一种基于MQTT传输协议的管网水质数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于MQTT传输协议的管网水质数据采集系统，该系统包括MQTT服务器、移动终端、WEB终端，以及与MQTT服务器无线连接的多个水质数据采集器；其中：水质数据采集器包括单片机模块，以及与单片机模块相连的存储模块、电源模块、显示模块、4G模块、传感器模块；传感器模块上连接有多种类型的水质传感器，水质传感器的探针置于待采集的管网水中；MQTT服务器与水质数据采集器的4G模块之间通过MQTT传输网络进行无线连接；移动终端和WEB终端均与MQTT服务器无线连接。本实用新型专利技术无需布线，可实现大范围、多种水质指标、24h不间断的监测，同时通过布设在管道上的无线采集器节点，能够实时侦测到水质的多种污染物的污染情况，从而提高监测效率。从而提高监测效率。从而提高监测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MQTT传输协议的管网水质数据采集系统


[0001]本技术涉及管道直饮水水质监测
，尤其涉及一种基于MQTT传输协议的管网水质数据采集系统。

技术介绍

[0002]水质监测，是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。监测范围十分广泛，在管道直饮水中主要水质监测项如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、余氯等。
[0003]传统的管道直饮水水质监测普遍采用第三方现场抽样监测模式，存在费时费力、监测周期长、监测范围有限等缺陷，无法实时监测水质的动态变化。采用RS485的多参数水质在线监测系统具有监测范围广、实时性好等特点，但存在布线困难、维护扩展不便且线路易受腐蚀等问题。
[0004]中国专利CN207251645U公开了一种在线低功耗无线余氯传感器，该系统包括余氯传感器、LoRa节点、LoRa网关，由于LoRa节点不能直接与云平台通信中间必须接入LoRa网关，由LoRa网关与云平台通信，增加了网络间的复杂性与不可靠性。同时LoRaWAN开放规范是基于Semtech LoRa设备的低功耗广域网(LPWAN)标准，利用工业、科学和医疗(ISM)频段的未经许可的无线电频谱，存在不安全和不能持续使用的问题。而MQTT协议是一种基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的低开销、低带宽占用的轻量级即时通讯协议，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。
[0005]中国专利CN215575064U公布了一种水质监测系统，该系统包括了若干水质传感器、PLC，水质传感器通过RS485的通信接口与PLC进行通信，在此情况下，虽能够监测多指标的水质情况但是无可避免的需要布置大量的线缆，PLC串口模块的成本也会随着接入的传感器数量的增加而增加。

技术实现思路

[0006]本技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于MQTT传输协议的管网水质数据采集系统，解决了传统人工水质监测及DCS、现场总线方式在管理及应用上存在的布线困难、成本高等不足，可实现大范围、多种水质指标、24h不间断的监测，同时通过布设在管道上的无线采集器节点，能够实时侦测到水质的多种污染物的污染情况，从而提高监测效率。。
[0007]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0008]本技术提供一种基于MQTT传输协议的管网水质数据采集系统，该系统包括MQTT服务器、移动终端、WEB终端，以及与MQTT服务器无线连接的多个水质数据采集器；其中：
[0009]水质数据采集器包括单片机模块，以及与单片机模块相连的存储模块、电源模块、显示模块、4G模块、传感器模块；传感器模块上连接有多种类型的水质传感器，水质传感器
的探针置于待采集的管网水中；MQTT服务器与水质数据采集器的4G模块之间通过MQTT传输网络进行无线连接；移动终端和WEB终端均与MQTT服务器无线连接。
[0010]进一步地，本技术的水质传感器包括浊度传感器、TDS传感器、PH传感器、余氯传感器。
[0011]进一步地，本技术的水质数据采集器还包括保护壳体，单片机模块、存储模块、电源模块、4G模块、传感器模块均固定安装在保护壳体内部，显示模块安装在保护壳体的上表面。
[0012]进一步地，本技术的保护壳体上设置有电源接口，电源接口一端与电源模块相连，另一端通过电源线与外部电源相连。
[0013]进一步地，本技术的保护壳体上设置有传感器接口，传感器接口一端与传感器模块相连，另一端通过传感器线缆分别与各水质传感器相连。
[0014]进一步地，本技术的传感器模块中设置有A/D转换电路。
[0015]进一步地，本技术的显示模块采用LCD或LED显示器。
[0016]本技术产生的有益效果是：本技术的基于MQTT传输协议的管网水质数据采集系统，1)无需布线，解决了传统人工水质监测及DCS、现场总线方式在管理及应用上存在的布线困难、成本高等不足；2)投入成本低，可实现大范围、多种水质指标、24h不间断的监测；3)通过布设在管道上的无线采集节点，能够实时侦测到水质的多种污染物的污染情况，从而提高监测效率；4)在管道直饮水网络资源受限条件下使用MQTT协议进行无线数据传输，为远程设备连接提供了实时可靠的消息服务，对于水质保证和推广应用具有积极意义。
附图说明
[0017]下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：
[0018]图1是本技术实施例的结构示意图；
[0019]图2是本技术实施例的原理连接框图。
[0020]附图标记：1
‑
存储模块，2
‑
电源模块，3
‑
显示模块，4
‑
单片机模块，5
‑
4G模块，6
‑
传感器模块，7
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浊度传感器，8
‑
TDS传感器，9
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PH传感器，10
‑
MQTT传输网络，11
‑
MQTT服务器，12
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移动终端，13
‑
WEB终端。
具体实施方式
[0021]为了使本技术的目的、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用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0022]实施例一：
[0023]如图1和图2所示，本技术实施例的基于MQTT传输协议的管网水质数据采集系统，该系统包括MQTT服务器11、移动终端12、WEB终端13，以及与MQTT服务器11无线连接的多个水质数据采集器；其中：
[0024]水质数据采集器包括单片机模块4，以及与单片机模块4相连的存储模块1、电源模块2、显示模块3、4G模块5、传感器模块6；传感器模块6上连接有多种类型的水质传感器，水
质传感器的探针置于待采集的管网水中；MQTT服务器11与水质数据采集器的4G模块5之间通过MQTT传输网络10进行无线连接；移动终端12和WEB终端13均与MQTT服务器11无线连接。
[0025]水质传感器包括浊度传感器7、TDS传感器8、PH传感器9、余氯传感器。
[0026]该系统还包括保护壳体，单片机模块4、存储模块1、电源模块2、4G模块5、传感器模块6均固定安装在保护壳体内部，显示模块3安装在保护壳体的上表面。保护壳体上设置有电源接口，电源接口一端与电源模块2相连，另一端通过电源线与外部电源相连。保护壳体上设置有传感器接口，传感器接口一端与传感器模块6相连，另一端通过传感器线缆分别与各水质传感器相连。
[0027]传感器模块6中设置有A/D转换电路。显示模块3采用LCD或LED显示器。
[0028]实施例二：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MQTT传输协议的管网水质数据采集系统，其特征在于，该系统包括MQTT服务器(11)、移动终端(12)、WEB终端(13)，以及与MQTT服务器(11)无线连接的多个水质数据采集器；其中：水质数据采集器包括单片机模块(4)，以及与单片机模块(4)相连的存储模块(1)、电源模块(2)、显示模块(3)、4G模块(5)、传感器模块(6)；传感器模块(6)上连接有多种类型的水质传感器，水质传感器的探针置于待采集的管网水中；MQTT服务器(11)与水质数据采集器的4G模块(5)之间通过MQTT传输网络(10)进行无线连接；移动终端(12)和WEB终端(13)均与MQTT服务器(11)无线连接。2.根据权利要求1所述的基于MQTT传输协议的管网水质数据采集系统，其特征在于，水质传感器包括浊度传感器(7)、TDS传感器(8)、PH传感器(9)、余氯传感器。3.根据权利要求1所述的基于MQTT传输协议的管网水质...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗汉林，吴敏，韩长民，孙胜华，汪俊平，
申请(专利权)人：武汉智芯源水科技有限公司，
类型：新型
国别省市：