一種水庫水質監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及水文監(jiān)測領域，尤其涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的多參數(shù)水庫水質監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術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，不能對水質參數(shù)進行在線監(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、維護成本高、監(jiān)測范圍有限。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的多參數(shù)水庫水質監(jiān)測系統(tǒng)，其解決了對水文數(shù)據(jù)進行全方位檢測，并將檢測數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡傳送至上位機的技術問題。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種水庫水質監(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水文信息進行采集和處理，并通過從無線單元發(fā)送所述水文信息至上位機。
[0005]為了適應模擬量的采集輸入，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理電路模塊與多路模擬開關的多路輸入端相連，該多路模塊開關的輸出端通過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，所述調理電路模塊包括:適于與PH電極傳感器相連的第一調理電路，適于與鉑黑電導電極傳感器相連的第二調理電路，以及適于與溶氧傳感器相連的第三調理電路；其中，第一調理電路包括: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；第二調理電路包括:適于產生所述鉑黑電導電極傳感器工作用交流電壓的雙極性脈沖輸出電路，以及采集鉑黑電導電極傳感器輸出電壓的全波形整流電路；第三調理電路包括: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)采集裝置當前所在位置信息。
[0008]為了解決鋪設大量的電源線，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電路與DC-DC轉換電路相連?？蛇x的，為了構建無線組網(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模塊進行無線組網(wǎng)。
[0009]本實用新型的上述技術方案相比現(xiàn)有技術具有以下優(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，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水文信息進行采集和處理，并通過從無線單元發(fā)送所述水文信息至上位機。
[0015]其中，所述上位機是由水文數(shù)據(jù)采集裝置構建的無線自組網(wǎng)的控制端，負責發(fā)布監(jiān)控指令，處理和存儲水文信息，并將最終的結果顯示出來，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)絡節(jié)點對水電站水文信息監(jiān)控時，上位機軟件實時顯示監(jiān)控結果，在上位機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軟件將網(wǎng)絡中的水文數(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，上位機將進行報警提示。
[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理電路模塊與多路模擬開關的多路輸入端相連，該多路模塊開關的輸出端通過AD模塊與所述MCU單元相連。
[0018]所述調