CN206573567U - 一种基于li‑fi应用的实时水质监测装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于LI‑FI应用的实时水质监测装置，其特征在于，包括控制模块、显示器、采样器、检测模块、无线通信模块、预警模块、防雷模块、太阳能供电模块及云存储器；通过无线/有线网络连接将控制模块分析得到的水质数据上传至共享云端的云存储器中的大数据信息，并从大数据信息中比对出相同或相似的水质数据信息，构建地区水质、水文分析地图，下载至存储模块，并在显示器中有针对性的进行显示；预警模块用于当控制模块比对当地水质、水文有一项或多项数据超过国家标准时，进行预警。
Description
技术领域
本实用新型涉及环境保护中水质污染及水文风险状况检测的技术领域，尤其涉及一种水质、水文信息实时检测及预警装置。
背景技术
随着社会的快速发展，城市化进程的加快，各种废水的排放日益加剧，是造成地表环境水严重污染的主要来源，废水排放及天然环境导致水文环境随之变化，水污染已经成为越来越严峻的社会问题，水质水文监测作为环境保护的重要组成部分，曾被形象地比喻为环境保护的眼睛，是获取环境信息、认识环境变化、评价环境质量监督排污状况的重要途径。因此，有必要水质水文状况进行监测，对比不同区域的水资源，掌握总体区域水质水文现状，保护人类赖以生存的水环境。目前，以对各种污染源废水及水文状况进行实时监测而建立的污染源废水监测网络正在逐步形成。目前的水样采集方法基本为传统手工方式，这些手段存在昂贵、不稳定性强、采样效率低下等问题。还未有集规范采样、实时分析、方便在各类水域中自导航移动、带有便携式监控平台、完全智能化控制于一体的水域水质采样分析装置。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的问题是：信息传输效率低、无法进行大数据比较和区域绘图，不能进行实时监控、监控结果不可靠。
为有效解决上述问题，本实用新型采用的技术方案如下：
一种基于LI-FI应用的实时水质监测装置，其特征在于，包括控制模块、采样检测模块、无线通信模块、预警模块、防雷模块、太阳能供电模块及云存储器；
其中无线通信模块是基于LI-FI应用的LI-FI系统，进行有效无线信息传输；LI-FI系统包括光接收机和光发射机，光接收机包括：光电探测器、解调电路和信号输出电路，光接收机接收LED光束中加载的信息依次经过光电探测器和解调电路后由信号输出电路输出，光发射机包括：控制器和调制器，调制器接收控制器发出的编码数据并将其转换成特定形式的电平信号输出到对应的使用终端；
其中控制模块包括存储单元、运算单元和显示单元；
其中采样检测模块分为采样部分和检测部分，其通过无线通信模块与控制模块相连，控制模块连接有预警模块；
太阳能供电模块为控制模块、采样检测模块、无线通信模块及预警模块提供稳定的电力；
其中采样检测模块的检测部分具有多个传感探头，用于检测水质、水文参数，可配置所述传感探头的待检测参数包括：水质指标：COD、NH3-N、氨氮、总磷、总氮、重金属、氰化物、PH值、水温、浊度、电导率、溶解氧；水文指标：水位、流速和流量；
将采样检测模块的检测部分检测获得的参数信息通过无线通信模块传输到控制模块中，通过运算单元得到水质综合数据及水文综合数据，并存储于存储单元中，存储单元采用循环数据存储的工作模式，并可实现USB数据转存；通过无线/有线网络连接进一步将控制模块分析计算得到的水质水文数据上传至云存储器中，同时从云存储器下载其他地区的水质水文大数据信息，并从大数据信息中比对出相同或相似的水质数据信息，构建地区水质、水文分析地图，通过无线/有线网络连接下载至存储模块，并在显示单元中有针对性的进行显示；
预警模块用于当控制模块比对当地水质、水文有一项或多项数据超过国家标准时，进行预警；
防雷模块，其避雷针安装在分析仪的上侧，高于整个水质检测系统；
该系统还包括太阳能供电模块，所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、太阳能转换装置及蓄电池。
优选方案，所述预警模块包括预警提示装置；所述预警提示装置为报警器或者灯光闪烁器。
优选方案，其中LI-FI系统具有LI-FI芯片。
优选方案，实时水质监测系统，还包括清洗刷，用于清洗传感探头
优选方案，其中无线通信系统为二进制过滤的连续相位频率调制；所述无线通信系统的天线为全向天线。
本实用新型在于解决现有技术的不足，而提出一种结构合理、采样准确、智能化高、信息传输无损高效、监测效率高、可综合各地水质水文信息进行分析统计的实时水质监测系统。该系统集成了控制模块、采样检测模块、无线通信模块、预警模块、防雷模块、太阳能供电模块及云存储器等，通过相应的测量模块采集水体水质水文信息、实时发送给远程控制系统，结合云存储器中的历史记录和区域对比，从而获得整体区域实时的水质水文信息及预警数据。
本发明的关键在于装置内含有下述部分：LI-FI系统。
LI-FI系统是基于可见光通信技术的一种无线互联网传输技术，又称为“光保真技术”，英文名LightFidelity，是一种利用可见光波谱进行数据传输的全新无线传输技术。具有传输数据量大、传输速度快、效率高、无损、安全性高、不受电磁干扰等优点。本装置中的LI-FI系统包括：光接收机和光发射机，光接收机包括：光电探测器、解调电路和信号输出电路，光接收机接收LED光束中加载的信息依次经过光电探测器和解调电路后由信号输出电路输出，光发射机包括：控制器和调制器，调制器接收控制器发出的编码数据并将其转换成特定形式的电平信号输出到对应的使用终端。
试验证明，本实用新型可在较少投资的基础上获得较为精准的水质检测数据，而又由于信号传输效率高，保真性强，测量周期短，可快速提供初步的检测结果，对较早发现水质、水文异常变化，安全性高，具有广阔的运用前景。
附图说明
图1为一种基于LI-FI应用的的实时水质监测装置系统结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于LI-FI应用的的实时水质监测装置，其特征在于，包括控制模块、显示器、采样器、检测模块、无线通信模块、预警模块、防雷模块及太阳能供电模块，其中无线通信模块是基于LI-FI应用的LI-FI系统，进行有效无线信息传输；LI-FI系统包括服务器、发送端和接收端，服务器将标引后的频段信息提供至发送端，接收端具有光信号接收单元、数据转换单元，用于将相应频段的光信号匹配至相应信息；
其中控制模块包括存储单元、运算单元和显示单元；
其中采样检测模块分为采样部分和检测部分，其通过无线通信模块与控制模块相连，控制模块连接有预警模块；
太阳能供电模块为控制模块、采样检测模块、无线通信模块及预警模块提供稳定的电力；
其中采样检测模块的检测部分具有多个传感探头，用于检测水质、水文参数，可配置所述传感探头的待检测参数包括：水质指标：COD、、NH3-N、氨氮、总磷、总氮、重金属、氰化物、PH值、水温、浊度、电导率、溶解氧；水文指标：水位、流速和流量；
将采样检测模块的检测部分检测获得的参数信息通过无线通信模块传输到控制模块中，通过运算单元得到水质综合数据及水文综合数据，并存储于存储单元中，存储单元采用循环数据存储的工作模式，并可实现USB数据转存；通过无线/有线网络连接进一步将控制模块分析计算得到的水质水文数据上传至云存储器中，同时从云存储器下载其他地区的水质水文大数据信息，并从大数据信息中比对出相同或相似的水质数据信息，构建地区水质、水文分析地图，通过无线/有线网络连接下载至存储模块，并在显示单元中有针对性的进行显示；
预警模块用于当控制模块比对当地水质、水文有一项或多项数据超过国家标准时，进行预警；
防雷模块，其避雷针安装在分析仪的上侧，高于整个水质检测系统；
该系统还包括太阳能供电模块，所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、太阳能转换装置及蓄电池。
优选方案，所述预警模块包括预警提示装置；所述预警提示装置为报警器或者灯光闪烁器。
优选方案，其中LI-FI系统的服务器内具有LI-FI芯片。
优选方案，实时水质监测系统，还包括清洗刷，用于清洗传感探头
优选方案，其中无线通信系统为二进制过滤的连续相位频率调制；所述无线通信系统的天线为全向天线。
其中采样部分的具体流程为首先设定水源的最低流量，当采样水流量达到该最低流量时，流量计发出信号，通过微处理器启动在线监测和采样仪器取样分析、测定，并以一定的时间间隔作为采样和测定频率，例如每隔一小时或二小时采样、分析测定一次，并将测定结果通过无线通信模块进行传输。
本实用新型的基于LI-FI应用的的实时水质监测装置系统的工作原理为：参见图1，系统充电后，通过太阳能供电模块为系统提供持续稳定清洁的电力；系统处于启动工作状态，采样器启动采样工序，快速获得样品，经过多个传感器测量各项参数后，通过LI-FI无线通信模块传输至控制模块中，LI-FI无线通信模块包括光发射机和光接收机，利用光的高频闪烁高效传输信息，将采样检测模块的检测部分检测获得的参数信息传输到控制模块中，通过运算单元得到水质综合数据及水文综合数据，并存储于存储单元中，存储单元采用循环数据存储的工作模式，并可实现USB数据转存，并通过显示器对综合数据进行显示；通过无线/有线网络连接进一步将控制模块分析计算得到的水质水文数据上传至云存储器中，同时从云存储器下载其他地区的水质水文大数据信息，结合本地的地理位置信息和水质水文状态，共同构建整体区域水质、水文分析地图，通过无线/有线网络连接下载至存储模块，将区域水质水文情况图在显示单元中有针对性的进行显示
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于LI-FI应用的实时水质监测装置，其特征在于，包括控制模块、采样检测模块、无线通信模块、预警模块、防雷模块、太阳能供电模块及云存储器；
其中无线通信模块是基于LI-FI应用的LI-FI系统，进行有效无线信息传输；LI-FI系统包括光接收机和光发射机，光接收机包括：光电探测器、解调电路和信号输出电路，光接收机接收LED光束中加载的信息依次经过光电探测器和解调电路后由信号输出电路输出，光发射机包括：控制器和调制器，调制器接收控制器发出的编码数据并将其转换成特定形式的电平信号输出到对应的使用终端；
其中控制模块包括存储单元、运算单元和显示单元；
其中采样检测模块分为采样部分和检测部分，其通过无线通信模块与控制模块相连，控制模块连接有预警模块；
太阳能供电模块为控制模块、采样检测模块、无线通信模块及预警模块提供稳定的电力；
其中采样检测模块的检测部分具有多个传感探头，用于检测水质、水文参数，可配置所述传感探头的待检测参数包括：水质指标：COD、NH3-N、氨氮、总磷、总氮、重金属、氰化物、PH值、水温、浊度、电导率、溶解氧；水文指标：水位、流速和流量；
将采样检测模块的检测部分检测获得的参数信息通过无线通信模块传输到控制模块中，通过运算单元得到水质综合数据及水文综合数据，并存储于存储单元中，存储单元采用循环数据存储的工作模式，并可实现USB数据转存；通过无线/有线网络连接进一步将控制模块分析计算得到的水质水文数据上传至云存储器中，同时从云存储器下载其他地区的水质水文大数据信息，并从大数据信息中比对出相同或相似的水质数据信息，构建地区水质、水文分析地图，通过无线/有线网络连接下载至存储模块，并在显示单元中有针对性的进行显示；
预警模块用于当控制模块比对当地水质、水文有一项或多项数据超过国家标准时，进行预警；
防雷模块，其避雷针安装在分析仪的上侧，高于整个水质检测系统；
该系统还包括太阳能供电模块，所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、太阳能转换装置及蓄电池。
2.如权利要求1所述的一种基于LI-FI应用的实时水质监测装置，所述预警模块包括预警提示装置；所述预警提示装置为报警器或者灯光闪烁器。
3.如权利要求2所述的一种基于LI-FI应用的实时水质监测装置，其中LI-FI系统包括LI-FI芯片。
4.如权利要求3所述的一种基于LI-FI应用的实时水质监测装置，还包括清洗刷，用于清洗传感探头。
5.如权利要求4所述的一种基于LI-FI应用的实时水质监测装置，其中无线通信系统为二进制过滤的连续相位频率调制；所述无线通信系统的天线为全向天线。
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