【技术实现步骤摘要】
一种物联网多参数水质在线监测系统及实现方法
本专利技术涉及多参数水质测量及通讯
,特别是一种物联网多参数水质在线监测系统及实现方法。
技术介绍
水质监测比较常见的方式是采用便携式单参数检测仪,由检测人员携带到现场进行水质监测,根据监测参数的种类携带多个设备进行检测。由于各个检测设备都独立的存在,不利于大规模组网测量,而且这种检测方法需要将不同设备检测到的数据进行人工汇总,必然造成检测过程中人力物力的浪费。采用网络化监测是一种有效的解决方案,将多个配备水质参数传感器的无线检测节点,配合一个网关节点使用,检测节点定期地采集水体信号,网关节点进行汇总。例如公布号CN107132329A公开了一种LoRaWAN多参数水质在线监测系统及方法,通过组建短距离LoRa网络采集水体参数,集中由LoRa网关进行参数补偿的方式对多种水质参数在线检测及远程传输。公布号CN107167461A公开了一种基于物联网的水体溶解氧自动化监测方法,通过集成无线发送模块的方法实现水体溶解氧监测。公布号CN106840274A公开了一种基于LTE_Cat-M1的在线水质监测装置及其使用方法,通过LETCat-M1通信模组实现电导率、溶解氧、pH值水质参数的远程传输。这些方法解决了水质监测的无线传输问题,但是存在应用场景受限、传感器类型和数量不易调整等弊端,也不能满足较大水面监测需求。尤其河面宽度较大或者湖面离岸较远点位测量水质参数时,不便铺设线缆,因此需要一种新型的水质监测系统。
技术实现思路
本专利技术针对上述技术问题做出改进,提出一种物联网多参数水质在线监测系统。该监测系统的水质检测网 ...
【技术保护点】
一种物联网多参数水质在线监测系统,其特征在于,该监测系统包括多个水质检测网关、本地服务器、云端服务器以及智能手机,每个水质检测网关均连接多个总线型水质传感模块和多个无线型水质传感模块;每个水质检测网关分别通过以太网与本地服务器相连,通过无线广域网WWAN与云端服务器相连,通过蓝牙与智能手机相连,通过RS485总线与所述总线型水质传感模块相连,通过无线传感网络WSN与所述无线型水质传感模块相连;每个总线型水质传感模块和无线型水质传感模块均连接多种参数水质传感器,所述多种参数水质传感器包括深度深度传感器、水温传感器、pH传感器、电导率传感器、溶解氧传感器和浑浊度传感器;所述本地服务器、云端服务器和智能手机都能进行多参数水质在线监测系统监测数据的存储与显示,并能进行监测系统的校准与设置;总线型水质传感模块持续采集临近区域水质参数,无线型水质传感模块按需采集扩展区域水质参数,将采集的水质参数数据通过WWAN模块上传到云端服务器、通过以太网接口保存在本地服务器、通过蓝牙支持智能手机查询和参数配置;所述无线型水质传感模块采用蓄电池供电或太阳能供电。
【技术特征摘要】
1.一种物联网多参数水质在线监测系统,其特征在于,该监测系统包括多个水质检测网关、本地服务器、云端服务器以及智能手机,每个水质检测网关均连接多个总线型水质传感模块和多个无线型水质传感模块;每个水质检测网关分别通过以太网与本地服务器相连,通过无线广域网WWAN与云端服务器相连,通过蓝牙与智能手机相连,通过RS485总线与所述总线型水质传感模块相连,通过无线传感网络WSN与所述无线型水质传感模块相连;每个总线型水质传感模块和无线型水质传感模块均连接多种参数水质传感器,所述多种参数水质传感器包括深度深度传感器、水温传感器、pH传感器、电导率传感器、溶解氧传感器和浑浊度传感器;所述本地服务器、云端服务器和智能手机都能进行多参数水质在线监测系统监测数据的存储与显示,并能进行监测系统的校准与设置;总线型水质传感模块持续采集临近区域水质参数,无线型水质传感模块按需采集扩展区域水质参数,将采集的水质参数数据通过WWAN模块上传到云端服务器、通过以太网接口保存在本地服务器、通过蓝牙支持智能手机查询和参数配置;所述无线型水质传感模块采用蓄电池供电或太阳能供电。2.根据权利要求1所述的一种物联网多参数水质在线监测系统,其特征在于所述水质检测网关设置为Modbus主机,总线型水质传感模块为Modbus从机,组建现场总线网络,通过Modbus报文传输监测数据和配置信息;所述水质检测网关设置为WSN中心节点,无线型水质传感模块为子节点,组建WSN无线传感网络,通过无线方式透传Modbus报文传输监测数据和配置信息。3.根据权利要求1或2所述的一种物联网多参数水质在线监测系统,其特征在于,所述水质检测网关包括第一嵌入式控制器、用于连接本地服务器的以太网接口、用于连接云端服务器的WWAN模块、用于连接智能手机的蓝牙模块、用于连接总线型水质传感模块的RS485接口、用于连接无线型水质传感模块的WSN模块、第一隔离稳压电路和供电单元;所述供电单元为所述RS485接口供电,经过第一隔离稳压电路为第一嵌入式控制器供电,所述嵌入式控制器进一步为以太网接口、所述WWAN模块蓝牙模块、所述WSN模块供电;第一嵌入式控制器与以太网接口、WWAN模块、蓝牙模块、RS485接口、第一隔离稳压电路、WSN模块分别进行双向通信;所述第一隔离稳压电路将24V直流电压转换为输出为3.3V的直流电压、为水质检测网关提供安全稳定的电压输出。4.根据权利要求3所述的一种物联网多参数水质在线监测系统,其特征在于,所述总线型水质传感模块包括第二嵌入式控制器、SPI隔离电路、模数转换电路、信号调理电路、RS485接口和第二隔离稳压电路;所述信号调理电路分别连接深度传感器、温度传感器、pH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器和浑浊度传感器,深度传感器、温度传感器、pH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器和浑浊度传感器分别安装在相应需要监测的水域中;所述信号调理电路与模数转换电路相连,所述模数转换电路与SPI隔离电路相连,所述SPI隔离电路与第二嵌入式控制器相连双向通信,第二嵌入式控制器通过RS485接口连接外部水质检测网关的第一嵌入式控制器或另一个总线型水质传感模块的第二嵌入式控制器;所述第二嵌入式控制器上连接的RS485接口连接第二隔离稳...
【专利技术属性】
技术研发人员:范书瑞,蔡向科,贾雅亭,高振斌,
申请(专利权)人:河北工业大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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