现测量精度和灵敏度的调节，从而能够满足不同强度和不同型号的光源的检测要求的同时，还提高了检测的精确度，通过第一电容C1对基准电压进行滤波，防止干扰信号对基准电压进行干扰，从而提高了检测的可靠性。
与现有技术相比，该基于物联网的高精度水质传感监测系统通过无线通讯模块14实现了工作人员对各个水域的实时监控；通过光源检测模块16、温度检测模块18和全球定位模块19确定水域的位置以后，对水域的温度和水质的浊度进行实时检测，提高了系统的监测范围；同时在光源检测电路中，通过第一可调电阻Rp1，能够实现测量精度和灵敏度的调节，从而能够满足不同强度和不同型号的光源的检测要求，提高了检测装置的实用性，而且通过第一电容C1对基准电压进行滤波，防止干扰信号对基准电压进行干扰，从而提高了检测的可靠性。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种基于物联网的高精度水质传感监测系统，其特征在于，包括智能通讯终端(10)和若干水质检测装置，所述水质检测装置与智能通讯终端(10)无线连接，所述水质检测装置包括漂身、设置在漂身上方的漂尾(1)、和设置在漂身下方的漂脚(9)，所述漂身包括发电装置(2)、无线收发装置(3)、连接组件、浊度检测组件、中央控制箱(7)和底座(8)，所述连接组件包括两根竖直设置的连接杆(4)，所述无线收发装置(3)架设在连接杆(4)的上方，所述发电装置(2)设置在无线收发装置(3)的下方，所述中央控制箱(7)设置在连接杆(4)的下方，所述底座(8)设置在中央控制箱(7)的下方，所述浊度检测组件包括光源发射器(5)和光源接收器(6)，所述两根连接杆(4)，其中一根设置有光源发射器(5)，另一根设置有光源接收器(6)，所述底座(8)中设有温度传感器(11)；
所述中央控制箱(7)包括中央控制装置，所述中央控制装置采用芯片的型号为STM32F103C8，所述光源接收器(6)与光源检测模块(16)电连接，所述光源检测模块(16)包括光源检测电路，所述光源检测电路包括第一运算放大器(U1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第一可调电阻(Rp1)和第一电容(C1)，所述第一运算放大器(U1)的反相输入端与第一电阻(R1)连接，所述第一运算放大器(U1)的反相输入端通过第三电阻(R3)与第一运算放大器(U1)的输出端连接，所述第一运算放大器(U1)的同相输入端通过第二电阻(R2)、第一可调电阻(Rp1)和第一电容(C1)组成的串联电路接地，所述第一运算放大器(U1)的同相输入端通过第四电阻(R4)接地，所述第一可调电阻(Rp1)的可调端分别与第一可调电阻(Rp1)和第二电阻(R2)连接。
2.如权利要求1所述的基于物联网的高精度水质传感监测系统，其特征在于，所述中央控制装置包括中央控制系统(12)、与中央控制系统(12)连接的电源转换模块(13)、无线通讯模块(14)、光源发射模块(15)、电源存储模块(17)、温度检测模块(18)和全球定位模块(19)，所述发电装置(2)与电源转换模块(13)电连接，所述无线收发装置(3)与无线通讯模块(14)电连接，所述光源发射器(5)与光源发射模块(15)电连接，所述温度传感器(11)与温度检测模块(18)电连接。
3.如权利要求1所述的基于物联网的高精度水质传感监测系统，其特征在于，所述漂尾(1)为空心尾，所述漂尾(1)的材质为塑料。
4.如权利要求1所述的基于物联网的高精度水质传感监测系统，其特征在于，所述漂脚(9)为长竹脚。
5.如权利要求1所述的基于物联网的高精度水质传感监测系统，其特征在于，所述光源发射器(5)为双光源发射器。
6.如权利要求1所述的基于物联网的高精度水质传感监测系统，其特征在于，所述发电装置(2)包括太阳能板。
7.如权利要求2所述的基于物联网的高精度水质传感监测系统，其特征在于，所述底座(8)中设有蓄电池(20)，所述蓄电池(20)与电源存储模块(17)电连接。
8.如权利要求2所述的基于物联网的高精度水质传感监测系统，其特征在于，所述无线通讯模块(14)采用芯片的型号为nRF905。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111289587A (zh) * | 2020-02-27 | 2020-06-16 | 杭州电子科技大学 | 一种轻型智能水质检测系统及方法 |
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2016
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