[發明專利]基于GPS的自學習導航游弋式水質監測系統

在審

• 申請號: 201611182813.2
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN108204961A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 毛振剛
• 申請（專利權）人: 天津市軍聯科技有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N27/30;G01S19/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于GPS的自學習導航游弋式水質監測系統，以雙體式模型船作為載體，由運動控制模塊、CC2530協調器、ZigBee網絡、CC2530終端節點、電子羅盤、遙控器、熒光法溶解氧傳感器、PH傳感器、GPS定位模塊、PH變送器、RS485總線、GPRS?DTU模塊、遠程服務器、客戶端組成。本發明將ZigBee通信技術、GPS衛星定位技術和GPRS通信技術相結合，實現對測量船的手動遙控、自學習、自動導航以及對多個水質參數的在線監測，以單點移動式測量代替多點分布式測量，通過無線傳輸將采集的水質信息以及采集點的地理位置信息傳送至遠程服務器。

技術領域

本發明專利屬于水質監測領域，尤其是一種基于GPS的自學習導航游弋式水質監測系統。

背景技術

自從改革開放以來三十年,中國社會在每個方面都取得了長足的發展。但是同時,水資源危機并同環境危機馬上接踵而至。中國作為一個水資源相對來說缺乏的國家,人均的水資源占有量僅僅是世界平均水平的1/5左右。當今，大部分大中城市已經或正在陷入較嚴重的水資源危機之中,比如我國西部的西安等一線城市,缺水的問題已經逐漸影響到了城市的工農業生產，甚至影響到居民的日常生活。因為工農業急速的發展,我國的許多大江、大河中水資源已經嚴重不足,像黃河自從20世紀90年代起經常斷流,而且斷流的天數不斷的增加，在1997年長達二百多天,已經嚴重影響到了黃河中下游各省市人民的工農業用水。同時，工農業的需水量與日俱增,使得地表水的水量嚴重不足,人們只能開始大量開發并利用水質相對來說比較好的地下水，因為地下水的超量超采,全國各地方特別是北方的干旱缺水地區，那里地下水不斷的形成區域性的降落漏斗,而且漏斗的規模呈逐年增大的態勢,由此就引起了地面沉 降，環境污染，水質惡化這些嚴重的后遺癥。同時，由于工農業發展,水質的污染也日趨嚴重。因為工農業的污染每況愈下,地表水的水質隨之不斷惡化，很多的地表水已經不可以再作為城市供水的水源了。因為城市大量污水、農業生產用化肥的污染,地下的水資源，特別是地球淺層的地下水資源被嚴重的污染。若再不采取有效的，合理的措施來進行水質檢測,那么我國水資源的危機將更加嚴重,這會嚴重地影響我國經濟，民生的可持續發展。所以,對水質建立合理可靠的檢測信息系統十分必要。

水質檢測管理信息系統是從地理信息系統中發展出來的的管理信息系統,它與傳統管理信息系統有著巨大的區別。傳統的管理信息系統是以屬性和數據為基礎的,它們不能處理分析空間里的數據,同時亦不能和大部分專業模型同時進行深層次的分析和比較。在國外，一些國家通過先進的傳感器技術，數據融合技術和互聯網技術建立了信息平臺，實現農業生態環境的自動監測，確保農業生態環境的可持續發展。

發明內容

本發明克服現有技術的不足，提出了一種基于GPS的自學習導航游弋式水質監測系統，實現了多點移動測量的功能，大大提高了測量范圍，增強了水質監測的機動性。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

以雙體式模型船作為載體，由運動控制模塊、CC2530協調器、ZigBee網絡、CC2530終端節點、電子羅盤、遙控器、熒光法溶解氧傳感器、PH傳感器、GPS定位模塊、PH變送器、RS485總線、GPRS-DTU模塊、遠程服務器、客戶端組成；首先，采用CC2530協調器作為模型船的運動主控制器和遙控控制器，其中模型船的CC2530協調器作為ZigBee網絡的匯聚節點，CC2530終端節點通過遙控器實現測量船的現場手動路線示范遙控；其次，將模型船運動控制模塊、熒光法溶解氧傳感器、PH傳感器和GPS定位模塊通過RS485總線連接到GPRS-DTU模塊，再通過GPRS網絡將信息上傳到遠程服務器，遠程服務器對水質參數信息進行解碼還原存入數據庫，對各測量點GPS地理信息進行存儲，自學習出合理的自動導航測量路徑；最后，自動方式下，根據自動導航測量路徑，模型船自動運行，遠程服務器與客戶端進行數據交互，實現對水質信息的多點移動監測。