本發(fā)明屬于水質(zhì)監(jiān)測(cè)，具體是一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)融合的智慧水務(wù)監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

1、水務(wù)監(jiān)測(cè)是指通過各種手段和方法對(duì)水體的質(zhì)量、水量、水流等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和評(píng)估，以保障水資源的合理利用、水環(huán)境的健康以及人類用水安全。其水務(wù)監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容包括水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水量監(jiān)測(cè)和水流監(jiān)測(cè)；其中，水質(zhì)監(jiān)測(cè)包括物理指標(biāo)(如溫度、色度等)、化學(xué)指標(biāo)(如ph值、重金屬等)和生物指標(biāo)(如細(xì)菌、病毒等)；水量監(jiān)測(cè)包括水體(如河流、湖泊等)的水位、流量數(shù)據(jù)；水流監(jiān)測(cè)包括水流速度、流向數(shù)據(jù)。

2、因此在現(xiàn)有技術(shù)中，水務(wù)監(jiān)測(cè)通常采用各種傳感器、定點(diǎn)監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，現(xiàn)有的定點(diǎn)監(jiān)測(cè)裝置往往需要對(duì)水體進(jìn)行取樣分析，在外界干擾(如水流沖擊擾動(dòng)、液面水位變化而無法檢測(cè))、水樣因素(水體中的雜質(zhì)、懸浮物等長(zhǎng)期與傳感器接觸)等因素干擾下，容易導(dǎo)致的水質(zhì)數(shù)據(jù)測(cè)量不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)融合的智慧水務(wù)監(jiān)測(cè)裝置，減少水體中的雜質(zhì)對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的干擾，提高監(jiān)測(cè)精度。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種基于多模態(tài)數(shù)據(jù)融合的智慧水務(wù)監(jiān)測(cè)裝置，包括漂浮塊，漂浮塊底部固定連接有若干引導(dǎo)板，引導(dǎo)板上設(shè)有若干水管，漂浮塊內(nèi)開設(shè)有檢測(cè)腔，檢測(cè)腔內(nèi)設(shè)有若干用于檢測(cè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的水質(zhì)傳感器；水管一端與檢測(cè)腔連通，水管另一端設(shè)有濾網(wǎng)；

4、漂浮塊中心處設(shè)有用于主動(dòng)或被動(dòng)形成水流變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與漂浮塊轉(zhuǎn)動(dòng)配合的，中心軸上固定連接有第二扇葉，第二扇葉位于相鄰的引導(dǎo)板之間，中心軸上設(shè)有用于泵送水管內(nèi)水流的蠕動(dòng)泵；檢測(cè)腔頂部連通有單向閥，單向閥用于檢測(cè)腔與外界連通；

5、中心軸上方設(shè)有用于切換第二扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)方向的換向機(jī)構(gòu)以及用于控制漂浮塊上下移動(dòng)的沉降機(jī)構(gòu)；

6、漂浮塊內(nèi)還設(shè)有控制器，控制器與換向機(jī)構(gòu)、水質(zhì)傳感器和沉降機(jī)構(gòu)電連接；

7、所述控制器用于記錄并存儲(chǔ)各水質(zhì)傳感器的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)基于時(shí)序控制指令定時(shí)控制換向機(jī)構(gòu)帶動(dòng)第二扇葉進(jìn)行反向轉(zhuǎn)動(dòng)。

8、采用上述方案后實(shí)現(xiàn)了以下有益效果：

9、外界水流帶動(dòng)第二扇葉進(jìn)行逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)濾網(wǎng)的過濾以減少進(jìn)入檢測(cè)腔內(nèi)部樣本的雜質(zhì)，從而保障水質(zhì)傳感器使用過程中的而產(chǎn)生的附著干擾，以便于水質(zhì)傳感器后續(xù)進(jìn)行檢測(cè)進(jìn)行。

10、當(dāng)控制器接收到外界信號(hào)控制換向機(jī)構(gòu)使第二扇葉進(jìn)行順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使中心軸上的蠕動(dòng)泵反向泵送檢測(cè)腔內(nèi)部的水流對(duì)水管進(jìn)行再清理，實(shí)現(xiàn)通過水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、外界水流變化的監(jiān)測(cè)和時(shí)序指令的多模態(tài)數(shù)據(jù)融合控制，以減少水管上可能殘留附著的雜質(zhì)，保障后續(xù)進(jìn)行取樣檢測(cè)時(shí)的樣本純凈度，從而減少水體中的雜質(zhì)對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的干擾，提高監(jiān)測(cè)精度。

11、進(jìn)一步，濾網(wǎng)一側(cè)固定連接有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸與引導(dǎo)板轉(zhuǎn)動(dòng)配合；引導(dǎo)板上還開有放置槽，放置槽與水管連通；

12、當(dāng)?shù)诙热~逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，濾網(wǎng)位于放置槽內(nèi)，當(dāng)?shù)诙热~順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，濾網(wǎng)位于放置槽外。

13、有益效果：在第二扇葉進(jìn)行逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，通過放置槽對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行遮擋，以便于實(shí)現(xiàn)濾網(wǎng)對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行穩(wěn)定過濾；在第二扇葉進(jìn)行順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，通過第二扇葉產(chǎn)生的水流和水管將檢測(cè)腔積蓄的水流推動(dòng)濾網(wǎng)繞轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)濾網(wǎng)上附著的雜質(zhì)進(jìn)行反向清理。

14、進(jìn)一步，轉(zhuǎn)軸與引導(dǎo)板滑動(dòng)配合，且水管上還設(shè)有用于控制水管內(nèi)部直徑大小的流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；

15、流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括與水管連通的第二連通孔，水管上還滑動(dòng)配合有第二頂塊，第二頂塊與第二連通孔垂直布置，第二頂塊上開設(shè)有與第二連通孔對(duì)應(yīng)的第一連通孔，第二頂塊一端固定連接有第二彈簧，第二頂塊另一端相抵有第一頂塊；

16、第一頂塊靠近第二頂塊的一端呈錐形，第一頂塊遠(yuǎn)離第二頂塊的一端與轉(zhuǎn)軸固定連接，且第一頂塊遠(yuǎn)離第二頂塊的一端與引導(dǎo)板之間設(shè)有第一彈簧；當(dāng)?shù)谝豁攭K運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，第一頂塊與第二頂塊相抵，第一連通孔與第二連通孔堵塞；當(dāng)?shù)谝豁攭K運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，第一頂塊與第二頂塊分離，第一連通孔與第二連通孔連通。

17、有益效果：通過轉(zhuǎn)軸整體移動(dòng)，以調(diào)節(jié)檢測(cè)腔通過該水管的流量大小，從而根據(jù)各水管可能吸附的雜質(zhì)多少調(diào)節(jié)各水管的沖洗量大小，減少水管上附著的雜質(zhì)對(duì)水管造成的堵塞，以及不同區(qū)域水質(zhì)混合而導(dǎo)致水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的情況發(fā)生。

18、進(jìn)一步，沉降機(jī)構(gòu)包括進(jìn)液槽和位于檢測(cè)腔上方的蓄水罐，進(jìn)液槽以漂浮塊為中心周向布置；進(jìn)液槽內(nèi)滑動(dòng)配合有承壓板，承壓板與漂浮塊之間設(shè)有彈簧；

19、蓄水罐內(nèi)設(shè)有用于檢測(cè)蓄水罐液面變化的水位監(jiān)測(cè)傳感器，進(jìn)液槽與蓄水罐之間連通有進(jìn)液管，蓄水罐底部連通有出液管，出液管還連通有第一電磁閥，第一電磁閥和水位監(jiān)測(cè)傳感器與控制器電連接；

20、當(dāng)承壓板運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí)，外界通過進(jìn)液管與蓄水罐連通。

21、有益效果：由于外界天氣變化而產(chǎn)生的水流擾動(dòng)變化對(duì)漂浮塊的波動(dòng)影響大，通過外界水流的流動(dòng)變化以帶動(dòng)承壓板進(jìn)行移動(dòng)，當(dāng)承壓板運(yùn)動(dòng)到進(jìn)液管的位置時(shí)，外界的水流進(jìn)入蓄水罐內(nèi)部，以控制漂浮塊向水下進(jìn)行沉降，以減少水面波動(dòng)程度大對(duì)裝置的干擾，以保護(hù)裝置在惡劣天氣的穩(wěn)定性，減少受水流擾動(dòng)而發(fā)生碰撞損壞的概率。

22、進(jìn)一步，漂浮塊頂部呈凹形，且漂浮塊頂部轉(zhuǎn)動(dòng)配合有第一扇葉，蓄水罐頂部還連接有若干進(jìn)氣管，進(jìn)氣管以第一扇葉為中心周向布置，且進(jìn)氣管上連通有第二電磁閥，第二電磁閥與控制器電連接；

23、換向機(jī)構(gòu)包括雙頭電機(jī)，第一扇葉的輸入端同軸連接有雙頭電機(jī)，雙頭電機(jī)的輸出端還連接有第一齒輪，第一齒輪上套設(shè)有齒圈，且齒圈與第一齒輪嚙合；

24、中心軸頂部固定連接有第二齒輪；齒圈上套設(shè)有推動(dòng)塊，推動(dòng)塊與齒圈滑動(dòng)配合；且蓄水罐的底部固定連接有彈性層，彈性層與推動(dòng)塊固定連接；當(dāng)推動(dòng)塊運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，齒圈與第二齒輪和第一齒輪嚙合。

25、有益效果：通過蓄水罐內(nèi)部積水的增加，通過推動(dòng)塊帶動(dòng)齒圈進(jìn)行移動(dòng)，通過齒圈與第一齒輪和第二齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)第一扇葉與第二扇葉的連接轉(zhuǎn)動(dòng)，從而便于實(shí)現(xiàn)對(duì)濾網(wǎng)的清洗，同時(shí)通過對(duì)第二電磁閥的控制以便于實(shí)現(xiàn)蓄水罐的進(jìn)氣，以保障蓄水罐內(nèi)部積水的排出。

26、進(jìn)一步，引導(dǎo)板呈梭形，引導(dǎo)板的尖端沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向周向布置。

27、有益效果：通過梭形的引導(dǎo)板對(duì)外界水流的引導(dǎo)，使外界水流易沿逆時(shí)針方向推動(dòng)第一扇葉進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)濾網(wǎng)對(duì)外界水流進(jìn)行過濾，減少雙頭電機(jī)的啟動(dòng)而節(jié)約能源。

28、進(jìn)一步，蠕動(dòng)泵包括殼體，殼體內(nèi)壁上設(shè)有水管，殼體內(nèi)還轉(zhuǎn)動(dòng)配合有若干擠壓輪，擠壓輪與中心軸之間設(shè)有支架，支架一端與中心軸固定連接，支架另一端與擠壓輪轉(zhuǎn)動(dòng)配合。

29、有益效果：首先通過單向閥的限制，使得檢測(cè)腔內(nèi)部的水流，通過中心軸帶動(dòng)支架上的擠壓輪對(duì)水管進(jìn)行擠壓，以實(shí)現(xiàn)泵送水管內(nèi)部的水流運(yùn)輸至檢測(cè)腔或排出檢測(cè)腔內(nèi)部。

30、進(jìn)一步，所述控制器還包括用于控制器與外界進(jìn)行通訊連接的信號(hào)傳輸模塊。

31、有益效果：通過信號(hào)傳輸模塊獲取外界控制指令，以控制換向機(jī)構(gòu)和沉降機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)傳感器檢測(cè)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳保存。

32、進(jìn)一步，所述控制器還包括用于記錄當(dāng)前時(shí)間變化數(shù)據(jù)的計(jì)時(shí)模塊，將時(shí)間變化數(shù)據(jù)與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，若時(shí)間變化數(shù)據(jù)大于標(biāo)準(zhǔn)值，則向換向機(jī)構(gòu)發(fā)送啟動(dòng)指令，若時(shí)間變化數(shù)據(jù)小于標(biāo)準(zhǔn)值，則向水質(zhì)傳感器發(fā)送維持指令。

33、有益效果：通過啟動(dòng)指令和維持指令的發(fā)送，使第二扇葉的工作進(jìn)行周期性運(yùn)作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行清理與過濾處理。

34、進(jìn)一步，承壓板與彈簧之間設(shè)有墊塊，墊塊的直徑小于承壓板的直徑，且墊塊與漂浮塊滑動(dòng)配合，彈簧一端與墊塊固定連接，彈簧另一端與漂浮塊固定連接。

35、有益效果：通過墊塊與承壓板的兩側(cè)限制，以保障承壓板在移動(dòng)過程中處于水平移動(dòng)狀態(tài)，而承壓板與墊塊之間形成的空間，以減少承壓板擠壓時(shí)產(chǎn)生氣壓變化造成的阻礙。