分布式水质监测装置及其数据交互方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种分布式水质监测装置，包括主机、移动互联网、若干个从机，所述主机是连接着互联网的PC计算机，充当整个监测系统的服务器，通过互联网接收从机发来的信息，完成对从机传来的信息的加工处理，并通过互联网向从机发出指令；主机和从机通过移动互联网通信。并公开了基于上述分布式水质监测装置的数据交互方法。本发明专利技术监控节点多、节点地域分布广、数据汇总方便、监测具有全局性；从机数据主动上传适时性强；主机可以远程启动测量、远程设置参数，方便管理和控制整个测量网络；“主‑从”数据交互双向进行，交互命令短、误码率低、可靠性高、扩展能力强，执行效率高；测量网络从机数量扩展自由，在线状态清晰明了。

Distributed water quality monitoring device and its data interaction method

The invention discloses a distributed water quality monitoring device, which comprises a host computer, a mobile Internet and a number of slaves. The host computer is a PC computer connected with the Internet and acts as a server of the entire monitoring system. The information from the slave computer is received through the Internet, and the information from the slave computer is processed and processed, and the information from the slave computer is processed through mutual communication. The network sends instructions to the slave, and the host and slave communicate through the mobile Internet. A data interaction method based on the distributed water quality monitoring device is also disclosed. The invention has many monitoring nodes, wide distribution of nodes, convenient data collection and global monitoring, strong timeliness for active uploading of slave data, remote starting of measurement and setting of parameters by the host computer, convenient management and control of the whole measurement network, and two-way interaction of \master-slave\ data, short interactive commands and error code. Low rate, high reliability, strong scalability, high execution efficiency; measurement network slave number expansion freedom, on-line state clear.

【技术实现步骤摘要】
分布式水质监测装置及其数据交互方法
本专利技术涉及一种分布式水质监测装置及其数据交互方法，属于可控的数据测量及交互领域。
技术介绍
目前水质监测还主要是单机测量方式，测量周期长，测量数据局限性，数据汇总复杂，效率低。水质监测预警系统若采用分布式结构的话，可以进行多点监测，集中数据处理汇总，提高监测效率，掌握全局；数据交互的目的在于对系统的控制、状态识别和信息收集，良好的数据交互方式，可以提高执行效率，降低差错率，增强系统的稳定性。分布式水质监测系统采用“主-从”结构。现有的“主-从”结构数字化测量系统，数据交互协议有多种，例如MODBUS协议等很成熟、应用也很广泛，但在，该协议数据一般只能在主机的控制下单向流动，且总线上的交互端点数量受到一定限制，不太适合应用在端点众多、地域分布广，对传输效率敏感、要求易维护的小型分布式监测系统等场合。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于“移动互联网”的分布式水质监测装置。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种分布式水质监测装置，包括主机、移动互联网、若干个从机，所述主机是连接着互联网的PC计算机，充当整个监测系统的服务器，通过互联网接收从机发来的信息，完成对从机传来的信息的加工处理，并通过互联网向从机发出指令；主机和从机通过移动互联网通信；所述从机每个具有唯一识别编码，从机包括本地微处理器(CPU)、紫外光源激发单元、测量单元、GPS定位单元、无线通讯模块单元、执行机构单元，显示单元。其中，CPU是从机的核心，它可接收从机中其它单元传来的数据信息，控制着从机中的其它功能单元完成指定的操作，并通过通讯模块单元连接移动互联网与主机进行数据交换。执行单元用于控制执行取水样及排水样操作，紫外光源激发单元用于周期性控制调节紫外LED光强，使紫外LED稳定发光照射水样，测量单元用于测量透射过水样的紫外LED光强来得到相应的水质参数，GPS定位单元用于获取从机位置信息，显示单元用于从机工作状态显示、联机状态显示以及测量数据显示，无线通讯模块单元用于连接移动互联网。优选的，所述从机还包括电源管理单元，用于监控电源电量，电量低于20％的时候发送警告信号给CPU。优选的，所述从机CPU控制无线通讯模块单元定时向主机发送联络信息，并根据能否收到应答信息，判断是否与主机处于联机状态；并具有断线自动重新连接功能。所述紫外光源激发单元包括多个不同波长的紫外LED灯珠，在测量期间针对不同光源，采用各自不同的恒定驱动电流，在测量间断期使光源关闭。所述测量单元包括多个与从机紫外LED灯珠一一对应的探测器，可以根据不同光源，启动对应的探测器，得到相应的水质参数。所述从机的电源管理单元还可控制电源周期性地接通不同的紫外光源。所述从机具有电源故障报警、测量光源故障报警、传感器故障报警、提醒光路维护等功能。本专利技术还公开了基于上述分布式水质监测装置的数据交互方法，主机与从机通过移动互联网通信，数据交互包括：1)系统中每个从机约定一个唯一的识别代码，主机通过识别代码判断数据来源，通过识别代码访问从机；2)从机向主机发送连机请求信息，等待主机响应；3)从机向主机发送联络信息，维持与主机的连接状态；4)主机对从机进行参数设置；5)主机查询从机参数；6)主机远程操控从机进入测量状态；7)从机向主机发送数据信息，报告从机位置、测量时刻、水质数据；8)主机操控从机进行标准测量校正；9)从机向主机发送通知信息，以使主机掌握从机动态；10)主机对接收到的从机信息进行应答，向对应从机发出相关指令或数据。必要时，主机可以远程重新启动从机。进一步的，参数包括测量周期、光照参数、识别代码、服务器地址。本专利技术因为采取了“主-从”系统结构、以移动互联网为通讯手段，以短指令交互应答，因而具有以下优点：监控节点多、节点地域分布广、数据汇总方便、监测具有全局性；从机数据主动上传适时性强；主机可以远程启动测量、远程设置参数，方便管理和控制整个测量网络；“主-从”数据交互双向进行，交互命令短、误码率低、可靠性高、扩展能力强，执行效率高；测量网络从机数量扩展自由，在线状态清晰明了；从机模块化设计，易于维护；从机光源激发采用多重反馈技术、确保电流恒定，从而保证测量条件一致性；从机光源编程切换，多路可调，满足不同测量要求。附图说明图1为分布式水质监测装置的结构示意图；具体实施方式实施例1一种分布式水质监测装置，包括主机M和若干个从机S，所述主机M是连接着移动互联网G的PC计算机，充当整个监测系统的服务器，通过互联网G接收从机S发来的信息，完成对从机S传来的信息的加工处理，并通过互联网G向从机S发出指令；主机M和从机S通过移动互联网G通信；所述从机S每个具有唯一识别编码，从机S包括CPU、电源管理单元P，紫外光源激发单元Z、测量单元C、GPS定位单元D、无线通讯单元T、执行机构E，显示单元X。其中，CPU是从机S的核心，它可接收从机中其它单元P、Z、C、D、T、E、X传来的数据信息，控制着从机中的其它单元P、Z、C、D、T、E、X完成指定的操作，并通过通讯模块单元T连接移动互联网G与主机M进行数据交换。执行单元E用于控制执行取水样及排水样操作，紫外光源激发单元Z用于周期性控制调节紫外LED光强，使紫外LED稳定发光照射水样，测量单元C用于测量透射过水样的紫外LED光强来得到相应的水质参数，显示单元X用于从机S工作状态显示、联机状态显示以及测量数据显示，无线通讯模块单元T用于连接移动互联网G，电源管理单元P用于监控电源电量，电量低于20％的时候发送警告信号给CPU。所述从机CPU控制无线通讯模块单元T定时向主机M发送联络信息，并根据能否收到应答信息，判断是否与主机处于联机状态；并具有断线自动重新连接功能。实施例2基于实例1的装置，主机M与从机S通过移动互联网G通信，数据交互包括：1)系统中每个从机S约定一个唯一的识别代码，主机M通过识别代码判断数据来源，通过识别代码访问从机S；2)从机S发送连机请求信息，等待主机M响应；从机通过移动互联网，发送主机IP地址或域名、端口号，等待互联网中的主机响应。3)从机S向主机M发送联络信息，维持与主机M的连接状态。从机30秒发送一次，如果5次无应答，判断连接中断，重新发起连接。4)主机M对从机S进行参数设置，例如改变测量周期、光照参数、识别代码、服务器地址等；5)从机S向主机M发送通知信息，以使主机M掌握从机S动态。通知信息包含：测量、联络、等待。6)主机M查询从机S参数：时间参数、数据格式等7)主机M远程操控从机S进入测量状态；8)从机S向主机M发送数据信息，数据信息包括从机S方位、测量时刻、水质数据等；9)主机M操控从机S进行标准测量校正；10)主机M对接收到的从机S信息进行应答，向对应从机S发出相关指令或数据；主机接收到数据发送应答信息，以使从机确认数据发送成功，并显示状态。必要时主机M远程重新启动从机S。其中主机与从机的数据格式为：从机SID：S+唯一指定的7位数字组成，例如S0001234。下文以S_ID指代“从机ID”信息流向：从机S到主机M：1、发送数据信息格式说明：字头(DATA)：(从机ID)S_ID：n组数据，第一组数据(每组8个数据，每个数据长度为8字符,逗号分割)，第二组数据，……，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式水质监测装置，包括主机和若干个从机，所述主机为连接着移动互联网的PC计算机，充当整个监测系统的服务器，通过移动互联网接收从机发来的信息，完成对从机传来的信息的加工处理，并通过互联网向从机发出指令；主机和从机通过移动互联网通信；所述从机每个具有唯一识别编码，从机包括CPU、紫外光源激发单元、测量单元、GPS定位单元、无线通讯模块单元、执行机构单元、显示单元，其中，CPU接收从机中其它单元传来的数据信息，控制着从机中的其它功能单元完成指定的操作，并通过通讯模块单元连接移动互联网与主机进行数据交换，执行单元用于控制执行取水样及排水样操作，紫外光源激发单元用于周期性控制调节紫外LED光强，使紫外LED稳定发光照射水样，测量单元用于测量透射过水样的紫外LED光强来得到相应的水质参数，GPS定位单元用于获取从机位置信息，显示单元用于从机工作状态显示、联机状态显示以及测量数据显示，无线通讯模块单元用于连接移动互联网。

【技术特征摘要】
1.一种分布式水质监测装置，包括主机和若干个从机，所述主机为连接着移动互联网的PC计算机，充当整个监测系统的服务器，通过移动互联网接收从机发来的信息，完成对从机传来的信息的加工处理，并通过互联网向从机发出指令；主机和从机通过移动互联网通信；所述从机每个具有唯一识别编码，从机包括CPU、紫外光源激发单元、测量单元、GPS定位单元、无线通讯模块单元、执行机构单元、显示单元，其中，CPU接收从机中其它单元传来的数据信息，控制着从机中的其它功能单元完成指定的操作，并通过通讯模块单元连接移动互联网与主机进行数据交换，执行单元用于控制执行取水样及排水样操作，紫外光源激发单元用于周期性控制调节紫外LED光强，使紫外LED稳定发光照射水样，测量单元用于测量透射过水样的紫外LED光强来得到相应的水质参数，GPS定位单元用于获取从机位置信息，显示单元用于从机工作状态显示、联机状态显示以及测量数据显示，无线通讯模块单元用于连接移动互联网。2.根据权利要求1所述的分布式水质监测装置，其特征在于：所述从机还包括电源管理单元，用于监控电源电量...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡利群，乔新凯，陈敦军，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32