[發明專利]一種基于物聯網的水環境監測裝置

在審

• 申請號: 202110281126.0
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN112880748A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 鄭志國;梁麗娟
• 申請（專利權）人: 海南科技職業大學;海南醫學院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;H04B17/345;G08B21/24;G08B5/36
• 代理公司: 鄭州利盾知識產權代理事務所(普通合伙) 41200
• 代理人: 張權

本發明公開了一種基于物聯網的水環境監測裝置，包括幅值監測電路、頻率轉換電路、頻率監測電路和控制預警電路，運用電容C3的充電電壓來檢測水環境監測信號的幅值，運用運放器AR4?AR5監測水環境監測信號幅值的改變值，運用頻率傳感器J1將水環境監測信號的頻率轉換為對應的直流電壓值，運用運放器AR7?AR10將頻率傳感器J1的輸出先后與標準電壓值下限1、標準電壓值上限1、標準電壓值下限2、標準電壓值上限2進行比較，監測水環境監測信號頻率的改變值，在水環境監測信號受到干擾的強度足以改變其幅值與頻率特征時采用紅色發光二極管D3發出紅光警告，提醒水環境監測中心核實水環境監測信號的準確度，防止對多項水樣指標數據進行分析時得到錯誤的分析結果。

技術領域

本發明涉及監測技術領域，特別是涉及一種基于物聯網的水環境監測裝置。

背景技術

水環境監測是了解和掌握流域水環境質量及水污染源排放的主要途徑和手段，其結果是水體污染控制和環境管理決策的重要依據之一，基于物聯網的水環境監測系統是集傳感器、通信、計算機應用、地理信息系統等為一體的技術，自動化水環境監測通常運用網絡技術監理覆蓋全國的水資源監測站點，以不同流域地區為監測單元，定時定量利用傳感器等探測設備檢測流域水樣中的流量、流速、水位、濁度、PH值、電導率、重金屬、微生物等指標，將水樣的指標數據調制為水環境監測信號，并通過無線通信傳輸至水環境監測信號接收器，水環境監測信號接收器將接收到的水環境監測信號傳輸至水環境監測信號解調器解調，還原出水樣指標數據傳輸至水環境監測中心，以便對多項水樣指標數據進行分析；

然而，當處于雷雨、閃電天氣，由于雷電的強度非常大，所以即使遠離雷電區，其干擾場強相當可觀，遙遠的雷電產生的干擾是波動的，而臨近的雷電干擾則是脈沖型的，波動型干擾會使水環境監測信號的波形產生劇烈的晃動和產生能量強大的眾多雜波，脈沖型干擾會使水環境監測信號的波形產生明顯的脈沖毛刺，如產生異常高電平信號、異常低電平信號，還將使水環境監測信號的頻率發生突變，這些強電磁干擾足以使水環境監測信號在無線傳輸過程中改變其幅值和頻率特征，從而使水環境監測信號解調器無法解調，更不能還原出原來的水樣指標數據；

當周圍環境中存在如大型核電站、廣播、導航、雷達這些發射功率高、電磁能量大的設備時，由于廣播電視信號的發射功率達數十千瓦，遠程脈沖雷達的發射功率可達數十兆瓦以上，且其發射還會產生諧振發射、寄生發射，將占有非常寬的頻帶或離散頻譜，這些電磁干擾的出現易與水環境監測信號產生互調干擾，而互調干擾足以改變部分水環境監測信號的頻率，從而使水環境監測信號解調器不能準確地全部還原出水樣指標數據；

而水環境監測信號解調器還原出的水樣指標數據出錯，水環境監測中心對多項水樣指標數據進行分析時將得到錯誤的分析結果，從而做出錯誤的水環境管理決策。

發明內容

針對上述情況，本發明之目的在于提供一種基于物聯網的水環境監測裝置，能夠在水環境監測信號受到干擾的強度足以改變其幅值與頻率特征時發出警告，提醒水環境監測中心核實水環境監測信號的準確度，防止對多項水樣指標數據進行分析時得到錯誤的分析結果。

其解決的技術方案是，包括探測設備、水環境監測信號調制發射器、水環境監測信號接收器、監測預警模塊、水環境監測中心，所述探測設備定時定量地檢測流域水樣的水質指標，得到水樣指標數據，所述水環境監測信號調制發射器將水樣指標數據進行2FSK調制，得到水環境監測信號，并發射至水環境監測信號接收器，監測預警模塊采樣水環境監測信號接收器接收到的水環境監測信號，進行幅值監測、頻率監測，若水環境監測信號的幅值和頻率產生嚴重失真，發出紅光警告，提醒水環境監測中心核實水環境監測信號的準確度，所述監測預警模塊包括幅值監測電路、頻率轉換電路、頻率監測電路和控制預警電路；