[發(fā)明專(zhuān)利]基于物聯(lián)網(wǎng)的在線多參數(shù)水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310602848.7
• 申請(qǐng)日: 2013-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103925943A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王正;劉華;鄒志強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京金水永利科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01D21/02
• 分類(lèi)號(hào): G01D21/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的在線多參數(shù)水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀及其設(shè)計(jì)方法。該設(shè)備可以用于水質(zhì)環(huán)境的在線監(jiān)測(cè)，并通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)模塊與附近的相似設(shè)備自動(dòng)連接，組成水質(zhì)環(huán)境在線監(jiān)測(cè)局域物聯(lián)網(wǎng)，并通過(guò)統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行姆?wù)器上。

背景技術(shù)

目前的在線多參數(shù)水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是通過(guò)有線或GPRS等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。這種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)展現(xiàn)方式存在的缺點(diǎn)是：1.各個(gè)監(jiān)測(cè)設(shè)備之間互不通訊，不能構(gòu)成整體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。2.各個(gè)監(jiān)測(cè)設(shè)備獨(dú)立與中心服務(wù)器進(jìn)行通訊，網(wǎng)絡(luò)布設(shè)成本高，通訊費(fèi)用高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各監(jiān)測(cè)儀不能互相通訊，且網(wǎng)絡(luò)布設(shè)成本高，通訊費(fèi)用高的問(wèn)題，本發(fā)明采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使一定范圍內(nèi)的在線多參數(shù)水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀可以自動(dòng)組成監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，互相進(jìn)行無(wú)線通訊，并通過(guò)統(tǒng)一的網(wǎng)關(guān)設(shè)備將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行姆?wù)器上。局域物聯(lián)網(wǎng)不依賴(lài)于人工建立有線或無(wú)線的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)施，不依賴(lài)于外部的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，且當(dāng)基于物聯(lián)網(wǎng)的在線多參數(shù)水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀附近沒(méi)有可連接的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備時(shí)，其可以自動(dòng)與附近的同類(lèi)設(shè)備連接，并以級(jí)聯(lián)方式和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)建立間接連接，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的上傳。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)以上目的所采取的技術(shù)方案是：將檢測(cè)傳感器與物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊通過(guò)控制電路板進(jìn)行集成，主要包含以下模塊：

●檢測(cè)傳感器：用于測(cè)量水中的水質(zhì)環(huán)境參數(shù)數(shù)值，并以模擬信號(hào)(電壓信號(hào))傳輸至控制電路板。

●儀表模塊，包含控制電路板和物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊電路板：

■控制電路板：該電路板可以按照設(shè)置，控制水質(zhì)環(huán)境測(cè)量電極的啟動(dòng)與關(guān)閉，并承擔(dān)檢測(cè)傳感器與物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊的數(shù)據(jù)接口的作用。該控制電路板可以接受遠(yuǎn)程或本地指令，更改控制設(shè)置。根據(jù)設(shè)置，該控制電路板可以定時(shí)開(kāi)啟水質(zhì)環(huán)境測(cè)量電極，并在測(cè)量完成后從檢測(cè)傳感器獲取所測(cè)量數(shù)據(jù)，完成模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，并關(guān)閉檢測(cè)傳感器，然后將測(cè)量結(jié)果以數(shù)字信號(hào)形式傳輸給物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊。

■物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊：從控制電路板獲取測(cè)量數(shù)據(jù)后，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)通訊方式，通過(guò)無(wú)線電波與周邊的在線多參數(shù)水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀或物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通訊。從而使其有效范圍內(nèi)所有的同類(lèi)設(shè)備自動(dòng)構(gòu)成一個(gè)互聯(lián)互通，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。局域物聯(lián)網(wǎng)不依賴(lài)于人工建立有線或無(wú)線的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)施，不依賴(lài)于外部的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。該局部網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)送到后臺(tái)服務(wù)器。如果某一臺(tái)監(jiān)測(cè)儀附近不存在可連接的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，則該監(jiān)測(cè)儀可以經(jīng)由其他監(jiān)測(cè)儀，通過(guò)級(jí)聯(lián)方式與物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通訊，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳。

●外接天線：用于物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊傳輸無(wú)線信號(hào)，采用SMA接口。

●外接電源：用于為設(shè)備供電，可以采用鋰電池或者鉛蓄電池。

本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)把基于物聯(lián)網(wǎng)的在線多參數(shù)水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀自動(dòng)組成水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)局域物聯(lián)網(wǎng)，使區(qū)域內(nèi)的各個(gè)監(jiān)測(cè)儀器不再孤立存在，而結(jié)合成一個(gè)互相通訊，互相補(bǔ)充的整體，這樣可以起到保證網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整體性的作用。同時(shí)，由于所有設(shè)備的具有自動(dòng)無(wú)線聯(lián)網(wǎng)的能力，且整個(gè)網(wǎng)絡(luò)具有統(tǒng)一的通訊出口，可以減少整體系統(tǒng)的施工工程量和維護(hù)工作量，并且可以節(jié)省通訊費(fèi)用。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1基于物聯(lián)網(wǎng)的在線多參數(shù)水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀各模塊連接圖

圖2基于物聯(lián)網(wǎng)的在線多參數(shù)水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)圖

圖3同類(lèi)設(shè)備通過(guò)級(jí)聯(lián)方式進(jìn)行連接示意圖

圖4儀表模塊電路板連接圖

具體實(shí)施方式

在圖1中，描述了監(jiān)測(cè)儀內(nèi)部所包含的各個(gè)模塊及其連接關(guān)系，其中包括：1、外置天線；2、儀表模塊；3、外接電源；4、檢測(cè)傳感器。以?xún)x表模塊為中心，儀表模塊與外接電源、外置天線及檢測(cè)傳感器相連接。如上文所述，外接電源為設(shè)備提供電力供應(yīng)，采用24伏電源；外置天線負(fù)責(zé)與附近的監(jiān)測(cè)儀或者物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行無(wú)線電信號(hào)傳輸；儀表模塊包含控制電路板和物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊電路板，并包含一個(gè)LED顯示屏；檢測(cè)傳感器負(fù)責(zé)測(cè)量水質(zhì)環(huán)境參數(shù)，并將測(cè)量結(jié)果以模擬信號(hào)方式傳輸至儀表模塊。

在圖2中，包括1、基于物聯(lián)網(wǎng)的在線多參數(shù)水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀；2、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)；3、中心服務(wù)器。該圖描述了不同監(jiān)測(cè)儀通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊構(gòu)成局域物聯(lián)網(wǎng)，并將數(shù)據(jù)上傳至中心服務(wù)器的整體架構(gòu)。在該架構(gòu)中，局部區(qū)域內(nèi)的基于物聯(lián)網(wǎng)的在線多參數(shù)水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀可以自動(dòng)組成局域物聯(lián)網(wǎng)，其中，各個(gè)監(jiān)測(cè)儀之間可以互相連接，并通過(guò)統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)與中心服務(wù)器進(jìn)行通訊，而且無(wú)法與物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)直接連接的監(jiān)測(cè)儀還可通過(guò)附近的監(jiān)測(cè)儀以級(jí)聯(lián)方式連接物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。