本发明专利技术公开一种用于防污水偷排的PH值监测WSN节点装置及监测方法，包括一个密封漂浮在水中的浮球和与浮球底部固定连接在一起并浸没在水下的方形壳体，上半球盖内固定设有天线支架台和通信天线，在天线支架台上设置充电接口及电源开关；在下半球盖内部底部固定有电路板，方形壳体内的底部有蓄水仓，蓄水仓上部一侧有进水仓，进水仓与蓄水仓之间设置磁铁阀门，PH值传感器下端伸入并悬空在进水仓内；方形壳体内的上部有固定在方形壳体内壁上的电磁铁支架，电磁铁支架上支撑有电磁铁，弹簧上端固定连接电磁铁支架，弹簧下端连接位于电磁铁正下方的磁铁阀门；当目标水域的PH值达到异常报警阈值能自动打开阀门收集问题水质的样品。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线传感网络监测技术，具体是用于防污水偷排的PH值监测的WSN(无线传感网络)节点装置。
技术介绍
目前，有污水排放企业为减少投资成本，对所产生的工业污水并不严格按照国家的排放标准先进行有效治理再排放，而是选择了在深夜或者凌晨时段悄悄地排放不达标的污水，排放的时间可能是间断性的，或排放持续时间不很长，使监测水质的管理人员不能及时监测到，为此，监管人员也只能相应地在夜间进行抽查和巡逻，但这样做不仅需要耗费大量的人力、物力而且还经常会漏查，其工作效率很低。在水环境监测中，一般采用人工采样、实验室分析的方法进行监测，但这些监测方法无法有效地针对偷排现象，而采用由远程监测中心和若干个监测子站组成的水环境自动监测系统，需要预先铺设电缆和建立多个子站，系统成本高、监测水域范围有限、易对监测区域造成破坏，因此，如何有效地监测水质，并能够获取污水排放企业偷排污水的证据，成为目前水污染监测领域急待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有污水偷排企业不定期的瞬时排放污水，导致监管人员无法有针对性地监测的现象，提供一种用于防污水偷排的PH值监测的WSN节点装置及监测方法，能对企业排污口的目标水域进行随机实时监测，使得监管人员完全可以在不在现场的情况下获取实时的问题水质样品，并且可以很方便地带回去对水样做进一步详细的检测，提闻监测效率，有效防止污水偷排。为达到上述 目的，本专利技术用于防污水偷排的PH值监测的WSN节点装置采用的技术方案是:包括一个密封漂浮在水中的浮球和与浮球底部固定连接在一起并浸没在水下的方形壳体，所述浮球具有相互扣合在一起的上半球盖和下半球盖，上半球盖内固定设有天线支架台和通信天线，通信天线连接在天线支架台上部并靠近上半球盖的顶部，在天线支架台上设置充电接口及电源开关；在下半球盖内部的底部固定有电路板，所述方形壳体内部设置PH值传感器，在天线支架台和电路板之间、电路板和PH值传感器之间均连接走线槽；所述方形壳体内的底部有蓄水仓，蓄水仓上部一侧有进水仓，进水仓与蓄水仓之间设置磁铁阀门，进水仓一侧是敞开的进水窗口 ；PH值传感器上端密封在走线槽内部，PH值传感器下端伸入并悬空在进水仓内；蓄水仓的底部设有排水口 ；所述方形壳体内的上部有固定在方形壳体内壁上的电磁铁支架，电磁铁支架上支撑有电磁铁，弹簧上端固定连接电磁铁支架，弹簧下端连接位于电磁铁正下方的磁铁阀门；所述充电接口及电源开关、通信天线、电磁铁线圈、PH值传感器均通过电路线电连接电路板，电路线均排在走线槽内；电路板上集成有蓄电池和各个模块，电源模块分别连接蓄电池、无线通信模块、MCU处理模块和控制开关，蓄电池连接充电电路，MCU处理模块分别连接控制开关、前置处理模块、无线通信模块和充电接口及电源开关，无线通信模块连接所述通信天线，控制开关连接所述电磁铁，前置处理模块连接所述PH值传感器，充电电路连接所述充电接口及电源开关。本专利技术用于防污水偷排的PH值监测的WSN节点装置的PH值监测方法采用的技术方案是:打开充电接口及电源开关，PH值传感器通过电路板将进水仓内的待测水样的PH值转换送给MCU处理模块，MCU处理模块自动运算得出当前水质的实际PH值，并将该实际PH值送给无线通信模块再通过通信天线发射，同时MCU将该实际PH值与报警阈值作比较，如果实际PH值达到报警的阈值，MCU处理模块通过控制开关电路给电磁铁8通电，电磁铁吸引磁铁阀门向上移动，使进水仓里的水流入蓄水仓，完成PH值异常时水质的取样；取样完毕后关闭控制开关，电磁铁失去磁力，弹簧使磁铁阀门向下返回，完成PH值监测。本专利技术与已有方法和技术相比，具有如下优点: 1、本专利技术安装了一个简易有效的电磁阀门，当目标水域的PH值一旦达到异常的报警阈值，能自动打开阀门收集问题水质的样品，可以自动获取异常时的水样。由于一些无良企业往往是在人们熟睡的时候不定期的排出污水，且排污的持续时间未必很长，给监管人员的工作制造了非常大的麻烦，正是针对该问题的解决，提供了自动收集依据的措施，给监督人员执法提供了有效的依据，大大提高了监管人员的工作效率。2、本专利技术采用WSN技术，网络化、智能化强，减少了人力的成本，又减少了布线等的麻烦，且具有很强的实时性。监管人员可以实时记录目标水域的PH瞬时值以及当出现异常时的时间记录等有用信息。3、本专利技术采用蓄电仓供电，并且提供了友好的充电接口，当不使用设备的时候，只需要打开上盖并插上电源，就可以方便的给蓄电仓充电，有效保证了装置的工作时间，具备更强的续航能力。 4、本专利技术装置的整体重心调整在中心的底部，并利用浮球的原理，使得装置被抛入水后能轻松的在水面漂浮且天线的位置始终处于水平面的上方，以此保证无线通信的良好。5、本专利技术具有很强的流动性，使用的时候只要在装置上挂个锚，往目标水域一抛即可开始实施监测，在使用完毕后只需用引线收回，非常方便。6、本专利技术结构小巧、便携、防水，且易于伪装，使用时只需简单加点掩饰，就不容易被他人发现。附图说明图1是本专利技术用于防污水偷排的PH值监测的WSN节点装置的使用状态示意图； 图2是图1中主体装置A的放大的结构 图3是本专利技术用于防污水偷排的PH值监测的WSN节点装置的电路连接结构图；附图中各部件的序号和名称:A:主体装置；B:弹簧连接扣；C:可伸缩引线；D:铁锚；E:伪装物品；F:固定杆子；1:上半球盖；2:通信天线；3:充电接口及电源开关；4:走线槽；5:王体电路板；6:PH值传感器；7:连接挂钩；8:带线圈的电磁铁；9:弹黃；10:磁铁阀门；11:蓄水仓；12:排水口 ；13:进水仓；14:防渗液橡胶；15下半球盖；16:天线支架台；17:电路连接线；18:电磁铁支架；19:下半球顶面；20:进水窗口。具体实施例方式参见图1所示，本专利技术包括主体装置A，主体装置A是一个以密封的浮球和方形的壳体结合的结构，利用了不倒翁的原理，使主体装置A的重心处于底部位置，整个主体装置A的单位体积重量远小于水，因此能轻松地漂浮在水中。将方形壳体一端与浮球底部固定连接在一起，并且方形壳体浸没在水下，方形壳体的底部设有连接挂钩7，弹簧连接扣B搭扣在连接挂钩7上，并且弹簧连接扣B固定连接可伸缩引线C的一端，可伸缩引线C的另一端连接固定在水底部的铁锚D或者连接固定在岸上的固定杆子F。弹簧连接扣B是一个中间连接装置，类似于登山扣，方便拆卸且牢固可靠，可伸缩引线C是可改变长度的连接线，使用人员可以根据目标水域的水深，或者是排水口到岸边的距离来调节线的长度。这样，主体装置A可以固定在目标水域的一个适当的区域内活动，不会被水流冲走，而且在不使用的时候可以很方便地通过可伸缩引线C回收。在使用时，可以在浮在水面上的主体装置A处覆盖一一层伪装物品E，可以伪装主体装置A，达到防止他人特别是偷排企业发现的效果，伪装物品E可以就近取材，比如水草、不起眼的垃圾袋等等，均可以覆盖在主体装置A上。参见图2所示，主体装置A的浮球部分是一个密封的球体，球体外部是相互扣合在一起的上半球盖I和下半球盖15，上半球盖I和下半球盖15通过螺纹旋转结合在一起，上半球盖I是个半圆形的罩子，是可拆卸的，下半球盖15则是装置的内部主要结构的载体，在上半球盖I和下半球盖15之间安装防渗液橡胶14，起密本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于防污水偷排的PH值监测WSN节点装置，其特征是：包括一个密封漂浮在水中的浮球和与浮球底部固定连接在一起并浸没在水下的方形壳体，所述浮球具有相互扣合在一起的上半球盖（1）和下半球盖（15），上半球盖（1）内固定设有天线支架台（16）和通信天线（2），通信天线（2）连接在天线支架台（16）上部并靠近上半球盖（1）的顶部，在天线支架台（16）上设置充电接口及电源开关（3）；在下半球盖（15）内部的底部固定有电路板（5），所述方形壳体内部设置PH值传感器（6），在天线支架台（16）和电路板（5）之间、电路板（5）和PH值传感器（6）之间均连接走线槽（4）；所述方形壳体内的底部有蓄水仓（11），蓄水仓（11）上部一侧有进水仓（13），进水仓（13）与蓄水仓（11）之间设置磁铁阀门（10），进水仓（13）一侧是敞开的进水窗口（20）；PH值传感器（6）上端密封在走线槽（4）内部，PH值传感器（6）下端伸入并悬空在进水仓（13）内；蓄水仓（11）的底部设有排水口（12）；所述方形壳体内的上部有固定在方形壳体内壁上的电磁铁支架（18），电磁铁支架（18）上支撑有电磁铁（8），弹簧（9）上端固定连接电磁铁支架（18），弹簧（9）下端连接位于电磁铁（8）正下方的磁铁阀门（10）；所述充电接口及电源开关（3）、通信天线（2）、电磁铁线圈、PH值传感器（6）均通过电路线（17）电连接电路板（5），电路线（17）均排在走线槽（4）内；电路板（5）上集成有蓄电池和各个模块，电源模块分别连接蓄电池、无线通信模块、MCU处理模块和控制开关，蓄电池连接充电电路，MCU处理模块分别连接控制开关、前置处理模块、无线通信模块和充电接口及电源开关（3），无线通信模块连接所述通信天线（2），控制开关连接所述电磁铁（8），前置处理模块连接所述PH值传感器（6），充电电路连接所述充电接口及电源开关（3）。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张荣标，钱弼违，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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