一種新型水質在線監測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無線檢測技術領域，尤其是涉及一種新型水質在線監測系統。
【背景技術】
[0002]水是生命不可缺少的要素之一。因此，對水質的檢測顯得尤為重要。但是傳統的經驗檢測法已經不能滿足需要，甚至會帶來巨大損失；化學檢測法過程復雜、不具有實時性，還會帶來二次污染。現代儀器檢測法通過相關傳感器，將被測對象的化學量或物理量轉化為電信號，經高增益放大器放大、數字化處理后，輸入到MCU后準確得到測量參數。
[0003]對于湖泊和河流水質的測量，由于浮標常年位于水中，為它架設專門的通信線路顯得不合適；另外由于測試點多而雜使得測試系統線路非常復雜，成本也較高。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種新型水質在線監測系統，本實用新型提出了以智能水質傳感器、無線傳感器網絡、專家庫數據庫為核心的物聯網水質在線監測系統。本系統通過分布式動態組網，可實現大范圍、24小時不間斷的監測，同時通過布設在水源地具有定位功能的無線傳感器節點，能夠偵測到飲用水源的污染情況，從而提高管理效率、保障供水安全，解決飲用水及養殖業水質在線監測和管理問題。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種新型水質在線監測系統，其特征在于:包括感知層、傳輸層和應用層；所述感知層由遠程視頻采集節點、水質參數采集節點和水質參數調節節點組成；所述傳輸層由Zigbee-GPRS網關和3G通信網絡組成；所述應用層由依次相連接的通信服務器、數據服務器、水質監控信息管理系統和用戶組成；所述遠程視頻采集節點包括多個3G攝像機和與連接的太陽能電池，所述水質參數采集節點包括太陽能電池和與其連接的智能PH/溫度傳感器、智能溶氧量傳感器、智能水位傳感器和智能池度傳感器，所述智能PH/溫度傳感器、智能溶氧量傳感器、智能水位傳感器和智能濁度傳感器通過RS485-RS232總線控制器與第一 Zigbee通信模塊連接，所述水質參數調節節點包括太陽能電池和與其連接的增氧機、與增氧機連接的增氧機控制器和與增氧機控制器連接的第二 Zigbee通信模塊；所述Zigbee-GPRS網關包括太陽能電池和與其連接的GPRS模塊、微處理器和第三Zigbee通信模塊。
[0006]上述的一種新型水質在線監測系統，其特征在于:所述微處理器采用S3C2440單片機。
[0007]上述的一種新型水質在線監測系統，其特征在于:所述GPRS模塊為型號MG323的GPRS模塊。
[0008]上述的一種新型水質在線監測系統，其特征在于:所述第一 Zigbee通信模塊、第二 Zigbee通信模塊和第三Zigbee通信模塊均為CC2530芯片。
[0009]上述的一種新型水質在線監測系統，其特征在于:所述增氧機的驅動電路包括光耦和光耦輸出端連接的三極管、繼電器。
[0010]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:
[0011]本實用新型提出了以智能水質傳感器、無線傳感器網絡、專家庫數據庫為核心的物聯網水質在線監測系統。本系統通過分布式動態組網，可實現大范圍、24小時不間斷的監測，同時通過布設在水源地具有定位功能的無線傳感器節點，能夠偵測到飲用水源的污染情況，從而提高管理效率、保障供水安全，解決飲用水及養殖業水質在線監測和管理問題。
[0012]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的水質在線監測系統整體框圖；
[0014]圖2為本實用新型的Zigbee無線節點與RS485傳感器的接口電路圖；
[0015]圖3為本實用新型的增氧機控制電路原理圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，一種新型水質在線監測系統，其特征在于:包括感知層、傳輸層和應用層；所述感知層由遠程視頻采集節點1、水質參數采集節點2和水質參數調節節點3組成；所述傳輸層由Zigbee-GPRS網關4和3G通信網絡5組成；所述應用層由依次相連接的通信服務器6、數據服務器7、水質監控信息管理系統8和用戶9組成；所述遠程視頻采集節點I包括多個3G攝像機和與連接的太陽能電池，所述水質參數采集節點2包括太陽能電池和與其連接的智能PH/溫度傳感器、智能溶氧量傳感器、智能水位傳感器和智能濁度傳感器，所述智能PH/溫度傳感器、智能溶氧量傳感器、智能水位傳感器和智能濁度傳感器通過RS485-RS232總線控制器與第一 Zigbee通信模塊連接，所述水質參數調節節點3包括太陽能電池和與其連接的增氧機、與增氧機連接的增氧機控制器和與增氧機控制器連接的第二Zigbee通信模塊；所述Zigbee-GPRS網關4包括太陽能電池和與其連接的GPRS模塊、微處理器和第三Zigbee通信模塊。
[0017]所述微處理器采用S3C2440單片機。
[0018]所述GPRS模塊為型號MG323的GPRS模塊。
[0019]如圖2所示，所述第一 Zigbee通信模塊、第二 Zigbee通信模塊和第三Zigbee通信模塊均為CC2530芯片。本系統的ZigBee節點選用CC2530節點，該類節點帶有CC2591增益放大模塊，最遠通訊距離可達1km。由于CC2530不支持RS485通訊，因而需要設計RS485轉3.3V TTL電路，圖2所示就是CC2530無線節點與RS485傳感器的接口電路[2]。其中，
5.0V直流電壓主要為傳感器供電，3.3V直流電壓為CC2530節點供電。通訊接口轉換芯片選擇MAXM公司的MAXl3487，光耦T1、T2用于CC2530與RS485總線的隔離，R8、R9用于采樣電源電壓以便服務器端能實時判斷節點的供電情況，R5、R6、R7、C5、C6、D1、D2、D3、L1、L2等為RS485總線匹配電路。
[0020]如圖3所示，所述增氧機的驅動電路包括光耦和光耦輸出端連接的三極管、繼電器。CC2530節點通過微處理器控制光耦Tl，并驅動Ql控制繼電器Jl，從而控制增氧機電源的通斷，達到啟動/停止增氧機的目的。
[0021]系統在水源地布置多個水上節點(水質參數采集節點、遠程視頻采集節點、水質參數調節節點、ZigBee+GPRS無線網關)，然后通過水質參數采集節點的具有測溫和溫度補償功能的PH10、TS10、WL10、DOlO四類智能傳感器實時采集PH值、水溫、水位、溶氧量等水質參數，并通過ZigBee模塊上傳給無線網關的ZigBee模塊，再由后者經串口送入GPRS傳送到服務器；同時通過3G網絡攝像機采集水面視頻信息，由3G方式送入移動服務器。最后服務器可對水質監測情況進行預警、告警，并在水質異常時無線控制啟動增氧機或PH值調節設備、水泵等，實時調節用水參數。管理人員則可通過PC、平板電腦或PDA等方式獲取實時水質數據，并對設備進行遠程控制。
[0022]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
【主權項】
1.一種新型水質在線監測系統，其特征在于:包括感知層、傳輸層和應用層；所述感知層由遠程視頻采集節點(1)、水質參數采集節點(2)和水質參數調節節點(3)組成；所述傳輸層由Zigbee-GPRS網關(4)和3G通信網絡(5)組成；所述應用層由依次相連接的通信服務器(6)、數據服務器(7)、水質監控信息管理系統(8)和用戶(9)組成；所述遠程視頻采集節點(1)包括多個3G攝像機和與連接的太陽能電池，所述水質參數采集節點(2)包括太陽能電池和與其連接的智能PH/溫度傳感器、智能溶氧量傳感器、智能水位傳感器和智能濁度傳感器，所述智能PH/溫度傳感器、智能溶氧量傳感器、智能水位傳感器和智能濁度傳感器通過RS485-RS232總線控制器與第一 Zigbee通信模塊連接，所述水質參數調節節點(3)包括太陽能電池和與其連接的增氧機、與增氧機連接的增氧機控制器和與增氧機控制器連接的第二Zigbee通信模塊；所述Zigbee-GPRS網關⑷包括太陽能電池和與其連接的GPRS模塊、微處理器和第三Zigbee通信模塊。
2.按照權利要求1所述的一種新型水質在線監測系統，其特征在于:所述微處理器采用S3C2440單片機。
3.按照權利要求1所述的一種新型水質在線監測系統，其特征在于:所述GPRS模塊為型號MG323的GPRS模塊。
4.按照權利要求1所述的一種新型水質在線監測系統，其特征在于:所述第一Zigbee通信模塊、第二 Zigbee通信模塊和第三Zigbee通信模塊均為CC2530芯片。
5.按照權利要求1所述的一種新型水質在線監測系統，其特征在于:所述增氧機的驅動電路包括光親和光親輸出端連接的三極管、繼電器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型水質在線監測系統，其特征在于：包括遠程視頻采集節點、水質參數采集節點、水質參數調節節點、Zigbee-GPRS網關、3G通信網絡以及設置在遠程的通信服務器、數據服務器、水質監控信息管理系統和用戶；遠程視頻采集節點包括多個3G攝像機，水質參數采集節點包括多種水質檢測傳感器，水質檢測傳感器與Zigbee通信模塊連接，水質參數調節節點包括增氧機、增氧機控制器和Zigbee通信模塊；Zigbee-GPRS網關包括GPRS模塊、微處理器和Zigbee通信模塊。本實用新型能夠在線偵測到飲用水源的污染情況，從而提高管理效率、保障供水安全，解決了水質在線監測和管理的問題。
【IPC分類】G01N33-18, G08C17-02
【公開號】CN204405642
【申請號】CN201520043297
【發明人】趙云霞
【申請人】趙云霞
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年1月22日