無線移動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】無線移動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備是一種可在戶外全天候工作的，具有實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備，屬于水質(zhì)監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。它是由母船（1）、收放儀（2）、哈希水質(zhì)分析儀（hydrolab5）（3）、Futaba2.4G遙控器（4）、12/18V鋰聚合物電池組（5）、12V鉛酸電池組（6）、GPRS無線通信模塊（7）、母船控制模塊（8）、螺旋槳（9）、導(dǎo)向尾翼（10）、天線（11）、0.75~1MM2聚氯乙烯絕緣銅絲軟線（12）、4m凱芙拉線（13）、電纜收放模塊（14）、水質(zhì)儀電纜線（15）等組件裝配而成。無線移動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備適用于戶外水質(zhì)移動(dòng)監(jiān)測(cè)、并對(duì)監(jiān)測(cè)活動(dòng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備，用于解決傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)成本高與效率低的問題。
【專利說明】無線移動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本設(shè)備是一種、可在戶外全天候工作的，具有實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備，屬于水質(zhì)監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]水體污染作為城市環(huán)境問題四大公害之一，是嚴(yán)重影響人類生活質(zhì)量與身心健康的重要因素，也是受到居民投訴最多的環(huán)境污染。隨著環(huán)境水污染的加劇，對(duì)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的關(guān)注度越來越高，由于水污染在空間和時(shí)間上存在差異，因此為了盡可能準(zhǔn)確的測(cè)評(píng)水污染的平均水平，需要在監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行多點(diǎn)布設(shè)并盡量提高監(jiān)測(cè)頻次。目前應(yīng)用比較多的水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法仍然為傳統(tǒng)的人工采樣和實(shí)驗(yàn)室分析方法，即在不同時(shí)段對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行若干頻次監(jiān)測(cè)采樣。然而由于這種方式不但工作量大，監(jiān)測(cè)效率低，而且容易對(duì)環(huán)境造成侵入式破壞的二次污染，對(duì)采樣人員也有一定落水和廢氣吸入危險(xiǎn)，此外一些惡劣的環(huán)境也不便于進(jìn)入，因此很難在短時(shí)間內(nèi)提供水質(zhì)參數(shù)的信息，實(shí)時(shí)掌握水質(zhì)的變化情況；水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的信息化程度偏低，使得眾多部門的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)客觀上無法共享。因此，全天候、自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的環(huán)境水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)是水質(zhì)監(jiān)測(cè)的必然趨勢(shì)。在此背景之下，研制與開發(fā)一套無線移動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備具有重大的社會(huì)意義和現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)能及時(shí)感知、傳遞和分析環(huán)境變化信息，起到環(huán)境預(yù)警的作用，同時(shí)還能為決策和管理部門提供科學(xué)依據(jù)，做出正確的決策。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)用十分廣泛，不但可以應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)監(jiān)測(cè)大氣和土壤溫濕度以及水資源的水質(zhì)并設(shè)計(jì)污染源無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還能通過對(duì)環(huán)境中相關(guān)氣象參數(shù)的采集、測(cè)量來實(shí)現(xiàn)測(cè)風(fēng)的智能化和無線化。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用多集中在大氣、土壤溫濕度監(jiān)測(cè)以及水質(zhì)監(jiān)測(cè)等方面。由于水污染在時(shí)間與空間的差異等特點(diǎn)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)不僅需要監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的選取個(gè)數(shù)、布設(shè)點(diǎn)位需要具有一定數(shù)量和代表性，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為實(shí)現(xiàn)這一要求提供了可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種適用于戶外水質(zhì)移動(dòng)式監(jiān)測(cè)、并對(duì)監(jiān)測(cè)活動(dòng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備。以解決傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)傳統(tǒng)的噪聲監(jiān)測(cè)成本高與監(jiān)測(cè)效率低的問題。
[0005]本發(fā)明它是母船(I)、水質(zhì)儀收放模塊(2)、哈希水質(zhì)分析儀(hydrolab 5) (3)、Futaba2.4G遙控器(4 )、12/18V鋰聚合物電池組(5 )、12V鉛酸電池組(6 )、GPRS無線通信模塊(7)、母船控制模塊(8)、螺旋槳(9)、導(dǎo)向尾翼(10)、天線(11)、0.75?IMM2聚氯乙烯絕緣銅絲軟線(12)、4m凱芙拉線(13)、電纜收放模塊(14)、水質(zhì)儀電纜線(15)組成，上述零部件間連接關(guān)系為:母船(I)內(nèi)部船底前端固定連接有電纜收放模塊(14)、母船控制模塊(8)，后端固定連接水質(zhì)儀收放模塊(2)、GPRS無線通信模塊(7)，12/18V鋰聚合物電池組(5)通過0.75?1MM2聚氯乙烯絕緣銅絲軟線(12)與電纜收放模塊(14)、水質(zhì)儀收放模塊(2)、GPRS無線通信模塊(7)相連并給三者供電，12V鉛酸電池組(6)通過0.75?IMM2聚氯乙烯絕緣銅絲軟線(12)與母船控制模塊(8)相連并供電，哈希水質(zhì)分析儀(hydrolab 5) (3)通過水質(zhì)儀電纜線(15)與電纜收放模塊(14)以及GPRS無線通信模塊(7)相連，通過4m凱芙拉線(13)與水質(zhì)儀收放模塊(2)相連，電纜收放模塊(14)、水質(zhì)儀收放模塊(2)同步控制水質(zhì)分析儀(3)的升降和高度，GPRS無線通信模塊(7)則將水質(zhì)分析儀(3)獲得的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)端，母船(I)外部上表面固定有天線(11)，底部后端安裝有螺旋槳(9)、導(dǎo)向尾翼(10)，螺旋槳(9)、導(dǎo)向尾翼(10)與船內(nèi)母船控制模塊(8)相連，F(xiàn)utaba2.4G遙控器(4)其發(fā)出信號(hào)通過天線(11)、GPRS無線通信模塊(7 )接收。
[0006]無線移動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備可以很方便的實(shí)現(xiàn)各種功能區(qū)水環(huán)境多位點(diǎn)和不同深度監(jiān)測(cè)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和完整性，同時(shí)還可以作為水污染取證的監(jiān)測(cè)設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1:監(jiān)測(cè)設(shè)備外部形態(tài)及組成部分透視圖。
[0008]圖2:監(jiān)測(cè)設(shè)備外部形態(tài)及尺寸俯視圖。
[0009]圖3:監(jiān)測(cè)設(shè)備外部形態(tài)及尺寸側(cè)視圖。
[0010]圖4:監(jiān)測(cè)設(shè)備內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)布局圖。
[0011]圖5:監(jiān)測(cè)設(shè)備水質(zhì)監(jiān)測(cè)執(zhí)行程序示意圖。
[0012]圖中標(biāo)識(shí):(I)母船、(2)水質(zhì)儀收放模塊、(3)哈希水質(zhì)分析儀(hydrolab 5)、(5)12/18V鋰聚合物電池組、(6) 12V鉛酸電池組、(7) GPRS無線通信模塊、(8)母船控制模塊、(9 )螺旋槳、(10)導(dǎo)向尾翼、(11)天線>(12)0.75?IMM2聚氯乙烯絕緣銅絲軟線、(13 ) 4m凱芙拉線、(14)電纜收放模塊、(15)水質(zhì)儀電纜線。Futaba2.4G遙控器(4)由于未與設(shè)備機(jī)械連接，故沒有出現(xiàn)在圖中。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0014]圖1中，作為監(jiān)測(cè)設(shè)備載體的母船(I)外部上表面固定有天線(11)，底部后端安裝有螺旋槳(9)、導(dǎo)向尾翼(10)。螺旋槳(9)、導(dǎo)向尾翼(10)與船內(nèi)母船控制模塊(8)相連。
[0015]圖4中，母船(I)內(nèi)部船底前端固定連接有電纜收放模塊(14)、母船控制模塊(8 )，后端固定連接水質(zhì)儀收放模塊(2)、GPRS無線通信模塊(7)，12/18V鋰聚合物電池組(5)通過0.75?1MM2聚氯乙烯絕緣銅絲軟線(12)與電纜收放模塊(14)、水質(zhì)儀收放模塊(2)、GPRS無線通信模塊(7)相連并給三者供電，12V鉛酸電池組(6)通過0.75?IMM2聚氯乙烯絕緣銅絲軟線(12)與母船控制模塊(8)相連并供電。哈希水質(zhì)分析儀(hydrolab 5) (3)通過水質(zhì)儀電纜線(15)與電纜收放模塊(14)以及GPRS無線通信模塊(7)相連，通過4m凱芙拉線(13 )與水質(zhì)儀收放模塊(2 )相連，電纜收放模塊(14)、水質(zhì)儀收放模塊(2 )同步控制水質(zhì)分析儀(3)的升降和高度，GPRS無線通信模塊(7)則將水質(zhì)分析儀(3)獲得的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)端。Futaba2.4G遙控器(4)由操作者手持，不與船體發(fā)生機(jī)械連接關(guān)系，其發(fā)出信號(hào)通過天線(11)、GPRS無線通信模塊(7 )接收。
[0016]圖5中，設(shè)備在水域換點(diǎn)工作流程為，在一個(gè)指定點(diǎn)采集完數(shù)據(jù)后，當(dāng)需要更換采樣點(diǎn)時(shí)，遙控器(4)在遠(yuǎn)端發(fā)送信號(hào)控制水質(zhì)儀收放模塊(2)收回水質(zhì)儀(3)，并通過發(fā)送信號(hào)給母船控制模塊(8 )控制母船(I)移向指定的采樣點(diǎn)，然后遙控器(4 )發(fā)送信號(hào)控制水質(zhì)儀收放模塊(2 )放出水質(zhì)儀(3 )進(jìn)行新樣點(diǎn)的水質(zhì)數(shù)據(jù)采集。
[0017]數(shù)據(jù)采集組件結(jié)構(gòu)主要包括水質(zhì)儀收放模塊(2)、水質(zhì)分析儀(3)、12/18V鋰聚合物電池組(5)、12V鉛酸電池組(6)、GPRS無線通信模塊(7)四個(gè)部件。哈希水質(zhì)分析儀Hydrolab 5 (3)，該產(chǎn)品提供標(biāo)準(zhǔn)RS232、RS485接口，可直接連接串口設(shè)備，適用于環(huán)境水質(zhì)的定點(diǎn)監(jiān)測(cè)，同時(shí)能瞬時(shí)輸出水質(zhì)數(shù)據(jù)，并且用電量少，無需交流供電，符合與無線傳感器結(jié)合的要求。Hydrolab DS5X-MS5水質(zhì)分析儀采集水質(zhì)數(shù)據(jù)，通過電纜的RS232接口傳輸?shù)紾PRS無線通信模塊，GPRS無線通信模塊將水質(zhì)數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)接收端，即可在數(shù)據(jù)中心查看采集到的水質(zhì)數(shù)據(jù)。12/18V鋰聚合物電池組(5 )給水質(zhì)儀收放模塊(2 )供電以完成升降動(dòng)作，同時(shí)為GPRS無線通信模塊(7 )供電，12V鉛酸電池組(6 )提供母船(I)移動(dòng)所需的電源動(dòng)力。
【權(quán)利要求】
1.無線移動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備，它是母船(I)、水質(zhì)儀收放模塊(2)、哈希水質(zhì)分析儀(hydroIab 5) (3)、Futaba2.4G遙控器(4)、12/18V鋰聚合物電池組(5)、12V鉛酸電池組(6)、GPRS無線通信模塊(7)、母船控制模塊(8)、螺旋槳(9)、導(dǎo)向尾翼(10)、天線(11)、0.75^1MM2聚氯乙烯絕緣銅絲軟線(12)、4m凱芙拉線(13)、電纜收放模塊(14)、水質(zhì)儀電纜線(15)組成，上述零部件間連接關(guān)系為:母船(I)內(nèi)部船底前端固定連接有電纜收放模塊(14)、母船控制模塊(8)，后端固定連接水質(zhì)儀收放模塊(2)、GPRS無線通信模塊(7)，12/18V鋰聚合物電池組(5)通過0.75~1MM2聚氯乙烯絕緣銅絲軟線(12)與電纜收放模塊(14)、水質(zhì)儀收放模塊(2)、GPRS無線通信模塊(7)相連并給三者供電，12V鉛酸電池組(6)通過0.75^1MM2聚氯乙烯絕緣銅絲軟線(12)與母船控制模塊(8 )相連并供電，哈希水質(zhì)分析儀(hydrolab 5) (3)通過水質(zhì)儀電纜線(15)與電纜收放模塊(14)以及GPRS無線通信模塊(7)相連，通過4m凱芙拉線(13)與水質(zhì)儀收放模塊(2)相連，電纜收放模塊(14)、水質(zhì)儀收放模塊(2)同步控制水質(zhì)分析儀(3)的升降和高度，GPRS無線通信模塊(7)則將水質(zhì)分析儀(3)獲得的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)端，母船(I)外部上表面固定有天線(11)，底部后端安裝有螺旋槳(9)、導(dǎo)向尾翼(10)，螺旋槳(9)、導(dǎo)向尾翼(10)與船內(nèi)母船控制模塊(8)相連，F(xiàn)utaba2.4G遙控器(4 )其發(fā)出信號(hào)通過天線(11)、GPRS無線通信模塊(7 )接收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線移動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備，其在形狀、構(gòu)造及工作上的特征在于:將電池組(5)、(6)、GPRS無線通信模塊(7)、母船控制模塊(8)、水質(zhì)儀收放模塊(2)置于母船(I)中并固定，水質(zhì)儀收放模塊(2)通過4m凱芙拉線(13)與水質(zhì)分析儀器(3)相連，電纜收放模塊(14)通過水質(zhì)儀電纜線(15)與水質(zhì)分析儀器(3)相連，遙控器(4)在遠(yuǎn)端通過給水質(zhì)儀收放模塊(2 )發(fā)出指令可控制水質(zhì)儀(3 )在水中的升降及深度，水質(zhì)儀(3 )完成水質(zhì)數(shù)據(jù)采集，采集所獲數(shù)據(jù)通過水質(zhì)儀電纜線(15)傳輸?shù)紾PRS無線通信模塊(7)并進(jìn)一步通過天線(11)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，12/18V鋰聚合物電池組(5)給水質(zhì)儀收放模塊(2)供電以完成升降動(dòng)作，同時(shí)為GPRS無線通信模塊(7)供電，12V鉛酸電池組(6)提供母船(I)移動(dòng)所需的電源動(dòng)力，遙控器(4)同時(shí)遠(yuǎn)端發(fā)送信號(hào)給母船控制模塊(8)以控制螺旋槳(9)和導(dǎo)向尾翼(10)，從而達(dá)`到控制母船(I)移動(dòng)的速度和方向，天線(11)外置于母船(I)上表面尾端，對(duì)所有供電線路均采用0.75^1MM2聚氯乙烯絕緣銅絲軟線(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線移動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于:由遙控器(4)控制母船(I)的移動(dòng)和停止位置，且控制水質(zhì)儀收放模塊(2)的執(zhí)行動(dòng)作，水質(zhì)儀收放模塊(2)控制水質(zhì)分析儀器(3)在水中升降深度，水質(zhì)分析儀器(3)負(fù)責(zé)采集水質(zhì)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾PRS通信模塊并發(fā)送到數(shù)據(jù)中心。
【文檔編號(hào)】B63B38/00GK203652085SQ201320053127
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月31日
【發(fā)明者】趙景柱, 王豪偉, 張?zhí)旌? 李春明, 鄭栓寧, 蘇曉丹 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所