[發明專利]一種基于物聯網的水環境監測裝置及方法

在審

• 申請號: 201710550910.0
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107132331A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 趙永強;武玉國;江旅冰
• 申請（專利權）人: 鄭州師范學院
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G01N35/00;G01N1/14;G01D21/02;G08C17/02;H02J7/35
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙)61223
• 代理人: 俞曉明

技術領域

本發明屬于水資源監測領域，具體涉及一種基于物聯網的水環境監測裝置及方法。

背景技術

水是關系人類生存和社會發展的基本物質，是一種有限的、不可替代的寶貴資源，是實現經濟社會可持續發展的重要保證。目前，隨著湖泊、河流和沿海流域經濟的快速發展、人口的迅速增長，水庫、湖泊、河流和海洋等水質污染和富營養化問題日益嚴重，在國家可持續發展戰略思想思路的引導下，人們也越來越重視水資源的保護及水質的監測。

現有的水文水資源監測主要還停留在人工取樣的方式進行，通過人工檢測設備對水質進行采樣，進行人工分析后得出結論并記錄，這種方式不僅工作量大、費時費力，而且檢測的數據較為有限、不夠全面，準確度較低，在記錄過程中不可避免的會出現人為操作導致的錯誤，不方便監管部門的管理和統計。

傳統的水環境監測工作主要以人工現場采樣、傳感器有線通信、實驗室儀器分析為主。其主要的缺點表現在1)監測點少、時間周期長和建站成本高；2)研究對象限于關注某些水域部分區域，不能大規模組網，對水域環境缺乏綜合了解；3)只是對被監測水域某段時間和空間內的數據了解，不能多維度，連續動態的全面了解水環境隨時空的動態變化；4)監測數據的保存和處理一般存在于中心機房，初期的投入費用和之后的維護費用較大。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術中存在的問題，提供一種基于物聯網的水環境監測裝置及方法，能夠對水文水資源方便的進行遠程控制監測，能夠全面掌握水資源是否受污染以及受污染的程度，并能夠通過物聯網將檢測數據發送給遠端web終端設備，以便于研究人員更好的掌握水文水資源狀況。

本發明的技術方案是：一種基于物聯網的水環境監測裝置，包括透明的球狀殼體1，所述球狀殼體1內固定有水樣品容納腔3，所述水樣品容納腔3內設有抽吸泵4以及與抽吸泵4相連接的第一三通換向閥20、第二三通換向閥22，所述第一三通換向閥20包括一個出口端和兩個進口端，第二三通換向閥22包括一個進口端和兩個出口端；其中抽吸泵4的進水口與第一三通換向閥20的出口端連接，第一三通換向閥20的一個進口端與水樣品容納腔排水管21連接，第一三通換向閥20的另一個進口端與進水管15的一端連接，進水管15的另一端穿出水樣品容納腔3與球狀殼體1上的進水口24連通；所述抽吸泵4的出水口與第二三通換向閥22的進口端連接，第二三通換向閥22的一個出口端與水樣品容納腔注水管23連接，第二三通換向閥22的另一個出口端與排水管16的一端連接，排水管16的另一端穿出水樣品容納腔3與球狀殼體1上的出水口11連通；所述水樣品容納腔3內還設有水質檢測單元以及水位傳感器25，位于水樣品容納腔3外的球狀殼體1內還分別設有無線通信模塊17、GPS模塊18、微處理器12以及蓄電池13，所述球狀殼體1上端的內表面還設有太陽能電池板2，位于球狀殼體1內部的水樣品容納腔3下方還設有在配重14重力作用下使球狀殼體1的上端能夠在水中保持向上的配重14；所述水質檢測單元、水位傳感器25、無線通信模塊17、GPS模塊18、第一三通換向閥2、第二三通換向閥22分別與微處理器12信號連接，所述抽吸泵4通過控制開關與微處理器12信號連接，所述微處理器12、抽吸泵4分別與蓄電池13電連接，蓄電池13與太陽能電池板2電連接；所述GPS模塊將地理位置信號發送給微處理器，微處理器將所述地理位置信號發送給所述無線通信模塊，無線通信模塊通過云端服務平臺將所述地理位置信號發送給web終端設備，以便用戶進行接收查看；所述無線通信模塊17與云端服務平臺無線通信連接，云端服務平臺與web終端設備無線通信連接。

較佳地，所述球狀殼體1上端的內表面還設有攝像裝置19，所述攝像裝置19與微處理器12信號連接；所述攝像裝置19用于實時采集監測點的視頻圖像，并將視頻圖像信號實時發送給所述微處理器12，微處理器12實時接收所述攝像裝置19實時采集的監測點處的視頻圖像信號，并實時發送給無線通信模塊17，無線通信模塊17再通過云端服務平臺將所述視頻圖像信號發送給web終端設備。

較佳地，所述水樣品容納腔3內還設有用于測量水樣品溫度的溫度傳感器10，所述溫度傳感器10與微處理器12信號連接。所述溫度傳感器將所檢測到溫度值信號發送給微處理器12；微處理器12將該溫度值信號發送給無線通信模塊17，無線通信模塊17再通過云端服務平臺將所述溫度值信號發送給web終端設備。