一种深海水质环境监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种深海水质环境监测系统，包括水质监测装置、图像监控装置、远程监控装置、供电装置和主控制器，其中，所述水质监测装置包括海水采集器、温度传感器、电导率传感器、PH传感器、浊度传感器、溶解氧传感器和ADC转换器，海水采集器将采集到的海水初步处理后输出给温度传感器、电导率传感器、PH传感器、浊度传感器、溶解氧传感器，进行相应数据进行采集并输出给ADC转换器进行AD转换后输出给所述主控制器。本发明专利技术基于智能传感、无线传感网等物联网技术开发的，集水质环境参数在线采集、智能组网、无线传输、智能处理、预警信息发布、决策支持、远程与自动控制等功能于一体的深海水质环境监测系统。

A Deep Sea Environmental Monitoring System

The invention discloses a deep water quality environment monitoring system, which includes a water quality monitoring device, an image monitoring device, a remote monitoring device, a power supply device and a main controller. The water quality monitoring device includes a seawater collector, a temperature sensor, a conductivity sensor, a PH sensor, a turbidity sensor, a dissolved oxygen sensor and an ADC converter. The seawater collector will collect the seawater. After preliminary treatment, the seawater is output to temperature sensor, conductivity sensor, PH sensor, turbidity sensor and dissolved oxygen sensor, and the corresponding data is collected and output to ADC converter for AD conversion and then output to the main controller. The invention is based on Intelligent sensor, wireless sensor network and other Internet of Things technology, and integrates the functions of online collection of water quality environmental parameters, intelligent networking, wireless transmission, intelligent processing, early warning information issuance, decision support, remote and automatic control, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种深海水质环境监测系统
本专利技术属于电控系统领域，特别地涉及一种深海水质环境监测系统。
技术介绍
近年来，关于地球南北两极大陆板块的形成与演化过程、古气候环境变化等科学问题一直困扰着众多极地科考领域的科学家们，这些问题的解决对我们掌握极地的地质结构以及大陆板块构造格局的演变，进而打开人们通向古气候和古环境变化的大门具有重要的科学意义。随着我国对海产品的需求与日俱增，渔业资源衰退以及传统的海产品养殖带来的弊端愈专利技术显，基于我国国情出发，深海网箱养殖已成为我国海洋渔业发展的必然战略选择。目前我国深海网箱养殖已初步成效，但是仍存在诸多问题，为了推动深海网箱养殖发展，提高海洋自然灾害预警能力，急需设计深海网箱养殖水质与环境监测系统，通过采用无线传感技术、网络化管理等先进管理方法对养殖环境、水质、鱼类生长状况等进行全方位管理、监测，从而实现水产养殖业的可持续发展。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种深海水质环境监测系统，面向水产养殖集约、高产、高效、生态、安全的发展需求，基于智能传感、无线传感网等物联网技术开发的，集水质环境参数在线采集、智能组网、无线传输、智能处理、预警信息发布、决策支持、远程与自动控制等功能于一体。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种深海水质环境监测系统，包括水质监测装置、图像监控装置、远程监控装置、供电装置和主控制器，其中，所述水质监测装置包括海水采集器、温度传感器、电导率传感器、PH传感器、浊度传感器、溶解氧传感器和ADC转换器，海水采集器将采集到的海水初步处理后输出给温度传感器、电导率传感器、PH传感器、浊度传感器、溶解氧传感器，进行相应数据进行采集并输出给ADC转换器进行AD转换后输出给所述主控制器；所述图像监控装置包括水下摄像头组和水面摄像头组，将采集到的图像输出给主控制器和远程监控装置；所述远程监控装置包括远程监控终端和无线网桥模块，通过无线网桥模块接收传输的数据后，发送给远程监控终端进行数据有效性申报、报表制作、数据入库、查询分析、权限控制、系统管理功能，对质控结果进行应用；所述供电装置包括风光互补发电供电模组和UPS供电模组，供电装置与水质监测装置连接，为其供电；所述主控制器将图像监控装置采集的图像进行处理和反馈，对图像监控装置发出控制指令；主控制器将水质监测装置传输的数据进行处理后发送给远程监控装置，实时采集、处理、传输和监控。优选地，所述图像监控装置与主控制器采用就近汇聚和主干传输相结合方式进行回传数据。优选地，所述图像监控装置还包括无线网桥，水下摄像头组和水面摄像头组通过无线网桥将数据传输给交换机再发送到远程监控终端。优选地，所述无线网桥包括LA-5839网桥08和LA-5839地面接收网桥。优选地，所述风光互补发电供电模组包括风力机、光电板、发电控制器和蓄电池，其中风力机与光电板分别将风能、光能转化为电能；发电控制器根据风电机、光电板中的光伏电池充电电流和蓄电池电压以及负荷情况变化动态调整系统参数，经过计算和处理后产生控制信号使其实现自动追光，控制主功率回路电路上的功率开关器件。优选地，所述远程监控装置还包括北斗通信模块和GPRS通信模块，提供定位及移动终端通信。本专利技术通过以上设置有益效果为，与现有技术相比，本专利技术通过各个传感器获取深海养殖区域内温度、盐度、浊度、PH值以及溶解氧的实时情况，通过无线传输技术将在线监测数据实时地传输到数据监控中心，用户通过监控平台可以实施监测水质参数，同时监控计算机对数据进行分析处理，做出控制决策，通过无线接入点向设备发送控制指令。附图说明图1为本专利技术实施例的深海水质环境监测系统的结构框图；图2为本专利技术实施例的深海水质环境监测系统的具体结构图；图3为本专利技术实施例的深海水质环境监测系统的风光互补发电供电模组结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。相反，本专利技术涵盖任何由权利要求定义的在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本专利技术有更好的了解，在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。参见图1-3所示为本实施例的深海水质环境监测系统连接结构框图、具体结构图和风光互补发电供电模组结构图，包括水质监测装置10、图像监控装置20、远程监控装置30、供电装置40和主控制器50，其中，水质监测装置10包括海水采集器11、温度传感器12、电导率传感器13、PH传感器14、浊度传感器15、溶解氧传感器16和ADC转换器17，海水采集器11将采集到的海水初步处理后输出给温度传感器12、电导率传感器13、PH传感器14、浊度传感器15、溶解氧传感器16，进行相应数据进行采集并输出给ADC转换器17进行AD转换后输出给主控制器50；图像监控装置20包括水下摄像头组21和水面摄像头组22，将采集到的图像输出给主控制器50和远程监控装置30；远程监控装置30包括远程监控终端31和无线网桥模块32，通过无线网桥模块32接收传输的数据后，发送给远程监控终端31进行数据有效性申报、报表制作、数据入库、查询分析、权限控制、系统管理功能，对质控结果进行应用；供电装置40包括风光互补发电供电模组41和UPS供电模组42，供电装置40与水质监测装置10连接，为其供电；主控制器50将图像监控装置20采集的图像进行处理和反馈，对图像监控装置20发出控制指令；主控制器50将水质监测装置10传输的数据进行处理后发送给远程监控装置30，实时采集、处理、传输和监控。具体实施例中，对于温度检测：温度传感器12通过主控制器50控制的ADC转换器17采集网箱内的温度信息，然后经过主控制器50滤波去噪处理，最后通过485/CAN总线模块经无线网桥发送给远程监控装置30进行实时监测。工作人员可以快速、及时的掌握网箱内的温度情况，避免因温度过高或过低造成鱼群死亡而带来的损失，因此对温度的实时监测是非常必要的。本专利技术选用PT1000温度传感器12，型号为CWDZ11-Z-05，可以实现对-50℃～100℃的环境温度采集，精度为满量程5‰，其供电电压及输出信号均与位移传感器相同。对于盐度检测：盐度检测通过电导率传感器13对网箱内的海水进行检测，根据电导率不同使探头两端电阻值不一样，电桥将电阻的变化转换为输出电压的变化，接着经放大、线性补偿、滤波整流再放大后通过RS485接口，可以实现与上位机进行远程通讯。本专利技术选用二级式石墨电导率传感器13，该传感器采用最新工艺生产，稳定可靠，不需要频繁校正，采用12VDC或24VDC供电，带有RS485双隔离能有效避免现场干扰，其盐度测量范围是0-40.00ppt，分辨率在0.01ppt左右，符合我们预期要求。对于PH值检测：PH值的检测是一个非常重要的部分，其原理是氢离子能穿透阳极的薄导电玻璃，但穿透速度比较慢，其他金属离子不能穿透，当阳极加电场的时候，氢离子发生运动，并在玻璃中发生浓差极化，影响导电率，所以我们通过PH传感器14对网箱中海水的导电率进行检测，测量该导电率就可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深海水质环境监测系统，其特征在于，包括水质监测装置、图像监控装置、远程监控装置、供电装置和主控制器，其中，所述水质监测装置包括海水采集器、温度传感器、电导率传感器、PH传感器、浊度传感器、溶解氧传感器和ADC转换器，海水采集器将采集到的海水初步处理后输出给温度传感器、电导率传感器、PH传感器、浊度传感器、溶解氧传感器，进行相应数据进行采集并输出给ADC转换器进行AD转换后输出给所述主控制器；所述图像监控装置包括水下摄像头组和水面摄像头组，将采集到的图像输出给主控制器和远程监控装置；所述远程监控装置包括远程监控终端和无线网桥模块，通过无线网桥模块接收传输的数据后，发送给远程监控终端进行数据有效性申报、报表制作、数据入库、查询分析、权限控制、系统管理功能，对质控结果进行应用；所述供电装置包括风光互补发电供电模组和UPS供电模组，供电装置与水质监测装置连接，为其供电；所述主控制器将图像监控装置采集的图像进行处理和反馈，对图像监控装置发出控制指令；主控制器将水质监测装置传输的数据进行处理后发送给远程监控装置，实时采集、处理、传输和监控。

【技术特征摘要】
1.一种深海水质环境监测系统，其特征在于，包括水质监测装置、图像监控装置、远程监控装置、供电装置和主控制器，其中，所述水质监测装置包括海水采集器、温度传感器、电导率传感器、PH传感器、浊度传感器、溶解氧传感器和ADC转换器，海水采集器将采集到的海水初步处理后输出给温度传感器、电导率传感器、PH传感器、浊度传感器、溶解氧传感器，进行相应数据进行采集并输出给ADC转换器进行AD转换后输出给所述主控制器；所述图像监控装置包括水下摄像头组和水面摄像头组，将采集到的图像输出给主控制器和远程监控装置；所述远程监控装置包括远程监控终端和无线网桥模块，通过无线网桥模块接收传输的数据后，发送给远程监控终端进行数据有效性申报、报表制作、数据入库、查询分析、权限控制、系统管理功能，对质控结果进行应用；所述供电装置包括风光互补发电供电模组和UPS供电模组，供电装置与水质监测装置连接，为其供电；所述主控制器将图像监控装置采集的图像进行处理和反馈，对图像监控装置发出控制指令；主控制器将水质监测装置传输的数据进行处理后发送给远程监控装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敬彪，陈德文，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33