CN214097422U

CN214097422U - 一种基于窄带物联网的水污染监测装置

Info

Publication number: CN214097422U
Application number: CN202120119338.4U
Authority: CN
Inventors: 吕芳; 王雁冰; 薛海鹏
Original assignee: Inner Mongolia University of Technology
Current assignee: Inner Mongolia University of Technology
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2021-08-31
Anticipated expiration: 2031-01-15

Abstract

本实用新型涉及水质监测技术领域，公开了一种基于窄带物联网的水污染监测装置，该水污染监测装置包括至少一组水质监测组件，所述水质监测组件包括船体、锚定组件、基台、传感器模组以及设置在船体上的NB‑IoT模组和控制模块，所述基台固定设置在水底，所述锚定组件包括缆绳，船体通过缆绳连接在基台上；缆绳上设置有若干个传感器模组，所述传感器模组和NB‑IoT模组分别与控制模块通信连接。本装置可通过锚定组件调整传感器模组在水体中的纵深位置，从而更大范围地获取水质数据，进而实现对水体水质的全方位立体监测。

Description

一种基于窄带物联网的水污染监测装置

技术领域

本实用新型涉及水质监测技术领域，特别涉及一种基于窄带物联网的水污染监测装置。

背景技术

清洁的水源是人类社会生产生活及科技发展的基本资源之一，但是随着人口数量的增加和工业化进程的不断加速，环境污染问题日趋严重，特别是水域的严重污染，直接影响了人们的身体健康。严峻的形势提高了人们对水污染控制的重视，世界各国都加大和加快了水污染监测和治理的力度和速度。

虽然我国在水环境监测等方面发展起步较晚，相比于国外还有较大的差距，但是得益于电信技术的快速发展，相关的科技手段正在逐渐应用于水质监测领域，其中窄带物联网(NB-IoT)作为在现有蜂窝移动通信网络基础上改进的低功耗广域网(LPW)全球主流技术标准之一，凭借其低功耗、广覆盖、长待机的优点，逐渐受到本领域的关注。但是，针对水体的纵深方向的水质数据的采集，现有的水质监测装置大多还是在固定的几个纵深点上设置传感器，监测范围有限，无法实现全方位的水质监测。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型的目的在于提供一种基于窄带物联网的水污染监测装置，该装置能够根据指令调整传感器在水体纵深方向的位置，从而更大范围地获取水质数据，进而实现对水体水质的全方位立体监测。

一种基于窄带物联网的水污染监测装置，该水污染监测装置包括至少一组水质监测组件，所述水质监测组件包括船体、锚定组件、基台、传感器模组以及设置在船体上的NB-IoT模组和控制模块，所述基台固定设置在水底，所述锚定组件包括缆绳，船体通过缆绳连接在基台上；缆绳上设置有若干个传感器模组，所述传感器模组和NB-IoT模组分别与控制模块通信连接。所述传感器模组通过常规技术手段设置在缆绳上，例如，缆绳上设置有用于固定的绳结，设置有紧固组件的支架通过绳结固定在缆绳上，传感器模组通过紧固组件固定在支架上。需要说明的是，船体的内部有一定的防水能力，NB-IoT模组和控制模块在其中工作时，船体能够保证正常的工作环境。

进一步的，每个所述传感器模组包括溶解氧传感器、温度传感器、PH值传感器、氨氮传感器和流速传感器中的至少一种。显而易见的，上述各类传感器在选取具体的种类和型号时，需要选择具有良好防水效果，且具有一定耐压能力的型号，以保证其能够在水下正常工作。

进一步的，所述锚定组件还包括定滑轮和两个卷线器，所述定滑轮连接在基台上，所述船体的底部设有凹槽，两个卷线器分别设置在凹槽内；所述缆绳穿设在定滑轮上，缆绳的两端分别缠绕在两个卷线器的线轴上，两个卷线器的驱动电机分别与控制模块通信连接。需要调整传感器模组的纵深位置时，控制模块控制两个卷线器相互配合，一个放绳，一个收绳，在定滑轮的辅助下，缆绳在水体内上下移动，带动设置在缆绳上的传感器模组在纵深方向上一同向上或向下移动。优选的，卷线器上设有线轴抱紧组件，当传感器模组到达指定位置后，线轴抱紧组件抱紧线轴，卷线器的驱动电机即可停止工作，降低本装置的功耗。

进一步的，所述船体底部平行于凹槽设置有两个鳍板，且两个鳍板分别设置在凹槽的两侧。鳍板能够根据水流调整船体的姿态，减小水流对船体的扰动，防止船体倾覆。

进一步的，所述船体上还设置有检测船体吃水深度的水位报警模块，当遇到上游水库放水或夏季暴雨等原因造成的水位暴涨的情形时，本装置能够及时控制卷线器放绳，增加缆绳在水体中的长度，使得船体能始终浮在水面上，进而避免缆绳在水体中的长度较短，而水位较深，使得船体淹没在水面下的情形。

进一步的，水污染监测装置包括两组以上的水质监测组件，两组以上的水质监测组件在水体的同一断面设置，且每组水质监测组件的船体通过横杆依次连接，防止相邻的两组水质监测组件因为距离过近，导致两者的缆绳缠绕在一起，影响水质监测组件的正常使用；靠近岸边的水质监测组件的船体通过软绳连接在岸边，以适应船体在水面上的小幅位置变化。在水体的同一断面设置多组水质监测组件，可实现对该断面的拉网式水质监测，便于收集翔实可靠的水质数据，沿河道设置多组本装置采集水质数据，可建立立体的污染物浓度梯度模型，进而通过分析找出污染源。

实际上，本装置设置在河道等流动的水体中时，受水流的影响，缆绳在水体内不是竖直，而是有一定倾角的，如果需要精确计算传感器的纵向深度时，需要将这部分误差考虑进去。

需要说明的是，本实用新型中控制模块对传感器模组、卷线器、水位报警模块的控制，控制模块与NB-IoT模组的通信、NB-IoT模组与基站的通信，以及与本装置适配的上位系统，均采用现有的常规手段实现，在此不做赘述。

本实用新型中还包括能够使该水污染监测装置正常使用的其他组件，例如，为本装置提供能源的电源模块等均属于本领域的常规选择。另外，本实用新型中未加限定的装置或组件均采用本领域中的常规手段，例如，本装置用到的各类传感器、NB-IoT模组、控制模块、卷线器、鳍板、水位报警模块等均采用常规设置。

本实用新型的工作原理：

本装置通过锚定组件调整传感器模组在水体中的纵深位置。需要调整传感器模组的纵深位置时，控制模块控制两个卷线器相互配合，一个放绳，一个收绳，在定滑轮的辅助下，缆绳在水体内上下移动，带动设置在缆绳上的传感器模组在纵深方向上一同向上或向下移动。从而实现在纵深方向上各个位置的水质数据的采集。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本装置可通过锚定组件调整传感器模组在水体中的纵深位置，从而更大范围地获取水质数据，进而实现对水体水质的全方位立体监测。

附图说明

图1为实施例中一种基于窄带物联网的水污染监测装置的结构示意图。

图2为图1中的C-C向视图。

图3为图1中A处的放大图。

图4为图2中B处的放大图。

具体实施方式

下面将结合本实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。

实施例

如图1-4所示，一种基于窄带物联网的水污染监测装置，该水污染监测装置设置在河道内，且其包括三组水质监测组件，所述水质监测组件包括船体1、锚定组件、基台2、传感器模组3以及设置在船体1上的NB-IoT模组和控制模块，所述基台2固定设置在水底，所述锚定组件包括缆绳4，船体1通过缆绳4连接在基台2上；缆绳4上设置有三个传感器模组3，所述传感器模组3和NB-IoT模组分别与控制模块通信连接。

每个所述传感器模组3包括溶解氧传感器、温度传感器、PH值传感器、氨氮传感器和流速传感器。

所述锚定组件还包括定滑轮5和两个卷线器6，所述定滑轮5连接在基台2上，所述船体1的底部设有凹槽，两个卷线器6分别设置在凹槽内；所述缆绳4穿设在定滑轮5上，缆绳4的两端分别缠绕在两个卷线器6的线轴上，两个卷线器6的驱动电机7分别与控制模块通信连接。需要调整传感器模组3的纵深位置时，控制模块控制两个卷线器6相互配合，一个放绳，一个收绳，在定滑轮5的辅助下，缆绳4在水体内上下移动，带动设置在缆绳4上的传感器模组3在纵深方向上一同向上或向下移动。

所述船体1底部平行于凹槽设置有两个鳍板8，且两个鳍板8分别设置在凹槽的两侧。

所述船体1上还设置有检测船体1吃水深度的水位报警模块。

本实施例中的水污染监测装置的三组水质监测组件设置在河道的同一断面，且每组水质监测组件的船体1通过横杆9依次连接；靠近岸边的水质监测组件的船体1通过软绳10连接在岸边，以适应船体1在水面上的小幅位置变化。

以上已经描述了本实用新型的实施例，以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种基于窄带物联网的水污染监测装置，其特征在于，该水污染监测装置包括至少一组水质监测组件，所述水质监测组件包括船体、锚定组件、基台、传感器模组以及设置在船体上的NB-IoT模组和控制模块，所述基台固定设置在水底，所述锚定组件包括缆绳，船体通过缆绳连接在基台上；缆绳上设置有若干个传感器模组，所述传感器模组和NB-IoT模组分别与控制模块通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的水污染监测装置，其特征在于，每个所述传感器模组包括溶解氧传感器、温度传感器、PH值传感器、氨氮传感器和流速传感器中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的水污染监测装置，其特征在于，所述锚定组件还包括定滑轮和两个卷线器，所述定滑轮连接在基台上，所述船体的底部设有凹槽，两个卷线器分别设置在凹槽内；所述缆绳穿设在定滑轮上，缆绳的两端分别缠绕在两个卷线器的线轴上，两个卷线器的驱动电机分别与控制模块通信连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于窄带物联网的水污染监测装置，其特征在于，所述船体底部平行于凹槽设置有两个鳍板，且两个鳍板分别设置在凹槽的两侧。

5.根据权利要求3所述的一种基于窄带物联网的水污染监测装置，其特征在于，所述船体上还设置有检测船体吃水深度的水位报警模块。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种基于窄带物联网的水污染监测装置，其特征在于，水污染监测装置包括两组以上的水质监测组件，两组以上的水质监测组件在水体的同一断面设置，且每组水质监测组件的船体通过横杆依次连接，靠近岸边的水质监测组件的船体通过软绳连接在岸边。