CN208672618U - 一种一体化自清洗的水生态环境物联网监测终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种一体化自清洗的水生态环境物联网监测终端，包括壳体，所述壳体为子弹形壳体，所述壳体包括顶盖、设备舱壳、传感器外壳以及底壳，所述底壳侧面均匀设有若干通孔，所述顶盖、所述设备舱壳、所述传感器外壳以及所述底壳从上到下依次排列并密封连接，所述设备舱壳内设有供电模块、终端处理器以及无线通讯器，所述传感器外壳和所述底壳内设有数据感知模块，所述数据感知模块包括若干传感器、若干传感电路以及热插拔识别电路，所述底壳和所述传感器之间设有防护罩，所述防护罩和所述底壳之间均匀设有若干清洁刮刀，所述底壳底面设有旋转底座，本实用新型能够实时监测水质，并具有自动清洁功能，能大范围适用，成本低。

Description

一种一体化自清洗的水生态环境物联网监测终端

技术领域

本实用新型涉及物联网技术领域，具体涉及一种一体化自清洗的水生态环境物联网监测终端。

背景技术

由于重视经济发展忽略环境破坏、环境保护意识不强、企业偷排、自然灾害等情况的发生，导致水体受到较大污染，出现较多黑臭水体。特别是城市水域由于水体置换较慢，环境复杂，很容易造成污染的继续扩大和治理后再污染；采用传统的人工取样送检或化学法在线监测站，不具备时效性，不能取得好的效果。通过物联网监测方式的推广，有效提升了水质监测在时间和空间上的分辨率。但是在应用过程中，发现水体中的污物和微生物滋生会给水质监测带来极大的影响，即使可通过巡检维护解决，但是会增加频率从而提高成本。

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供一种一体化自清洗的水生态环境物联网监测终端，能够实时监测水质，并具有自动清洁功能，能大范围适用，成本低。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种一体化自清洗的水生态环境物联网监测终端，包括壳体，所述壳体为子弹形壳体，所述壳体包括顶盖、设备舱壳、传感器外壳以及底壳，所述底壳侧面均匀设有若干通孔，所述顶盖、所述设备舱壳、所述传感器外壳以及所述底壳从上到下依次排列并密封连接，所述设备舱壳内设有供电模块、终端处理器以及无线通讯器，所述传感器外壳和所述底壳内设有数据感知模块，所述数据感知模块包括若干传感器、若干传感电路以及热插拔识别电路，所述底壳和所述传感器之间设有防护罩，所述防护罩和所述底壳之间均匀设有若干清洁刮刀，所述底壳底面设有旋转底座，所述旋转底座与所述清洁刮刀连接，所述无线通讯器、所述传感器、所述传感电路、所述热插拔识别电路以及所述旋转底座分别与所述供电模块和所述终端处理器连接。

优选的，所述供电模块包括电池和电源管理分模块，所述电池为充电式锂电池，所述电源管理分模块设有电路板和外部供电接口，所述电路板分别与所述外部供电接口和所述电池连接。

优选的，所述电路板设有低功耗选择元器件，所述低功耗选择元器件包括二极管和 MOS管，所述二极管和所述MOS管分别与所述外部供电接口和所述电池连接。

优选的，所述顶盖中部设有吊耳，所述顶盖一侧设有天线接口，所述天线接口与所述无线通讯器连接。

优选的，所述传感电路包括数字量采集电路和模拟量采集电路，所述数字量采集电路包括SPI串行外设接口电路、IIC集成电路、UART串行通信电路、RS232通讯接口电路、RS485通讯接口电路、CAN控制器局域网络电路以及网络采集电路，模拟量采集电路包括模拟电压采集电路和电流环采集电路，所述SPI串行外设接口电路、所述IIC集成电路、所述UART串行通信电路、所述RS232通讯接口电路、所述RS485通讯接口电路、所述CAN控制器局域网络电路、所述网络采集电路、所述电压采集电路以及所述电流环采集电路分别与所述供电模块和所述终端处理器连接。

优选的，所述传感器包括浊度传感器、温度传感器以及电导率传感器，所述浊度传感器、所述温度传感器以及所述电导率传感器分别与所述供电模块和所述终端处理器连接。

优选的，所述无线通讯器设有NB-IoT模组、LoRa模组以及GPRS模组，所述NB-IoT模组、所述LoRa模组以及所述GPRS模组分别与所述供电模块和所述终端处理器连接。

本实用新型的有益效果是：多个不同监测范围的传感器，能够热插拔自识别，并将感应数据信号发送到终端处理器；终端处理器接收到传感器信号并处理，再通过不同无线通讯模组对数据信号进行传输；低功耗选择元器件结合大容量、小体积的锂电池，具备免维护和低功耗的特点；传感器具备双重保护设施，防护罩能够阻止水体中污物和微生物滋生带来的影响；清洁刮刀，能够刮去附着的微生物或污物，并由底壳对清洁刮刀进行防护，根据实际情况提前调节或者无线通讯调节，使得资源运用更加合理，节约能源；由于设备舱中的模块元件质量轻，并含有大量的空气，所以使得本实用新型具有浮力，漂浮在水面上，而吊耳可以用来吊挂本实用新型，以防浮力不稳，也能更加适应不同的环境；天线接口在内部无线通讯器信号接发不良时，加装天线装置，增强通讯信号。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型内部结构示意图；

图中标记为：1、顶盖；2、设备舱壳；3、传感器外壳；4、底壳；5、吊耳；6、天线接口；7、供电模块；8、终端处理器；9、传感器；10、清洁刮刀；11、旋转底座。

具体实施方式

如图1和图2所示，包括壳体，壳体为子弹形壳体，壳体包括顶盖1、设备舱壳2、传感器外壳3以及底壳4，顶盖1上设有天线接口6和吊耳5，底壳4侧面均匀设有若干通孔，顶盖1、设备舱壳2、传感器外壳3以及底壳4从上到下依次排列并密封连接，设备舱壳2内设有供电模块7、终端处理器8以及无线通讯器，供电模块7包括电池和电源管理分模块，电池为充电式锂电池，电源管理分模块设有电路板和外部供电接口，支持外部供电的接入与存储，电路板分别与外部供电接口和电池连接；电路板设有低功耗选择元器件，低功耗选择元器件包括二极管和MOS管，二极管和MOS管分别与外部供电接口和电池连接；天线接口6与无线通讯器连接，无线通讯器设有NB-IoT模组、LoRa 模组以及GPRS模组。传感器外壳3和底壳4内设有数据感知模块，数据感知模块包括若干传感器9和若干传感电路、热插拔识别电路，传感器包括浊度传感器、温度传感器以及电导率传感器；传感电路包括数字量采集电路和模拟量采集电路，数字量采集电路包括SPI串行外设接口电路、IIC集成电路、UART串行通信电路、RS232通讯接口电路、 RS485通讯接口电路、CAN控制器局域网络电路以及网络采集电路，模拟量采集电路包括模拟电压采集电路和电流环采集电路。底壳4和传感器9之间设有防护罩，防护罩和底壳4之间设有清洁刮刀10，底壳4底面设有旋转底座11，旋转底座11与清洁刮刀10 连接。

控制连接关系为：无线通讯器、浊度传感器、温度传感器、电导率传感器、SPI串行外设接口电路、IIC集成电路、UART串行通信电路、RS232通讯接口电路、RS485通讯接口电路、CAN控制器局域网络电路、网络采集电路、电压采集电路、电流环采集电路、热插拔识别电路以及旋转底座11分别与终端处理器8连接。

本实用新型的原理和优势为：供电模块7由电池和电源管理分模块构成，电源管理分模块设有外部供电接口，电池采用大容量、小体积、可充电性锂电池，使设备能够长时间稳定工作，并且能够接入市电或太阳能对电池进行充电，保证正常的电量存储及供应；电路板的低功耗选择元器件中的二极管、MOS管实现不同供电环境下的自适应切换，始终保持终端处理器8不间断工作，同时采用二极管、MOS管作为模拟分离器件，具有静态功耗低的特点。

无线通讯模块具有较强的网络适应性，可同时或选择性地工作在NB-IoT、LoRa、GPRS三种网络下，具体实现方式是内置了NB-IoT、LoRa、GPRS三个通信模组。设备天线可内置可外部接天线，在壳体顶部预留电线接口，若壳体内信号不稳定，则使用天线接插件与顶盖1的天线接口6连接并密封作为外部天线，增强信号。

在实际使用中，数据感知模块可热插拔识别，通过浊度传感器、温度传感器以及电导率传感器，能够监测溶解氧、浊度、pH值、电导率、水温等多个参数，所述传感器9 内置在壳体内，由壳体与防护罩保护，可以提前设置好旋转底座11的旋转频率，或者通过无线通讯器，随时调整旋转底座11的旋转频率，旋转底座11的旋转带动清洁刮刀 10运动，使得清洁刮刀10刮除附着在防护罩表面的污物和微生物等，减少污物和微生物滋生带来的负面影响，提高传感器9传感的精确度。

本实用新型中，顶盖1、设备舱壳2、传感器外壳3以及底壳4的连接均为密封连接，所以设备舱壳2是处于密封状态的，与传感器外壳3和底壳4内相比，存在大量的空气，内部元件重量小，所以本实用新型能够直接放置在河湖等水体，具备浮力，并且有防护罩保护和自清洗功能，适应于绝大多数水域，能够降低维护频率。

本实用新型具有低功耗和少维护的优点，表现在数据感知融合的能力、快速部署、传感器防护及自清洗的能力上，同时采用的低功耗选择元器件能够极大降低物联网终端的维护成本，本实用新型的物联网终端具有低成本的优点，更适用于规模化部署。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，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 (7)

1.一种一体化自清洗的水生态环境物联网监测终端，其特征在于，包括壳体，所述壳体为子弹形壳体，所述壳体包括从上到下依次排列并密封连接的顶盖、设备舱壳、传感器外壳以及底壳，所述底壳侧面均匀设有若干通孔，所述设备舱壳内设有供电模块、终端处理器以及无线通讯器，所述传感器外壳和所述底壳内设有数据感知模块，所述数据感知模块包括若干传感器、若干传感电路以及热插拔识别电路，所述底壳和所述传感器之间设有防护罩，所述防护罩和所述底壳之间均匀设有若干清洁刮刀，所述底壳底面设有旋转底座，所述旋转底座与所述清洁刮刀连接，所述无线通讯器、所述传感器、所述传感电路、所述热插拔识别电路以及所述旋转底座分别与所述供电模块和所述终端处理器连接。

2.根据权利要求1所述的一种一体化自清洗的水生态环境物联网监测终端，其特征在于，所述供电模块包括电池和电源管理分模块，所述电池为充电式锂电池，所述电源管理分模块设有电路板和外部供电接口，所述电路板分别与所述外部供电接口和所述电池连接。

3.根据权利要求2所述的一种一体化自清洗的水生态环境物联网监测终端，其特征在于，所述电路板设有低功耗选择元器件，所述低功耗选择元器件包括二极管和MOS管，所述二极管和所述MOS管分别与所述外部供电接口和所述电池连接。

4.根据权利要求1所述的一种一体化自清洗的水生态环境物联网监测终端，其特征在于，所述顶盖中部设有吊耳，所述顶盖一侧设有天线接口，所述天线接口与所述无线通讯器连接。

5.根据权利要求1所述的一种一体化自清洗的水生态环境物联网监测终端，其特征在于，所述传感电路包括数字量采集电路和模拟量采集电路，所述数字量采集电路包括SPI串行外设接口电路、IIC集成电路、UART串行通信电路、RS232通讯接口电路、RS485通讯接口电路、CAN控制器局域网络电路以及网络采集电路，所述模拟量采集电路包括模拟电压采集电路和电流环采集电路，所述SPI串行外设接口电路、所述IIC集成电路、所述UART串行通信电路、所述RS232通讯接口电路、所述RS485通讯接口电路、所述CAN控制器局域网络电路、所述网络采集电路、所述电压采集电路以及所述电流环采集电路分别与所述供电模块和所述终端处理器连接。

6.根据权利要求1所述的一种一体化自清洗的水生态环境物联网监测终端，其特征在于，所述传感器包括浊度传感器、温度传感器以及电导率传感器，所述浊度传感器、所述温度传感器以及所述电导率传感器分别与所述供电模块和所述终端处理器连接。

7.根据权利要求1所述的一种一体化自清洗的水生态环境物联网监测终端，其特征在于，所述无线通讯器设有NB-IoT模组、LoRa模组以及GPRS模组,所述NB-IoT模组、所述LoRa模组以及所述GPRS模组分别与所述供电模块和所述终端处理器连接。