一種水庫水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及水文監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多參數(shù)水庫水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)對流域及地方的水環(huán)境普遍只是測量水位和流量兩項水文信息，測量數(shù)據(jù)的種類較少，不能全面的反映各水域的水文信息。傳統(tǒng)的水文信息的獲取采用儀表結(jié)合人工經(jīng)驗操作的方法，存在耗時費力、監(jiān)測范圍小、監(jiān)測周期長，不能對水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測，難以實時反映水環(huán)境的動態(tài)變化等弊端。采用串行總線、現(xiàn)場總線的水文信息通訊需要鋪設(shè)大量的電纜線，布線困難、施工難度大，且線路易受破壞和腐蝕、維護(hù)成本高、監(jiān)測范圍有限。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多參數(shù)水庫水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，其解決了對水文數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位檢測，并將檢測數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送至上位機(jī)的技術(shù)問題。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種水庫水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，包括:若干水文數(shù)據(jù)采集裝置，且各水文數(shù)據(jù)采集裝置之間通過無線進(jìn)行通訊；所述水文數(shù)據(jù)采集裝置包括:MCU單元，以及與該MCU單元相連的水文傳感器組和從無線單元；所述MCU單元適于控制水文傳感器組對相應(yīng)水文信息進(jìn)行采集和處理，并通過從無線單元發(fā)送所述水文信息至上位機(jī)。
[0005]為了適應(yīng)模擬量的采集輸入，以及全面的反映水電站的水文信息，所述水文傳感器組中包括若干數(shù)字量傳感器和模擬量傳感器，其中數(shù)字量傳感器包括:溫度傳感器和濁度傳感器；模擬量傳感器包括:鉑黑電導(dǎo)電極傳感器、溶氧傳感器、PH電極傳感器；各數(shù)字量傳感器的輸出端分別與MCU單元相連，以及模擬量傳感器通過一調(diào)理電路模塊與多路模擬開關(guān)的多路輸入端相連，該多路模塊開關(guān)的輸出端通過AD模塊與所述MCU單元相連。
[0006]為了更好的實現(xiàn)信號傳輸匹配，所述調(diào)理電路模塊包括:適于與PH電極傳感器相連的第一調(diào)理電路，適于與鉑黑電導(dǎo)電極傳感器相連的第二調(diào)理電路，以及適于與溶氧傳感器相連的第三調(diào)理電路；其中，第一調(diào)理電路包括:與所述PH電極傳感器相連的同相比例運算電路，與該同相比例運算電路相連的減法運算電路；第二調(diào)理電路包括:適于產(chǎn)生所述鉑黑電導(dǎo)電極傳感器工作用交流電壓的雙極性脈沖輸出電路，以及采集鉑黑電導(dǎo)電極傳感器輸出電壓的全波形整流電路；第三調(diào)理電路包括:兩級同相比例運算放大電路。
[0007]為了測量范圍廣闊水電站的水文信息，傳感器模塊群分布于區(qū)域范圍廣闊的水電站，為了得到具體不同測試點的水文信息；所述水文數(shù)據(jù)采集裝置還包括:與所述MCU單元相連的定位模塊，所述定位模塊適于獲得所述水文數(shù)據(jù)采集裝置當(dāng)前所在位置信息。
[0008]為了解決鋪設(shè)大量的電源線，布線困難、施工難度大，且線路易受破壞和腐蝕、維護(hù)成本高的問題，所述水文數(shù)據(jù)采集裝置還包括電源模塊，所述電源模塊包括:太陽能電池板，所述太陽能電池板通過充電控制器與可充電鋰電池相連，該可充電鋰電池的輸出端通過一放電保護(hù)電路與DC-DC轉(zhuǎn)換電路相連。可選的，為了構(gòu)建無線組網(wǎng)，所述無線模塊采用ZigBee模塊，即各水文數(shù)據(jù)采集裝置通過ZigBee模塊進(jìn)行無線組網(wǎng)。
[0009]本實用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:各類水文傳感器集成于一個水文數(shù)據(jù)采集裝置，能給個獲取齊全的水文信息，水文數(shù)據(jù)采集裝置的功耗低，由太陽能供電，能夠長期工作分布在廣闊惡劣的水電站；通過無線自組網(wǎng)絡(luò)，水文數(shù)據(jù)采集裝置可任意添加且可自組網(wǎng)，將采集到的水文信息輸送到上位機(jī)中，實時處理顯示及記錄齊全的水文信息。
【附圖說明】
[0010]圖1示出了本實用新型的水庫水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的原理框圖；
[0011]圖2示出了水文數(shù)據(jù)采集裝置的原理框圖；
[0012]圖3示出了第二調(diào)理電路的電路原理圖；
[0013]圖4示出了所述水文數(shù)據(jù)采集裝置中電源模塊的原理框圖。
【具體實施方式】
[0014]一種水庫水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，包括:包含若干水文數(shù)據(jù)采集裝置的水文數(shù)據(jù)采集裝置，且各水文數(shù)據(jù)采集裝置之間通過無線進(jìn)行通訊；所述水文數(shù)據(jù)采集裝置包括:MCU單元，以及與該MCU單元相連的水文傳感器組和從無線單元；所述MCU單元適于控制水文傳感器組對相應(yīng)水文信息進(jìn)行采集和處理，并通過從無線單元發(fā)送所述水文信息至上位機(jī)。
[0015]其中，所述上位機(jī)是由水文數(shù)據(jù)采集裝置構(gòu)建的無線自組網(wǎng)的控制端，負(fù)責(zé)發(fā)布監(jiān)控指令，處理和存儲水文信息，并將最終的結(jié)果顯示出來，為水電站管理者實時提供齊全的水文信息，它的主要功能包括實時監(jiān)控、歷史查詢、自動報警。實時監(jiān)控指的是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點對水電站水文信息監(jiān)控時，上位機(jī)軟件實時顯示監(jiān)控結(jié)果，在上位機(jī)上以直觀的圖形顯示出來，這有助于對水電站管理人員可以根據(jù)水文信息實時變化及時制定出處理措施。歷史查詢指的是上位機(jī)軟件將網(wǎng)絡(luò)中的水文數(shù)據(jù)采集裝置采集的水文信息存入指定的數(shù)據(jù)庫中，水電站管理人員可以根據(jù)需要，隨時查看數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。自動報警指的是在對水文信息進(jìn)行監(jiān)控的過程中，通過對采集到的水文信息的分析發(fā)現(xiàn)水文數(shù)據(jù)異常，上位機(jī)將進(jìn)行報警提示。
[0016]具體的，所述水文傳感器組中包括若干數(shù)字量傳感器和模擬量傳感器，其中數(shù)字量傳感器包括:溫度傳感器和濁度傳感器；模擬量傳感器包括:鉑黑電導(dǎo)電極傳感器、溶氧傳感器、PH電極傳感器；各傳感器的具體信號為:DS18B20溫度傳感器、DJS-1型鉑黑電導(dǎo)電極、RY952溶氧傳感器、E-201-C型PH電極、濁度傳感器XQS70-928。
[0017]各數(shù)字量傳感器的輸出端分別與MCU單元相連，以及模擬量傳感器通過一調(diào)理電路模塊與多路模擬開關(guān)的多路輸入端相連，該多路模塊開關(guān)的輸出端通過AD模塊與所述MCU單元相連。
[0018]所述調(diào)