【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水质监测，具体而言，涉及一种基于gps定位和lora通信的自动水质监测系统及监测方法。
技术介绍
1、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，包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海和地下水)及各种各样的工业排水等。主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、ph值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等；另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。为客观的评价江河和海洋水质的状况，除上述监测项目外，有时需进行流速和流量的测定。
2、现有的水质监测仪器是对一系列变量，例如温度、浊度、色度、臭味、味道、ph值、锰酸钾、硝酸性氮、亚硝酸性氮、氨性氮等项目进行测量的设备，常用的水质监测仪器有ph水质检测仪，浊度水质检测仪，电导率水质检测仪，水温度检测仪，水流速检测仪等；现有的水质监测仪器在使用时存在一定的弊端，只能随测随用，无法进行自动监测，以及无法进行数据清洗与分析，且检测项目比较单一，给检测者的工作造成了一定负担，基于解决此问题，我们提出了一种新型的自动水质监测系统，用于自动检测、反馈，进行可视化分析，降低人力成本，减轻管理员负担，方便管理员快速定位水质出现问题的流域。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：
2、为了解决现有水质监测设备监测项目单一，无法自动监测且进行可视化分析，管理员难以快速定位确定流
3、本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案：
4、本专利技术提供了一种基于gps定位和lora通信的自动水质监测系统，包括若干个设有lora远程通信模块、gps定位模块和水质监测传感器的监测船单元，每个监测船单元为一个数据采集点，相邻两个数据采集点之间形成数据流和数据应答，每个监测船单元均与远程云端通过无线通信连接，所述远程云端与上位机通过无线通信连接；
5、每个监测船单元均包括可拆卸连接的顶板和底部框架，所述底部框架包括主腔体以及主腔体两侧的侧腔体，所述主腔体内用于放置板载芯片和水质监测传感器，所述水质监测传感器包括ph传感器、浊度传感器、电导率传感器和温度传感器，所述ph传感器、浊度传感器、电导率传感器和温度传感器均贯穿主腔体的底部用于与待测水域接触，所述板载芯片与ph传感器、浊度传感器、电导率传感器和温度传感器之间通过导线连接且通过防水板阻隔，所述gps定位模块和lora远程通信模块设置在顶板上，所述gps定位模块和lora远程通信模块均进行防水处理。
6、进一步地，还包括供电系统，所述供电系统太阳能充电板和锂电池，所述太阳能充电板通过太阳能支撑板设置在顶板上，所述太阳能充电板与锂电池通过导线连接，所述锂电池与主控器通过导线连接。
7、进一步地，所述锂电池包括左端大容量锂电池和右端大容量锂电池，所述左端大容量锂电池用于储存太阳能充电板获取的电能，所述右端大容量锂电池用于为主控器供电，形成电路闭环。
8、进一步地，还包括稳压模块，所述稳压模块用于为左端大容量锂电池和右端大容量锂电池稳定充电以及为主控器稳定供电。
9、进一步地，所述底部框架的底部为流线型结构，所述顶板和底部框架均为pvc材质。
10、进一步地，所述lora远程通信模块设有发送天线。
11、进一步地，还包括船锚，所述船锚可拆卸的设置在底部框架上。
12、进一步地，所述底部框架的外部设有防滑纹。
13、一种基于gps定位和lora通信的自动水质监测系统的监测方法，包括以下步骤：
14、打开上位机，连接多个监测船单元并初始化系统，将多个监测船单元下放至待监测水质河流区域，每隔2分钟进行一次数据采集，经由板载芯片对ph度、水温度、浊度、电导率和水流速进行数据清洗与整合后，通过lora远程通信模块将水质监测数据与相邻设备节点进行交换并上传至云端，在云端中进行信息存储以及生成可视化图表，并实时回传输给管理员设备上位机。
15、进一步地，所述gps定位模块获取水质监测节点的经度和纬度数据，当通过上位机发现监测船单元航向偏离或者偏离既定待测区域时，通过上位机进行方位提醒。
16、相较于现有技术，本专利技术的有益效果是：
17、本专利技术一种基于gps定位和lora通信的自动水质监测系统及监测方法，可通过增减相互连接的监测船单元来对不同待测水源进行监测，灵活性更好且可获取更多更全的水质信息，监测船单元的可拆卸设置便于更换传感器，可针对不同的水域进行不同专有化监测；
18、本专利技术一种基于gps定位和lora通信的自动水质监测系统及监测方法，设有太阳能充电板，可以进行长时间的不间断实时监测，对水质环境突变反应迅速，节省了大量的人力成本；
19、本专利技术一种基于gps定位和lora通信的自动水质监测系统及监测方法，可以经由上位机远程观测实时水质信息，意味着可以十分直观的反映出当前设备节点所处位置的水质情况；
20、本专利技术一种基于gps定位和lora通信的自动水质监测系统及监测方法，数据采集点上设有lora远程通信模块，采用多采集点共用lora-上位机通信链路，相邻采集点之间具有数据转发功能，两个采集点转发数据完成时，一方会向另一方发送接收应答，另一方设备依靠此应答消息判断数据是否被成功接收，异常时，触发异常机制，改变方向，向反方向相邻采集点转载，完成数据转发，可以极大减少网络资源的消耗且降低了网络异常带来的影响。
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1.一种基于GPS定位和LoRa通信的自动水质监测系统，其特征在于：包括若干个设有LoRa远程通信模块(5)、GPS定位模块(1)和水质监测传感器的监测船单元，每个监测船单元为一个数据采集点，相邻两个数据采集点之间形成数据流和数据应答，每个监测船单元均与远程云端通过无线通信连接，所述远程云端与上位机通过无线通信连接；
2.根据权利要求1所述的一种基于GPS定位和LoRa通信的自动水质监测系统，其特征在于：还包括供电系统，所述供电系统太阳能充电板(9)和锂电池，所述太阳能充电板(9)通过太阳能支撑板(2)设置在顶板(8)上，所述太阳能充电板(9)与锂电池通过导线连接，所述锂电池与主控器通过导线连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于GPS定位和LoRa通信的自动水质监测系统，其特征在于：所述锂电池包括左端大容量锂电池(17)和右端大容量锂电池(18)，所述左端大容量锂电池(17)用于储存太阳能充电板(9)获取的电能，所述右端大容量锂电池(18)用于为主控器供电，形成电路闭环。
4.根据权利要求3所述的一种基于GPS定位和LoRa通信的自动水质监测
5.根据权利要求4所述的一种基于GPS定位和LoRa通信的自动水质监测系统，其特征在于：所述底部框架的底部为流线型结构，所述顶板(8)和底部框架均为PVC材质。
6.根据权利要求5所述的一种基于GPS定位和LoRa通信的自动水质监测系统，其特征在于：所述LoRa远程通信模块(5)设有发送天线(6)。
7.根据权利要求6所述的一种基于GPS定位和LoRa通信的自动水质监测系统，其特征在于：还包括船锚，所述船锚可拆卸地设置在底部框架上。
8.根据权利要求7所述的一种基于GPS定位和LoRa通信的自动水质监测系统，其特征在于：所述底部框架的外部设有防滑纹。
9.一种根据权利要求1-8中任一权利要求所述的基于GPS定位和LoRa通信的自动水质监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种基于GPS定位和LoRa通信的自动水质监测方法，其特征在于：所述GPS定位模块(1)获取水质监测节点的经度和纬度数据，当通过上位机发现监测船单元航向偏离或者偏离既定待测区域时，通过上位机进行方位提醒。
...【技术特征摘要】
1.一种基于gps定位和lora通信的自动水质监测系统，其特征在于：包括若干个设有lora远程通信模块(5)、gps定位模块(1)和水质监测传感器的监测船单元，每个监测船单元为一个数据采集点，相邻两个数据采集点之间形成数据流和数据应答，每个监测船单元均与远程云端通过无线通信连接，所述远程云端与上位机通过无线通信连接；
2.根据权利要求1所述的一种基于gps定位和lora通信的自动水质监测系统，其特征在于：还包括供电系统，所述供电系统太阳能充电板(9)和锂电池，所述太阳能充电板(9)通过太阳能支撑板(2)设置在顶板(8)上，所述太阳能充电板(9)与锂电池通过导线连接，所述锂电池与主控器通过导线连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于gps定位和lora通信的自动水质监测系统，其特征在于：所述锂电池包括左端大容量锂电池(17)和右端大容量锂电池(18)，所述左端大容量锂电池(17)用于储存太阳能充电板(9)获取的电能，所述右端大容量锂电池(18)用于为主控器供电，形成电路闭环。
4.根据权利要求3所述的一种基于gps定位和lora通信的自动水质监测系统，其特征在于：还包括稳压模块，所述稳压模块用于为左端大容量锂电...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，张显忠，赵满，邓佳宾，苗凤娟，
申请(专利权)人：齐齐哈尔大学，
类型：发明
国别省市：
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