CN218412487U

CN218412487U - 一种农业水质智能监控系统

Info

Publication number: CN218412487U
Application number: CN202222103155.0U
Authority: CN
Inventors: 张远民; 廖愈乐; 周伟; 张永峰
Original assignee: China Unicom Sichuan Industrial Internet Co Ltd
Current assignee: China Unicom Sichuan Industrial Internet Co Ltd
Priority date: 2022-08-11
Filing date: 2022-08-11
Publication date: 2023-01-31
Anticipated expiration: 2032-08-11

Abstract

本实用新型属于水质监测技术领域，尤其涉及一种农业水质智能监控系统，包括远程数据接收平台、CAN总线、与远程数据接收平台无线通讯连接的中间数据收发装置以及若干水质监测装置，CAN总线的载体线上设置有一个与中间数据收发装置通讯连接的收发节点和若干一一对应连接水质监测装置监测节点。本技术方案基于CAN总线实现的多点监测，基于此，只需在不同的水质监测装置中固化不同的地址信息，在中间数据收发装置与各水质监测装置的通信协议中规定有设备地址这一项数据字段回传编号，便可支持区分数据信息的来源地址，为快速确定影响水质问题的源头区域提供了便利，进一步优化了相关监管部门的水质监管工作。

Description

一种农业水质智能监控系统

技术领域

本实用新型属于水质监测技术领域，尤其涉及一种农业水质智能监控系统。

背景技术

农业作为国民经济中一个重要产业，包括利用土地资源进行种植生产的种植业、利用土地上水域空间进行水产养殖的水产业、利用土地资源培育采伐林木的林业以及利用土地资源培育或者直接利用草地发展畜牧的是畜牧业。众所周知，水是农业生产的命根子，动物的生存离不开水，农业作物含有大量的水，约占它们自重的80％，蔬菜含水90％～95%，水生植物竟含水98%以上。可见，水对于农业发展的重要性。

农业的发展离不开优质的地球水资源，反过来，农业发展也时刻影响着地球水资源，最典型的便是不规范的农业污水排放，一条河道全程可能存在多处污水排放点，而相关监管部门无法时刻看守现场，无法及时知道污水违规排放情况，导致严重的河道水污染，由此，污水排放管理成了相关监管部门实施监管工作的一大难题。

基于上述情况，现有技术中出现了众多水质监测设备用于辅助相应的监管工作，如公开号为CN212255161U的中国专利文献，公开了一种水库、河道的水质监测装置及水质监测系统，水库通过河道与自来水厂的取水泵站相连。在水库或河道的不同区域设置用于监测该水库或河道的水质的水质监测装置。水质监测装置包括：与水库区域或河道区域连通的循环管路，用于抽取水流的微型水泵，用于探测循环管路内水流的水质信息的传感器，连接传感器的数据处理设备，用于增加浮力的漂浮设备以及用于稳定水质监测装置的固定设备；循环管路的部分管路、微型水泵、传感器、数据处理设备安装在一外壳内；外壳下方安装有漂浮设备，在漂浮设备底部设置有固定设备。水质监测装置能够监测水库、河道的流水的余氯含量、酸碱度、电导率和浊度，降低了人力抽查水库、河道的成本。但该技术方案还存在以下缺陷：

1）虽然可以多点监测，但不能确定是否可以快速的确定水质不合格的起点；

2）通过拉伸连接配重体块，使水质监测装置不会随着水的流动而改变位置，由于拉伸过于柔性，使得水质监测装置会在水流的作用下在一定空间范围内不断移动，使得水质监测装置的工作状态不稳定，且在水质监测装置长期晃动的拉扯作用下，拉伸容易断裂；

3）水位过浅时无法使用；

4）水质监测装置浮于水面，容易遭到水中不明物的撞击而受到损坏；

5）水质监测用的水管容易被堵塞。

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种农业水质智能监控系统，具体方案如下：

一种农业水质智能监控系统，包括远程数据接收平台和至少一个中间数据收发装置，中间数据收发装置与远程数据接收平台无线通讯连接，中间数据收发装置上通过CAN总线接入有若干水质监测装置；CAN总线的载体线上设置有一个与中间数据收发装置通讯连接的收发节点和若干与水质监测装置一一对应的监测节点，水质监测装置通过监测节点接入CAN总线。

优选的，所述中间数据收发装置包括支撑立柱，支撑立柱上安装有控制柜，控制柜中布设有数据处理电路，数据处理电路中接入有蓄电装置和无线通讯模块，支撑立柱的顶部安装有太阳能板，且太阳能板与蓄电装置电性连接。

优选的，所述水质监测装置包括安装台、设备箱和U型管，安装台的底部固定连接有至少一根定位柱，设备箱安装于安装台的顶部，设备箱中布设有水泵、水质传感检测单元、数据采集电路和检测控制电路；水泵和水质传感检测单元接入U型管，水泵与检测控制电路电性连接，水质传感检测单元通过数据采集电路与检测控制电路电性连接；检测控制电路中接入有供电模块。

优选的，安装台上设置有两个与U型管的两端一一对应的穿管孔，U型管的两端穿过穿管孔后，垂直延伸至水流中。

优选的，所述水质传感检测单元包括电导率传感器、PH值传感器、余氯传感器和氨氮传感器。

优选的，所述水质监测装置还包括球形滤网罩，球形滤网罩包括球形罩体和螺纹连接环，球形罩体通过轴承与螺纹连接环转动连接，螺纹连接环与U型管进水的一端可拆卸连接。

优选的，安装台底部设置有两根定位柱，U型管的两端分别固定于两根定位柱上。

本技术方案与现有技术相比，具有以下优点：

1）本技术方案基于CAN总线实现的多点监测，基于此，只需在不同的水质监测装置中固化不同的地址信息，在中间数据收发装置与各水质监测装置的通信协议中规定有设备地址这一项数据字段回传编号，不同时刻的同步采集信号对应不同采集数据的回传编号，便可区分数据信息的来源地址，为快速确定影响水质问题的源头区域提供了便利，进一步优化了相关监管部门的水质监管工作。

2）本技术方案通过设置带有定位柱的安装台，使得水质监测装置的重要部件始终保持在一个高度，结构稳定可靠，不受水流推动和不明物体撞击的影响；

3）本技术方案的水质监测装置固定安装，通过将U型管插入水流中实现引水，只需设置U型管进水端的靠近河底，即可使得本技术方案适用于河流低水位状态；

4）本技术方案通过设置专门的球形滤网罩，解决了U型管容易堵塞的问题。

附图说明

图1为本技术方案的系统原理图；

图2为中间数据收发装置的外部结构示意图；

图3为控制柜的内部结构示意图；

图4为水质监测装置的结构示意图；

1、支撑立柱；2、控制柜；3、数据处理电路；4、蓄电装置；5、无线通讯模块；6、太阳能板；7、安装台；8、穿管孔；9、设备箱；10、U型管；11、定位柱；12、水泵；13、水质传感检测单元；14、数据采集电路；15、检测控制电路；16、供电模块；17、球形滤网罩；17.1、球形罩体；17.2、螺纹连接环；17.3、轴承。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型做进一步说明，但不应理解为本实用新型仅限于以下实例，在不脱离本实用新型构思的前提下，本实用新型在本领域的变形和改进都应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

实施例1

本实施例公开了一种农业水质智能监控系统（以下统称系统），作为本技术方案优选的实施方案，如图1所示，包括远程数据接收平台和至少一个中间数据收发装置，中间数据收发装置与远程数据接收平台无线通讯连接，中间数据收发装置上通过CAN总线接入有若干水质监测装置；CAN总线的载体线上设置有一个与中间数据收发装置通讯连接的收发节点和若干与水质监测装置一一对应的监测节点，水质监测装置通过监测节点接入CAN总线。

在实际运用中，沿河道延伸方向间隔安装水质监测装置，安装点根据河道沿途的可能存在的污水排放点的分布而确定，或者根据检测工作需要而确定安装点的间隔距离。在系统的实际运行中，可通过远程数据接收平台发送统一的采集命令，中间数据收发装置接收相应的指令后，配合CAN总线发送至所有监测节点的水质监测装置。其中，采集命令的发送可以是通过设定的采集时间间隔自动发送，相应的监管部门可根据实际需要通过远程数据接收平台更改采集时间。所有水质监测装置同一时刻接收到采集信号，基于不同的安装位置，不同的水质监测装置对河道不同位置的水质数据进行检测。基于CAN总线是半双工工作模式，且不同传感器连接的监测节点不同，只需在不同的水质监测装置中固化不同的地址信息，便可使得所有水质监测装置可同时采集数据，但却不能同时将数据传送到中间数据收发装置中。为分辨出不同时刻采集的检测参数，可在中间数据收发装置与各水质监测装置的通信协议中规定有设备地址这一项数据字段回传编号，不同时刻的同步采集信号对应不同采集数据的回传编号，各水质监测装置具体是按照地址优先级，由地址低的水质监测装置优先传输数据，依次将同一时刻采集的数据传输至中间数据收发装置中。中间数据收发装置将接收到的所有水质监测装置同步采集却非同步回传的数据信号进行打包后，通过无线传输的方式传输至远程数据接收平台进行解析、展示和处理。当出现水质问题时，可根据呈现水质问题的数据信号的地址快速确定相应的水质监测装置，进一步快速确定影响水质问题的源头区域，如此，相关监管部门便可只需实地考察影响水质问题的源头区域，若不能及时到达现场，也可向影响水质问题的源头区域的用地人员发出整改通知，以快速解决排污不规范问题。

实施例2

本实施例公开了一种农业水质智能监控系统（以下统称系统），作为本技术方案优选的实施方案，即实施例1中，中间数据收发装置包括支撑立柱1，支撑立柱1上安装有控制柜2，控制柜2中布设有数据处理电路3，数据处理电路3中接入有蓄电装置4和无线通讯模块5，支撑立柱1的顶部安装有太阳能板6，且太阳能板6与蓄电装置4电性连接。

在实际运用中，为了解决河道周围环境对牵线限制的问题，可沿河道延伸的方向设置多个中间数据收发装置，考虑到成本问题和场地问题，可以在牵线不受河道周围环境限制的前提下，尽可能的设置较少的中间数据收发装置。可将支撑立柱1固定于河边的空地上，通过太阳能板6为蓄电装置4充电，蓄电装置4为数据处理电路3。数据处理电路3连接收发节点，其工作主要是通过无线通讯模块5接收远程数据接收平台发动的指令，通过收发节点配合CAN总线将指令发送至监测节点的水质监测装置中，接收CAN总线回传的数据信息，并将数据信息打包后，通过无线通讯模块5发送至远程数据接收平台。

实施例3

本实施例公开了一种农业水质智能监控系统（以下统称系统），作为本技术方案优选的实施方案，即实施例1中，水质监测装置包括安装台7、设备箱9和U型管，安装台7的底部固定连接有至少一根定位柱11，设备箱9安装于安装台7的顶部，设备箱9中布设有水泵12、水质传感检测单元13、数据采集电路14和检测控制电路15；水泵12和水质传感检测单元13接入U型管，水泵12与检测控制电路15电性连接，水质传感检测单元13通过数据采集电路14与检测控制电路15电性连接；检测控制电路15中接入有供电模块16。

在实际运用中，可将定位柱11垂直插入或埋入河底，然后将水质监测装置依次安装到位，其中，U型管进水的一端尽量的靠近河底，确保河流低水位状态时可能使用。其中，可将地址信息固化于检测控制电路15中，将检测控制电路15接入CAN总线的监测节点。检测控制电路15接收到采集指令后，通过数据采集电路14控制水质传感检测单元13进行相应的水质检测工作，同时控制水泵12启动运行；水质传感检测单元13将检测到的数据信号通过数据采集电路14回传至检测控制电路15，检测控制电路15将相应的数据信号筒地址信息一同打包后回传至中间数据收发装置。

实施例4

本实施例公开了一种农业水质智能监控系统（以下统称系统），作为本技术方案优选的实施方案，即实施例3中，安装台7上设置有两个与U型管的两端一一对应的穿管孔8，U型管的两端穿过穿管孔8后，垂直延伸至水流中。通过设置穿管孔8，可快速确定设备箱9在安装台7的安装位置，并在一定程度上增加了设备箱9在安装台7顶部的稳定性。

进一步的，水质传感检测单元13包括电导率传感器、PH值传感器、余氯传感器和氨氮传感器。还可以根据需要，增加检测其他水质数据的传感器，如总；磷传感器等。

进一步的，水质监测装置还包括球形滤网罩17，球形滤网罩17包括球形罩体17.1和螺纹连接环17.2，球形罩体17.1通过轴承17.3与螺纹连接环17.2转动连接，螺纹连接环17.2与U型管进水的一端可拆卸连接。其中，球形罩体17.1可过滤掉水中容易导致U型管堵塞的东西，如水草等，在轴承17.3的作用下，球形罩体17.1可相对螺纹连接环17.2转动，当球形罩体17.1上附着水草或其他垃圾时，在水流的作用下，球形罩体17.1会受力不均，发生转动，由此一来，附着的垃圾在水流的推动下脱离球形罩体17.1，如此，解决了U型管容易堵塞的问题。其中，螺纹连接环17.2与U型管进水的一端可拆卸连接（即螺纹连接），为了确保稳定性，可采用插销径向穿过螺纹连接环17.2和U型管，螺纹连接环17.2与U型管发生相对转动。

优选的，安装台7底部设置有两根定位柱11，U型管的两端分别固定于两根定位柱11上。避免U型管受水中的各种推力而发生变形甚至断裂。

Claims

1.一种农业水质智能监控系统，其特征在于：包括远程数据接收平台和至少一个中间数据收发装置，中间数据收发装置与远程数据接收平台无线通讯连接，中间数据收发装置上通过CAN总线接入有若干水质监测装置；CAN总线的载体线上设置有一个与中间数据收发装置通讯连接的收发节点和若干与水质监测装置一一对应的监测节点，水质监测装置通过监测节点接入CAN总线。

2.如权利要求1所述一种农业水质智能监控系统，其特征在于：所述中间数据收发装置包括支撑立柱（1），支撑立柱（1）上安装有控制柜（2），控制柜（2）中布设有数据处理电路（3），数据处理电路（3）中接入有蓄电装置（4）和无线通讯模块（5），支撑立柱（1）的顶部安装有太阳能板（6），且太阳能板（6）与蓄电装置（4）电性连接。

3.如权利要求1所述一种农业水质智能监控系统，其特征在于：所述水质监测装置包括安装台（7）、设备箱（9）和U型管（10），安装台（7）的底部固定连接有至少一根定位柱（11），设备箱（9）安装于安装台（7）的顶部，设备箱（9）中布设有水泵（12）、水质传感检测单元（13）、数据采集电路（14）和检测控制电路（15）；水泵（12）和水质传感检测单元（13）接入U型管（10），水泵（12）与检测控制电路（15）电性连接，水质传感检测单元（13）通过数据采集电路（14）与检测控制电路（15）电性连接；检测控制电路（15）中接入有供电模块（16）。

4. 如权利要求3所述一种农业水质智能监控系统，其特征在于：所述安装台（7）上设置有两个与U型管（10）的两端一一对应的穿管孔（8），U型管（10）的两端穿过穿管孔（8）后，垂直延伸至水流中。

5.如权利要求3所述一种农业水质智能监控系统，其特征在于：所述水质传感检测单元（13）包括电导率传感器、PH值传感器、余氯传感器和氨氮传感器。

6.如权利要求3所述一种农业水质智能监控系统，其特征在于：所述水质监测装置还包括球形滤网罩（17），球形滤网罩（17）包括球形罩体（17.1）和螺纹连接环（17.2），球形罩体（17.1）通过轴承（17.3）与螺纹连接环（17.2）转动连接，螺纹连接环（17.2）与U型管（10）进水的一端可拆卸连接。

7.如权利要求3所述一种农业水质智能监控系统，其特征在于：所述安装台（7）底部设置有两根定位柱（11），U型管（10）的两端分别固定于两根定位柱（11）上。