專利名稱：一種城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水監(jiān)測(cè)裝置，特別是涉及一種城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
水是人類維系生命的基本物質(zhì)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市發(fā)展不可缺少的重要資源， 是人類環(huán)境的重要組成部分。當(dāng)進(jìn)入水體中的污染物含量超過了水體的自凈能力，就會(huì)導(dǎo)致水體的物理、化學(xué)及生物特性的改變和水質(zhì)的惡化，從而影響水的有效利用，危害人類健康，這種現(xiàn)象稱為水體污染。城市地下污水是我國(guó)水體污染的重要污染源之一，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市地下污水水體的實(shí)時(shí)穩(wěn)定監(jiān)測(cè)對(duì)于研究污水排放源、污水排放成分，以及防止、控制和治理水體污染都有非常重要的意義?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì)城市地下污水監(jiān)測(cè)的主要方法是通過監(jiān)測(cè)人員到監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)進(jìn)行樣品采集，然后帶回檢測(cè)中心進(jìn)行檢測(cè)，這種監(jiān)測(cè)方式人工成本高、效率低，而且樣品的運(yùn)輸和保存也增加了整體檢測(cè)的成本，而且污水檢測(cè)缺乏時(shí)效性，污染源往往由于缺乏時(shí)效的檢測(cè)難以進(jìn)行確定，這對(duì)污水治理、污染控制等工作造成極大的困擾。為解決上述問題，人們嘗試使用衛(wèi)星遙感、飛機(jī)遙感等方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但是由于城市地下污水是由地下排水管道排放，所以難以使用衛(wèi)星遙感，飛機(jī)遙感等方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)。隨之，隨著傳感器技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，人們將傳感器技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合起來，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行水質(zhì)的監(jiān)測(cè)。例如公開號(hào)為CN101266254的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)于2008年9月17日公開了一種 “水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，其技術(shù)方案為“主要由數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和數(shù)據(jù)處理模塊三個(gè)部分組成的連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)采集部分為多參數(shù)智能數(shù)據(jù)采集儀，數(shù)據(jù)傳輸部分為移動(dòng)通信的GPRS通用分組業(yè)務(wù)網(wǎng)，利用無線數(shù)傳終端DTU對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸， 數(shù)據(jù)處理部分的在線自動(dòng)分析儀器將數(shù)據(jù)分析打包以UDP包的形式經(jīng)空中接口傳送到移動(dòng)的服務(wù)器后經(jīng)公用hternet網(wǎng)送到監(jiān)控中心數(shù)據(jù)服務(wù)器，GPRS數(shù)據(jù)中心與系統(tǒng)的應(yīng)用軟件接口以動(dòng)態(tài)連接庫(kù)以UDP/IP鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)?！北景l(fā)明專利申請(qǐng)以在線自動(dòng)分析儀器為核心，運(yùn)用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專用分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)所組成的一個(gè)綜合性的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系。雖然，可盡早發(fā)現(xiàn)水質(zhì)的異常變化，為防止下游水質(zhì)污染迅速做出預(yù)警預(yù)報(bào)，及時(shí)追蹤污染源，從而為管理決策服務(wù)。但是，這種水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀自動(dòng)采集數(shù)據(jù)和信息傳遞系統(tǒng)的成本較高，而且所采用的水體監(jiān)測(cè)裝置的網(wǎng)絡(luò)化程度低，組網(wǎng)技術(shù)單一，不能實(shí)現(xiàn)分布式多點(diǎn)同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)距離的高速數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)測(cè)，不適用于城市地下污水的監(jiān)測(cè)。因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，亟需提供一種能夠?qū)Τ鞘械叵挛鬯|(zhì)進(jìn)行長(zhǎng)期、 穩(wěn)定、實(shí)時(shí)、高效的監(jiān)測(cè)，而且投資小、易于建設(shè)、穩(wěn)定性強(qiáng)，并易于推廣的城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種能夠?qū)Τ鞘械叵挛鬯|(zhì)進(jìn)行長(zhǎng)期、穩(wěn)定、實(shí)時(shí)、高效的監(jiān)測(cè)，而且投資小、易于建設(shè)、穩(wěn)定性強(qiáng)，并易于推廣的城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)提供一種城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置，包括有無線傳感信息采集模塊、微處理器和電源供給與管理模塊，所述無線傳感信息采集模塊和所述電源供給與管理模塊分別與所述微處理器相連接，所述無線傳感信息采集模塊包括有無線傳感器節(jié)點(diǎn)、由所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)關(guān)和射頻收發(fā)模塊，所述射頻收發(fā)模塊包括有無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)模塊、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)射頻收發(fā)模塊和無線網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)模塊，其中，每一個(gè)所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)一個(gè)所述無線網(wǎng)關(guān)。其中，所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)的電路包括有數(shù)據(jù)采集電路和無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)電路，所述數(shù)據(jù)采集電路和所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)電路分別與所述微處理器相連接，所述數(shù)據(jù)采集電路包括有集成傳感器組芯片和水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器組，所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)電路包括有所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)模塊。其中，所述水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器組包括有溫度傳感器、電導(dǎo)率傳感器、溶解氧傳感器、 PH值傳感器和余氯傳感器。其中，所述無線網(wǎng)關(guān)的電路由所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)射頻收發(fā)模塊和所述無線網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)模塊組成，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)射頻收發(fā)模塊和所述無線網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)模塊分別與所述微處理器相連接。其中，所述無線網(wǎng)關(guān)為3G無線網(wǎng)關(guān)或者4G無線網(wǎng)關(guān)。其中，所述3G無線網(wǎng)關(guān)為WCDMA 3G無線網(wǎng)關(guān)或者CDMA2000 3G無線網(wǎng)關(guān)或者 TDSCDMA 3G無線網(wǎng)關(guān)。其中，所述微處理器由型號(hào)為ATMEGA128L的單片機(jī)及其外圍電路組成。其中，所述射頻收發(fā)模塊由型號(hào)為CC1000的射頻芯片及其外圍電路組成。其中，所述電源供給與管理模塊為太陽能供給的電源供給與管理模塊。本發(fā)明的有益效果由于本發(fā)明的城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置包括有無線傳感信息采集模塊、微處理器和電源供給與管理模塊，無線傳感信息采集模塊和電源供給與管理模塊分別與微處理器相連接，無線傳感信息采集模塊包括有無線傳感器節(jié)點(diǎn)、由無線傳感器節(jié)點(diǎn)組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)關(guān)和射頻收發(fā)模塊，射頻收發(fā)模塊包括有無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)模塊、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)射頻收發(fā)模塊和無線網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)模塊，其中，每一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)一個(gè)無線網(wǎng)關(guān)。由此使得，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及無線網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了城市地下污水水質(zhì)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，具有自動(dòng)化程度高，效率高，數(shù)據(jù)采集和傳輸精確等優(yōu)點(diǎn)，能提高城市地下污水監(jiān)測(cè)的效率，精確性和可靠性，同時(shí)還具有投資小、易于建設(shè)、穩(wěn)定性強(qiáng)，并易于推廣的特點(diǎn)。


利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
圖1是本發(fā)明的一種城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置的流程結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的一種城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置的流程結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的一種城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置的傳感器節(jié)點(diǎn)的電路原理圖；圖4是本發(fā)明的一種城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置的無線網(wǎng)關(guān)的電路原理圖；圖5是本發(fā)明的一種城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置的電源供給與管理模塊的電路原理圖。在圖1、圖2、圖3、圖4和圖5中包括有1——無線傳感信息采集模塊、11——無線傳感器節(jié)點(diǎn)、111——數(shù)據(jù)采集電路、 112——無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)電路、12——無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、13——無線網(wǎng)關(guān)、14—— 射頻收發(fā)模塊、2——微處理器、3——電源供給與管理模塊。
具體實(shí)施例方式結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。本發(fā)明的一種城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置的具體實(shí)施方式
，如圖1和圖2所示，包括有無線傳感信息采集模塊1、微處理器2和電源供給與管理模塊3，所述無線傳感信息采集模塊1和所述電源供給與管理模塊3分別與所述微處理器2相連接，所述無線傳感信息采集模塊1包括有無線傳感器節(jié)點(diǎn)11、由所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)11組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)12、 無線網(wǎng)關(guān)13和射頻收發(fā)模塊14，所述射頻收發(fā)模塊14包括有無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)模塊、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)射頻收發(fā)模塊和無線網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)模塊，其中，每一個(gè)所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)12對(duì)應(yīng)一個(gè)所述無線網(wǎng)關(guān)13。具體的，如圖3所示，無線傳感器節(jié)點(diǎn)11的電路包括有數(shù)據(jù)采集電路111和無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)電路112，所述數(shù)據(jù)采集電路111和所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)電路112分別與所述微處理器2相連接，所述數(shù)據(jù)采集電路111包括有集成傳感器組芯片和水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器組，所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)電路112包括有所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)模塊。具體的，水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器組包括有溫度傳感器、電導(dǎo)率傳感器、溶解氧傳感器、PH 值傳感器和余氯傳感器。具體的，如圖4所示，無線網(wǎng)關(guān)13的電路由所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)射頻收發(fā)模塊和所述無線網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)模塊組成，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)射頻收發(fā)模塊和所述無線網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)模塊分別與所述微處理器2相連接。具體的，無線網(wǎng)關(guān)13為3G無線網(wǎng)關(guān)或者4G無線網(wǎng)關(guān)。具體的，3G無線網(wǎng)關(guān)為WCDMA 3G無線網(wǎng)關(guān)或者CDMA2000 3G無線網(wǎng)關(guān)或者 TDSCDMA 3G無線網(wǎng)關(guān)。本實(shí)施例中采用WCDMA 3G無線網(wǎng)關(guān)，該WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access-寬帶碼分多址)是一種第三代無線通訊技術(shù)，它基于GSM MAP 核心網(wǎng)，UTRAN(UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng))為無線接口的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。WCDMA可支持 384Kbps到2Mbps不等的數(shù)據(jù)傳輸速率，在高速移動(dòng)的狀態(tài)，可提供384Kbps的傳輸速率，在低速或是室內(nèi)環(huán)境下，則可提供高達(dá)2Mbps的傳輸速率。而GSM系統(tǒng)目前只能傳送9. 6Kbps, 固定線路Modem也只是56Kbps的速率，WCDMA是無線的寬帶通訊。通過WCDMA技術(shù)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸。
具體的，微處理器2由型號(hào)為ATMEGA128L的單片機(jī)及其外圍電路組成。具體的，射頻收發(fā)模塊14由型號(hào)為CC1000的射頻芯片及其外圍電路組成。具體的，如圖5所示，電源供給與管理模塊3為太陽能供給的電源供給與管理模塊 3。電源供給與管理模塊3采用太陽能供電模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)無線傳感器節(jié)點(diǎn)11的持續(xù)穩(wěn)定供 H1^ ο本發(fā)明的城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置的工作原理通過在城市中各個(gè)污水排水管道口布設(shè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)11來進(jìn)行污水水質(zhì)各個(gè)參數(shù)數(shù)據(jù)的收集，并利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)12 的聯(lián)網(wǎng)多跳能力實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在各個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)11之間的轉(zhuǎn)發(fā)，最后匯集到無線網(wǎng)關(guān)13， 通過該無線網(wǎng)關(guān)13將從無線傳感器網(wǎng)絡(luò)12匯集的數(shù)據(jù)發(fā)至水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心計(jì)算機(jī)，由數(shù)據(jù)接收與管理上位機(jī)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和處理；同時(shí)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心計(jì)算機(jī)亦能通過無線網(wǎng)關(guān)13向無線傳感器發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)12的休眠和喚醒。最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于包括有無線傳感信息采集模塊、微處理器和電源供給與管理模塊，所述無線傳感信息采集模塊和所述電源供給與管理模塊分別與所述微處理器相連接，所述無線傳感信息采集模塊包括有無線傳感器節(jié)點(diǎn)、由所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)關(guān)和射頻收發(fā)模塊，所述射頻收發(fā)模塊包括有無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)模塊、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)射頻收發(fā)模塊和無線網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)模塊，其中，每一個(gè)所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)一個(gè)所述無線網(wǎng)關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)的電路包括有數(shù)據(jù)采集電路和無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)電路，所述數(shù)據(jù)采集電路和所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)電路分別與所述微處理器相連接，所述數(shù)據(jù)采集電路包括有集成傳感器組芯片和水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器組，所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)電路包括有所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器組包括有溫度傳感器、電導(dǎo)率傳感器、溶解氧傳感器、PH值傳感器和余氯傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述無線網(wǎng)關(guān)的電路由所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)射頻收發(fā)模塊和所述無線網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)模塊組成，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)射頻收發(fā)模塊和所述無線網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)模塊分別與所述微處理器相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述無線網(wǎng)關(guān)為3G無線網(wǎng)關(guān)或者4G無線網(wǎng)關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述3G無線網(wǎng)關(guān)為 WCDMA 3G無線網(wǎng)關(guān)或者CDMA20003G無線網(wǎng)關(guān)或者TDSCDMA 3G無線網(wǎng)關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述微處理器由型號(hào)為ATMEGA128L的單片機(jī)及其外圍電路組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述射頻收發(fā)模塊由型號(hào)為CC1000的射頻芯片及其外圍電路組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述電源供給與管理模塊為太陽能供給的電源供給與管理模塊。
全文摘要
一種城市地下污水監(jiān)測(cè)裝置，包括有無線傳感信息采集模塊、微處理器和電源供給與管理模塊，所述無線傳感信息采集模塊和所述電源供給與管理模塊分別與所述微處理器相連接，所述無線傳感信息采集模塊包括有無線傳感器節(jié)點(diǎn)、由所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)關(guān)和射頻收發(fā)模塊，所述射頻收發(fā)模塊包括有無線傳感器節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)模塊、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)射頻收發(fā)模塊和無線網(wǎng)關(guān)射頻收發(fā)模塊，其中，每一個(gè)所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)一個(gè)所述無線網(wǎng)關(guān)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠?qū)Τ鞘械叵挛鬯|(zhì)進(jìn)行長(zhǎng)期、穩(wěn)定、實(shí)時(shí)、高效的監(jiān)測(cè)，而且投資小、易于建設(shè)、穩(wěn)定性強(qiáng)，并易于推廣的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N33/18GK102590463SQ201110000789
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者盧啟福, 楊敬鋒, 陳強(qiáng) 申請(qǐng)人:盧啟福