本發(fā)明涉及水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域，具體而言，涉及一種水質(zhì)監(jiān)測裝置及方法。

背景技術(shù)：

對于池塘中的水產(chǎn)養(yǎng)殖而言，水質(zhì)要求至關(guān)重要，并且水質(zhì)對水產(chǎn)品的產(chǎn)量、品質(zhì)有著直接的影響，還與水產(chǎn)品食用者的健康息息相關(guān)，因而在養(yǎng)殖時對水質(zhì)進行實時檢測并及時調(diào)整水環(huán)境極為重要。目前業(yè)界可用的檢測方法主要是通過大面積布置一組傳感器來反應(yīng)整個水域的監(jiān)測情況，但是這些傳感器價格昂貴，會造成很大的成本浪費，并且無法反應(yīng)出整個水域的橫向和縱向監(jiān)測情況，也不能精確反應(yīng)水質(zhì)參數(shù)的檢測情況。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種水質(zhì)監(jiān)測裝置及方法，以改善上述問題。

本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的：

一種水質(zhì)監(jiān)測裝置，所述水質(zhì)監(jiān)測裝置包括主控模塊、載控模塊、定位模塊及檢測模塊，所述載控模塊、所述定位模塊、所述檢測模塊均與所述主控模塊耦合；所述定位模塊用于向所述主控模塊發(fā)送定位信息；所述主控模塊用于根據(jù)所述定位信息向所述載控模塊發(fā)送控制指令；所述載控模塊用于根據(jù)所述控制指令控制載體運動到所述定位信息對應(yīng)的定位位置；所述主控模塊還用于根據(jù)所述定位信息向所述檢測模塊發(fā)送多個入水深度信息；所述檢測模塊用于根據(jù)所述多個入水深度信息對多個不同深度的水質(zhì)進行檢測，以獲取水質(zhì)參數(shù)發(fā)送給所述主控模塊進行分析。

一種水質(zhì)監(jiān)測方法，應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測裝置，所述方法包括：所述定位模塊向所述主控模塊發(fā)送定位信息；所述主控模塊根據(jù)所述定位信息向所述載控模塊發(fā)送控制指令；所述載控模塊根據(jù)所述控制指令控制載體運動到所述定位信息對應(yīng)的定位位置；所述主控模塊根據(jù)所述定位信息向所述檢測模塊發(fā)送多個入水深度信息；所述檢測模塊根據(jù)所述多個入水深度信息對多個不同深度的水質(zhì)進行檢測，以獲取水質(zhì)參數(shù)發(fā)送給所述主控模塊進行分析；重復(fù)上述步驟，直至完成多個不同的定位信息對應(yīng)位置的水質(zhì)檢測。

本發(fā)明實施例的有益效果是：

本發(fā)明實施例提供一種水質(zhì)監(jiān)測裝置及方法，通過定位模塊向主控模塊發(fā)送定位信息，主控模塊可以根據(jù)該定位信息向所述載控模塊發(fā)送控制指令，以及根據(jù)所述定位信息向所述檢測模塊發(fā)送多個入水深度信息，載控模塊根據(jù)所述控制指令控制載體運動到所述定位信息對應(yīng)的定位位置，檢測模塊根據(jù)所述多個入水深度信息對多個不同深度的水質(zhì)進行檢測，以獲取水質(zhì)參數(shù)發(fā)送給所述主控模塊進行分析，從而對多個位置不同深度的水質(zhì)進行檢測，以實現(xiàn)多層次的水質(zhì)檢測，提高了水質(zhì)檢測的精確性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種水質(zhì)監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種檢測模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種緊直模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種傳感器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的一種水質(zhì)監(jiān)測方法的流程圖。

圖標：100-水質(zhì)監(jiān)測裝置；110-定位模塊；120-主控模塊；130-載控模塊；140-檢測模塊；142-伺服電機；144-轉(zhuǎn)輪；146-緊直模塊；1461-緊直條；1462-紅外對射缺口；1464-紅外對管；1466-磁件；1468-導(dǎo)線；148-傳感器模塊；1481-多參數(shù)水質(zhì)傳感器；1482-水壓傳感器；1483-線性霍爾傳感器；1484-活動桿；1485-觸底塊；1486-磁鐵；1487-通水孔。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”、“豎直”、“水平”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，術(shù)語“水平”、“豎直”等術(shù)語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結(jié)構(gòu)一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”、“耦合”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明實施例而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

請參照圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的一種水質(zhì)監(jiān)測裝置100的結(jié)構(gòu)框圖，所述水質(zhì)監(jiān)測裝置100包括主控模塊120、載控模塊130、定位模塊110及檢測模塊140，所述載控模塊130、所述定位模塊110、所述檢測模塊140均與所述主控模塊120耦合。

所述定位模塊110用于向所述主控模塊120發(fā)送定位信息，從而所述主控模塊120根據(jù)所述定位信息向所述載控模塊130發(fā)送控制指令，以使所述載控模塊130根據(jù)所述控制指令控制載體運動到與所述定位信息對應(yīng)的定位位置。

該定位模塊110可以為GPS定位器，或者GNSS模塊，在本實施例中，為了定位的精準與方便，定位模塊110采用GPS定位器實現(xiàn)定位，該GPS定位器采用SIRF三代芯片組，其具有高性能、高靈敏度、定位時間短等優(yōu)點。

其中，所述定位信息可以為一個具體的定位位置，例如，載體運動到水中的某個特定的位置，再在這個特定位置進行該位置處的不同深度的水質(zhì)檢測，再獲取一個不同的定位信息進行檢測，例如，載體運動到水中另一個特定位置，再在這個特定位置進行該位置處不同深度的水質(zhì)檢測，從而可以完成多層次的水質(zhì)檢測，即同一深度的水平面上的多個位置處的水質(zhì)檢測，或者同一位置處的多個深度的水質(zhì)檢測。

另外，所述定位信息還可以包括所述載體在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的運動軌跡，也就是說，例如，該定位信息為載體在水中某一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)從某個地方運動到另一個地方的軌跡信息，主控模塊120在收到定位信息后，發(fā)送控制指令給載控模塊130，載控模塊130根據(jù)這個控制指令來控制載體在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的運動軌跡進行運動，同時，主控模塊120向傳感器模塊148發(fā)送多個入水深度信息，也就是，先在第一個深度處進行這個深度的水平面的水質(zhì)檢測，載體回到運動前的位置后，再向傳感器模塊148發(fā)送第二個入水深度信息，使得所述傳感器模塊148到達第二個深度，在第二個深度上進行這個深度的水平面上的水質(zhì)檢測。并且，第一個深度和第二個深度為不同的深度，例如，第一個深度為傳感器模塊148入水10cm，第二個深度為傳感器模塊148入水15cm，從而完成多個深度對應(yīng)的多個水平面上的水質(zhì)檢測，也就是實現(xiàn)了多層次的水質(zhì)檢測。

所述主控模塊120用于根據(jù)所述所述定位信息向所述載控模塊130發(fā)送控制指令。所述主控模塊120在收到所述定位模塊110發(fā)送的定位信息后，向所述載控模塊130發(fā)送攜帶有所述定位信息的控制指令。

作為一種實施方式，所述主控模塊120可以為處理器，該處理器可能是一種集成電路芯片，具有信號的處理能力。上述的處理器可以是通用處理器，包括中央處理器(Central Processing Unit，簡稱CPU)、網(wǎng)絡(luò)處理器(Network Processor，簡稱NP)等；還可以是數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)成可編程門陣列(FPGA)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件。可以實現(xiàn)或者執(zhí)行本發(fā)明實施例中的公開的各方法、步驟及邏輯框圖。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規(guī)的處理器等。

另外，在本實施例中，所述主控模塊120為單片機，該單片機可以為STM32系列單片機，該STM32系列單片機具有高性能內(nèi)核、低功耗、高集成度以及結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，并具有高速的數(shù)據(jù)處理能力。當然，所述主控模塊120還可以為51系列單片機。

所述載控模塊130用于根據(jù)所述控制指令控制載體運動到與所述定位信息對應(yīng)的定位位置，也就是控制所述載體的運動。

例如，若定位信息是指某一個特定的位置，則所述載控模塊130根據(jù)所述主控模塊120發(fā)送的控制指令控制載體從所述載體當前的位置運動到某一個特定的位置，在這過程中，所述載體的運動軌跡不限，可以為直線運動，也可以為曲線運動。若定位信息包括了所述載體在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的運動軌跡，則所述載體需按照預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的運動軌跡進行運動。

需要說明的是，所述載體用于攜帶所述傳感器模塊148，從而可以將所述傳感器模塊148進行下放到水中，以進行水質(zhì)監(jiān)測。在本實施例中，所述載體為電動小船。

作為一種實施方式，所述載控模塊130可以為處理器，該處理器可能是一種集成電路芯片，具有信號的處理能力。上述的處理器可以是通用處理器，包括中央處理器(Central Processing Unit，簡稱CPU)、網(wǎng)絡(luò)處理器(Network Processor，簡稱NP)等；還可以是數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)成可編程門陣列(FPGA)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件?？梢詫崿F(xiàn)或者執(zhí)行本發(fā)明實施例中的公開的各方法、步驟及邏輯框圖。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規(guī)的處理器等。

另外，在本實施例中，所述載控模塊130為單片機，該單片機可以為STM32系列單片機，該STM32系列單片機具有高性能內(nèi)核、低功耗、高集成度以及結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，并具有高速的數(shù)據(jù)處理能力。當然，所述載控模塊130還可以為51系列單片機。

所述檢測模塊140用于根據(jù)所述多個入水深度信息對多個不同深度的水質(zhì)進行檢測，以獲取檢測到的水質(zhì)參數(shù)發(fā)送給所述主控模塊120進行分析。

請參照圖2，圖2為本發(fā)明實施例提供的一種檢測模塊140的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，所述檢測模塊140包括傳感器模塊148、緊直模塊146、伺服電機142及轉(zhuǎn)輪144，所述伺服電機142與所述轉(zhuǎn)輪144連接，所述緊直模塊146安裝在所述轉(zhuǎn)輪144上，所述緊直模塊146的一端上設(shè)置有所述傳感器模塊148，所述伺服電機142用于驅(qū)動所述轉(zhuǎn)輪144，以使所述轉(zhuǎn)輪144帶動所述緊直模塊146將所述傳感器模塊148以預(yù)設(shè)深度放入水中進行水質(zhì)檢測，并將檢測獲得的水質(zhì)參數(shù)發(fā)送給所述主控模塊120進行分析，其中，水質(zhì)參數(shù)可以包括水溫、水壓、溶氧率、水密度、pH值等。主控模塊120對這些水質(zhì)參數(shù)進行分析，從而可分析出該水域是否有受到污染，是輕度污染或嚴重污染，是否有重金屬超標，是否適用水產(chǎn)類生物的生存等，則可根據(jù)這些水質(zhì)參數(shù)可以提前避免水域污染嚴重，導(dǎo)致水產(chǎn)品大量死亡，造成很大損失的問題，從而可以及時對水域環(huán)境進行改善，避免產(chǎn)生不必要的損失。

請參照圖3，圖3為本發(fā)明實施例提供的一種緊直模塊146的結(jié)構(gòu)示意圖。所述緊直模塊146是用于將所述傳感器模塊148垂直于水面下放到水中。緊直模塊146包括多個緊直塊、導(dǎo)線1468、多個磁件1466及紅外對管1464，每個所述緊直塊包括兩個緊直條1461，所述兩個緊直條1461在所述多個磁件1466的作用下相互對接成直條狀，兩個所述緊直塊在所述多個磁件1466的作用下相互連接，從而形成一個繩狀，在本實施例中，多個磁件1466為多個磁鐵。所述導(dǎo)線1468通過兩個所述緊直塊相互對接形成的導(dǎo)線1468通道穿連并連接所述緊直模塊146一端的所述傳感器模塊148，載體在運動過程中，該緊直塊可以始終保持豎直狀，也就是始終垂直于水面，使得傳感器模塊148可以精確對預(yù)設(shè)位置處的水質(zhì)進行檢測，該預(yù)設(shè)位置是指定位信息中攜帶的預(yù)設(shè)位置。每個所述緊直條1461上設(shè)置有至少一個紅外對射缺口1462，也就是每個緊直條1461上可設(shè)置多個紅外對射缺口1462，以增加對緊直塊的計數(shù)分辨率，所述紅外對管1464與所述伺服電機142連接(圖上未示出)，可以理解的，當所述紅外對管1464與所述紅外對射缺口1462在同一水平直線上時，所述紅外對管1464對所述多個緊直塊進行計數(shù)，以獲取所述傳感器模塊148的入水深度。

在伺服電機142啟動后，控制轉(zhuǎn)輪144轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)輪144轉(zhuǎn)動從而帶動纏繞在所述轉(zhuǎn)輪144上的緊直模塊146下放，從而將傳感器模塊148以預(yù)先設(shè)定的深度下放到水中。在下放過程中，緊直塊由于多個磁件1466的磁力作用保持豎直狀態(tài)，使得緊直塊不會隨載體的運動導(dǎo)致傳感器傾斜，使得入水深度計算不準確，而當伺服電機142將該緊直模塊146收緊時，由于轉(zhuǎn)輪144的作用緊直塊會受到較強的扭矩而被卷入轉(zhuǎn)輪144中。而紅外對管1464是紅外線發(fā)射管和光敏接收管，或者是紅外線發(fā)射管和紅外線接收管，每個緊直條1461上設(shè)置有紅外對射接口，也就是當紅外對管1464與該紅外對射接口在同一水平線上時，紅外線發(fā)射管可以向紅外線接收管發(fā)射信號，從而紅外線接收管可以接收到該信號，這時紅外線接收管可以將該信號發(fā)送給主控模塊120，也就是下放深度可以通過緊直條1461的長度來計算，比如，若每個緊直塊的長度為1米，若需要將傳感器模塊148下放到兩米，則可以下放兩個緊直塊的長度即可，也就是，紅外對管1464對緊直塊計數(shù)，這時主控模塊120會接收到兩個紅外對管1464發(fā)送的信號，從而計算出傳感器模塊148的入水深度為兩米。

其中，作為一種實施方式，所述水壓傳感器1482檢測到的水壓值除以所述多參數(shù)水質(zhì)傳感器1481的入水深度值所得的值，所述所得的值再除以重力加速度為所述水密度值。

另外，需要說明的是，所述檢測模塊140還包括負重塊，所述負重塊設(shè)置在傳感器上，以避免傳感器較輕而無法下放到水中，或者因為傳感器較輕而無法到達預(yù)設(shè)的深度進行水質(zhì)檢測。

請參照圖4和圖3，圖4為本發(fā)明實施例提供的一種傳感器模塊148的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，傳感器模塊148包括水壓傳感器1482、多參數(shù)水質(zhì)傳感器1481、線性霍爾傳感器1483，所述多參數(shù)水質(zhì)傳感器1481、所述水壓傳感器1482、所述線性霍爾傳感器1483依次設(shè)置在所述緊直模塊146的一端。

其中，多參數(shù)水質(zhì)傳感器1481可以用于檢測水的溫度、濁度、pH值等，水壓傳感器1482用于檢測水壓，線性霍爾傳感器1483用于檢測傳感器模塊148是否觸底，以避免傳感器模塊148觸底而造成傳感器造成損壞。

所述傳感器模塊148還包括磁鐵1486、活動桿1484和觸底塊1485，所述觸底塊1485設(shè)置在所述活動桿1484上，所述磁鐵1486設(shè)置在所述觸底塊1485上，當所述磁鐵1486靠近所述線性霍爾傳感器1483時，所述線性霍爾傳感器1483將接收到的信號輸出至主控模塊120進行分析。

所述傳感器模塊148還包括多個通水孔1487，該多個通水孔1487設(shè)置在所述多參數(shù)傳感器和水壓傳感器1482之間，以及線性霍爾傳感器1483周圍，以便能獲取更精準的水質(zhì)參數(shù)。

由于傳感器模塊148在水中，活動桿1484未觸底前，其觸底塊1485由于自身的重力，使得觸底塊1485上的磁鐵1486處于離線性霍爾傳感器1483的最遠端，當活動桿1484觸底后，磁鐵1486會靠近線性霍爾傳感器1483，因此線性霍爾傳感器1483會輸出一個觸底信號給主控模塊120，當活動桿1484開始觸底后，該觸底信號會慢慢增大，當增大最大時表示觸底極限，也就是不能再下放了，該觸底信號由主控模塊120分析，結(jié)合傳感器模塊148下放深度進行判斷，當傳感器模塊148下放過程中觸底，主控模塊120即可停止給傳感器模塊148下放信號，即入水深度信息。當傳感器模塊148未改變下放深度情況下，表明已經(jīng)到達岸邊，再結(jié)合定位信息，由主控模塊120控制載體改變運動方向。

另外，作為一種實施方式，所述水質(zhì)監(jiān)測裝置100還可以包括顯示模塊，所述顯示模塊與所述主控模塊120耦合，所述顯示模塊用于對所述主控模塊120分析后的所述水質(zhì)參數(shù)進行顯示，以使操作者可以實時知道檢測到的水質(zhì)是否受到污染，水產(chǎn)品是否處于安全狀態(tài)等。

該顯示模塊可以為LED顯示屏或者為OLED顯示屏。

請參照圖5，圖5為本發(fā)明實施例提供的一種水質(zhì)監(jiān)測方法的流程圖，該方法應(yīng)用于上述的水質(zhì)監(jiān)測裝置，所述方法具體包括如下步驟：

步驟S110：所述定位模塊向所述主控模塊發(fā)送定位信息。

步驟S120：所述主控模塊根據(jù)所述定位信息向所述載控模塊發(fā)送控制指令。

步驟S130：所述載控模塊根據(jù)所述控制指令控制載體運動到與所述定位信息對應(yīng)的定位位置。

步驟S140：所述主控模塊根據(jù)所述定位信息向所述檢測模塊發(fā)送多個入水深度信息。

步驟S150：所述檢測模塊根據(jù)所述多個入水深度信息對多個不同深度的水質(zhì)進行檢測，以獲取水質(zhì)參數(shù)發(fā)送給所述主控模塊進行分析。

重復(fù)上述步驟，直至完成多個不同的定位信息對應(yīng)位置的水質(zhì)檢測。也就是，對多個位置不同深度的水質(zhì)進行檢測，從而獲得多層次的水質(zhì)檢測參數(shù)。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的方法的具體工作過程，可以參考前述裝置中的對應(yīng)過程，在此不再過多贅述。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供一種水質(zhì)監(jiān)測裝置及方法，通過定位模塊向主控模塊發(fā)送定位信息，主控模塊可以根據(jù)該定位信息向所述載控模塊發(fā)送控制指令，以及根據(jù)所述定位信息向所述檢測模塊發(fā)送多個入水深度信息，載控模塊根據(jù)所述控制指令控制載體運動到所述定位信息對應(yīng)的定位位置，檢測模塊根據(jù)所述多個入水深度信息對多個不同深度的水質(zhì)進行檢測，以獲取水質(zhì)參數(shù)發(fā)送給所述主控模塊進行分析，從而實現(xiàn)對多個位置不同深度的水質(zhì)進行檢測，以進行多層次的水質(zhì)檢測，提高了水質(zhì)檢測的精確性。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。