[發(fā)明專利]一種LoRaWAN多參數(shù)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法

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• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107132329A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈杜海
• 申請（專利權(quán)）人: 福建強(qiáng)閩信息科技有限公司
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G01K7/22;H04W4/00
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1.一種LoRaWAN多參數(shù)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)LoRa在線檢測節(jié)點(diǎn)、一個(gè)或多個(gè)LoRa網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)程平臺及手機(jī)APP應(yīng)用，用于水體環(huán)境中的多種水質(zhì)參數(shù)的在線檢測及遠(yuǎn)程傳輸，其特征在于，所述LoRa在線檢測節(jié)點(diǎn)包括有第一LoRa通訊模組（1），與所述LoRa網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上的第二LoRa通訊模組（13）通訊連接，所述LoRa網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上的遠(yuǎn)傳通訊模組（14）與所述遠(yuǎn)程平臺通訊連接，所述手機(jī)APP應(yīng)用與所述遠(yuǎn)程平臺網(wǎng)絡(luò)連接；

所述第一LoRa通訊模組（1）與第二LoRa通訊模組（13）的通訊基于LoRaWAN Class B模式；

所述多種水質(zhì)參數(shù)的溫度及壓力補(bǔ)償在所述LoRa網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上完成；

所述多種水質(zhì)參數(shù)的現(xiàn)場校準(zhǔn)通過按鍵操作或者通過所述手機(jī)APP應(yīng)用完成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LoRaWAN多參數(shù)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述LoRa在線檢測節(jié)點(diǎn)包括還包括DO傳感器（6）、EC傳感器（7）、pH傳感器（8）、ORP探頭（9）、第一中央處理單元（2），及與所述第一中央處理單元（2）連接的溫度傳感器（5）、A/D轉(zhuǎn)換模塊（4）、人機(jī)互動單元（3）、供電單元（11）；

所述DO傳感器（6）、所述EC傳感器（7）、所述pH傳感器（8）、所述ORP探頭（9）與一信號調(diào)理電路（10）連接，所述信號調(diào)理電路（10）與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊（4）連接；

所述供電單元（11）分別為所述第一LoRa通訊模組（1）、所述第一中央處理單元（2）、所述人機(jī)互動單元（3）、所述A/D轉(zhuǎn)換模塊（4）、所述溫度傳感器（5）、所述DO傳感器（6）、所述EC傳感器（7）、所述pH傳感器（8）、所述ORP探頭（9）、所述信號調(diào)理電路（10）供電。

3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種LoRaWAN多參數(shù)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述DO傳感器（6）與所述溫度傳感器（5）組成一個(gè)復(fù)合型溶解氧電極。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種LoRaWAN多參數(shù)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述第一中央處理單元（2）是采用一種低功耗的微處理器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LoRaWAN多參數(shù)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述LoRa網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)包括電源單元（18）、第二中央處理單元（2），及與所述第二中央處理單元（2）電連接的第二LoRa通訊模組（13）、遠(yuǎn)傳通訊模組（14）、告警單元（15）、大氣壓力傳感器（16）、顯示及按鍵單元（17）；

所述電源單元（18）分別為所述第二LoRa通訊模組（13）、所述遠(yuǎn)傳通訊模組（14）、所述告警單元（15）、所述大氣壓力傳感器（16）、所述顯示及按鍵單元（17）供電。

6.根據(jù)權(quán)利要求1、5所述的一種LoRaWAN多參數(shù)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)傳通訊模組（14）與所述遠(yuǎn)程平臺雙向連接，用于向所述遠(yuǎn)程平臺定期傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)或者接收來自所述遠(yuǎn)程平臺的操作指令。

7.根據(jù)權(quán)利要求1、5、6所述的一種LoRaWAN多參數(shù)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)傳通訊模組（14）采用支持GPRS、3G、4G、NB-IoT或eMTC通訊制式中的單模或者多模通訊模組。

8.一種LoRaWAN多參數(shù)水質(zhì)在線監(jiān)測方法，其特征在于包括以下步驟：

S1：所述LoRa在線檢測節(jié)點(diǎn)與所述LoRa網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組網(wǎng)；

S2：所述LoRa在線檢測節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)，所述LoRa網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入工作準(zhǔn)備狀態(tài)，檢測并等待周期性事件到來；

S3：所述LoRa在線檢測節(jié)點(diǎn)周期性喚醒，采集數(shù)據(jù)并監(jiān)聽無線指令，所述LoRa網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)定期采集大氣壓值，并周期性對網(wǎng)內(nèi)的LoRa在線檢測節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)輪詢；

S4：所述LoRa在線檢測節(jié)點(diǎn)響應(yīng)數(shù)據(jù)輪詢指令，將采集到的多種參數(shù)值以LoRaWAN通訊協(xié)議方式傳輸至所述LoRa網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，然后重新進(jìn)入休眠狀態(tài)；

S5：所述LoRa網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)對所有參數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)一的溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償，以及進(jìn)行各種運(yùn)算與修正，得到所有所述LoRa在線檢測節(jié)點(diǎn)的最終測量工程值，同時(shí)進(jìn)行存儲和顯示，及異常告警；

S6：通過所述遠(yuǎn)傳通訊模組與所述遠(yuǎn)程平臺連接，上傳所有最終測量工程值；

S7：通過所述手機(jī)APP應(yīng)用查詢相關(guān)檢測結(jié)果。