一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型,包含數(shù)據(jù)處理終端，以及與數(shù)據(jù)處理終端連接的用于采集養(yǎng)殖水體水質(zhì)多個參數(shù)的數(shù)據(jù)采集終端；所述數(shù)據(jù)采集終端包含重金屬檢測模塊、pH檢測模塊、ORP檢測模塊、電導(dǎo)率檢測模塊、溶解氧檢測模塊、溫度檢測模塊、微控制器模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊；所述重金屬檢測模塊、pH檢測模塊、ORP檢測模塊、電導(dǎo)率檢測模塊、溶解氧檢測模塊、溫度檢測模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊分別與微控制器模塊連接，通過數(shù)據(jù)存儲模塊實時存儲微控制器模塊發(fā)送檢測指令并處理水質(zhì)的各項檢測參數(shù)及根據(jù)四波段半分析模型結(jié)合各參數(shù)的反演過程。
【專利說明】
一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，尤其涉及一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，屬于數(shù)據(jù)采集及處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水質(zhì)監(jiān)測是水質(zhì)評價與水污染防治的主要依據(jù)，隨著水體污染問題的日漸嚴(yán)重，水質(zhì)監(jiān)測成為社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展必須解決的重大問題。因此，快捷準(zhǔn)確的水質(zhì)監(jiān)測就顯得尤為重要。遙感技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，給水質(zhì)的監(jiān)測評價提供了新的機遇與選擇。水環(huán)境遙感是以遙感技術(shù)為依托，通過分析水體反射、吸收和散射太陽輻射能而形成的光譜特征與水質(zhì)參數(shù)濃度之間的關(guān)系，建立水質(zhì)參數(shù)反演算法實現(xiàn)的。利用衛(wèi)星遙感信息進行大面積范圍內(nèi)水體重要污染物質(zhì)的空間分布及動態(tài)的定量分析，能夠在一定程度上彌補常規(guī)采樣觀測時空間隔大且費時費力的缺陷和困難，可以反映水質(zhì)在空間和時間上的分布和變化情況，發(fā)現(xiàn)一些常規(guī)方法難以揭示的污染源和污染物迀移特征，具有監(jiān)測范圍廣、速度快、成本低和便于進行長期動態(tài)監(jiān)測的優(yōu)勢。因此，應(yīng)用遙感技術(shù)進行水質(zhì)機理研究，進而研究水資源的合理利用和保護，已引起各國的日益關(guān)注，成為當(dāng)前國際、國內(nèi)遙感界的研究熱點和難點之一。
[0003]養(yǎng)殖用水由于受到人類活動以及其它因素的影響，造成進入水體的物質(zhì)超過了水體自凈能力，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，影響到水體用途。其中主要的污染物有:重金屬污染物，非金屬無機有毒污染物，有毒有機物，耗氧有機物，酸、堿污染物，這些都會嚴(yán)重影響?zhàn)B殖業(yè)的發(fā)展。鑒于此，業(yè)界開發(fā)了多種水質(zhì)檢測設(shè)備，但是此類設(shè)備的綜合檢測能力往往不足，檢測參數(shù)
[0004]較為單一，且數(shù)據(jù)不利于傳送。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對【背景技術(shù)】的不足提供了一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型。
[0006]本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案
[0007]—種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，包含數(shù)據(jù)處理終端，以及與數(shù)據(jù)處理終端連接的用于采集養(yǎng)殖水體水質(zhì)多個參數(shù)的數(shù)據(jù)采集終端;所述數(shù)據(jù)采集終端包含重金屬檢測模塊、pH檢測模塊、ORP檢測模塊、電導(dǎo)率檢測模塊、溶解氧檢測模塊、溫度檢測模塊、微控制器模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊;所述重金屬檢測模塊、PH檢測模塊、ORP檢測模塊、電導(dǎo)率檢測模塊、溶解氧檢測模塊、溫度檢測模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊分別與微控制器模塊連接;所述數(shù)據(jù)處理終端包含處理器模塊以及與其連接的顯示模塊、時鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。
[0008]作為本實用新型一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進一步優(yōu)選方案，所述微控制器模塊和處理器模塊均采用AVR系列單片機。
[0009]作為本實用新型一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進一步優(yōu)選方案，所述重金屬檢測模塊包含光源和光電傳感器，所述光源和電源模塊連接，所述光電傳感器與微控制器模塊連接。
[0010]作為本實用新型一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進一步優(yōu)選方案，所述電導(dǎo)率檢測模塊采用CCT-8301A電導(dǎo)率檢測儀。
[0011]作為本實用新型一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進一步優(yōu)選方案，所述溶解氧檢測模塊采用芯片型號為499AD0的溶解氧傳感器。
[0012]作為本實用新型一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進一步優(yōu)選方案，所述ORP檢測模塊采用芯片型號為0RP-412的ORP測定儀。
[0013]作為本實用新型一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進一步優(yōu)選方案，所述PH檢測模塊采用芯片型號為pH170的pH測定儀。
[0014]作為本實用新型一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進一步優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊均采用GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。
[0015]作為本實用新型一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進一步優(yōu)選方案，所述顯示模塊采用IXD顯示屏。
[0016]作為本實用新型一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型的進一步優(yōu)選方案，所述時鐘模塊的芯片型號為PCF8563。
[0017]本實用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
[0018]1、本實用新型集多功能檢測于一體，一臺儀器能檢測多種參數(shù)，應(yīng)用方便，二是方便測量信號的統(tǒng)一引出處理，三是提高了溶液或水質(zhì)的分析精度，另外也大大提高了傳感器的性價比；
[0019]2、本實用新型還設(shè)有時鐘模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊，通過數(shù)據(jù)存儲模塊實時存儲微控制器模塊發(fā)送檢測指令并處理水質(zhì)的各項檢測參數(shù)及根據(jù)四波段半分析模型結(jié)合各參數(shù)的反演過程，進而完成參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型通過時鐘模塊實時記錄存儲，有效地避免因機器故障帶來的數(shù)據(jù)丟失。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0021 ]圖2是本實用新型數(shù)據(jù)采集終端的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖3是本實用新型數(shù)據(jù)處理終端的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)說明:
[0024]【具體實施方式】如下:
[0025]如圖1所示，一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，包含數(shù)據(jù)處理終端，以及與數(shù)據(jù)處理終端連接的用于采集養(yǎng)殖水體水質(zhì)多個參數(shù)的數(shù)據(jù)采集終端;如圖2所示，所述數(shù)據(jù)采集終端包含重金屬檢測模塊、pH檢測模塊、ORP檢測模塊、電導(dǎo)率檢測模塊、溶解氧檢測模塊、溫度檢測模塊、微控制器模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊;所述重金屬檢測模塊、PH檢測模塊、ORP檢測模塊、電導(dǎo)率檢測模塊、溶解氧檢測模塊、溫度檢測模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊分別與微控制器模塊連接；
[0026]如圖3所示，所述數(shù)據(jù)處理終端包含處理器模塊以及與其連接的顯示模塊、時鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。
[0027]其中，所述微控制器模塊和處理器模塊均采用AVR系列單片機，所述重金屬檢測模塊包含光源和光電傳感器，所述光源和電源模塊連接，所述光電傳感器與微控制器模塊連接，所述電導(dǎo)率檢測模塊采用CCT-8301A電導(dǎo)率檢測儀，所述溶解氧檢測模塊采用芯片型號為499AD0的溶解氧傳感器，所述ORP檢測模塊采用芯片型號為0RP-412的ORP測定儀，所述pH檢測模塊采用芯片型號為PH170的pH測定儀，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊均采用GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述顯示模塊采用LCD顯示屏，所述時鐘模塊的芯片型號為PCF8563。
[0028]所述重金屬檢測模塊，用于利用不同光波檢測水質(zhì)中的重金屬含量;所述pH檢測模塊，用于檢測水質(zhì)的PH值;所述ORP檢測模塊，用于檢測水質(zhì)的氧化性;所述電導(dǎo)率檢測模塊，用于檢測水質(zhì)的硬化度與礦化度;所述溶解氧檢測模塊，用于檢測水質(zhì)的溶解氧的含量;溫度檢測模塊，用于檢測水質(zhì)的溫度;微控制器模塊，用于發(fā)送檢測指令并處理水質(zhì)的各項檢測參數(shù)。
[0029]其中，AVR單片機具有預(yù)取指令功能，即在執(zhí)行一條指令時，預(yù)先把下一條指令取進來，使得指令可以在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行;多累加器型，數(shù)據(jù)處理速度快;AVR單片機具有32個通用工作寄存器，相當(dāng)于有32條立交橋，可以快速通行；中斷響應(yīng)速度快。AVR單片機有多個固定中斷向量入口地址，可快速響應(yīng)中斷;AVR單片機耗能低。對于典型功耗情況，WDT關(guān)閉時為ΙΟΟηΑ，更適用于電池供電的應(yīng)用設(shè)備;有的器件最低1.8 V即可工作;AVR單片機保密性能好。
[0030]具體工作流程如下:
[0031]所述重金屬檢測模塊、pH檢測模塊、ORP檢測模塊、電導(dǎo)率檢測模塊、溶解氧檢測模塊、溫度檢測模塊實時將采集水質(zhì)的各項參數(shù)上傳至微控制器模塊，微控制器模塊經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊;所述數(shù)據(jù)處理模塊經(jīng)過建立四波段半分析模型結(jié)合數(shù)據(jù)采集模塊的重金屬檢測模塊、PH檢測模塊、ORP檢測模塊、電導(dǎo)率檢測模塊、溶解氧檢測模塊、溫度檢測模塊實時將采集水質(zhì)的各項參數(shù)，進而完成水質(zhì)各項參數(shù)的反演;進而通過數(shù)據(jù)存儲模塊實時存儲處理器模塊的處理結(jié)果，時鐘模塊用于實時記錄處理器模塊的的工作時間，所述顯示模塊用于實時顯示采集水質(zhì)的各項參數(shù)以及水質(zhì)各項參數(shù)的反演。
[0032]本實用新型集多功能檢測于一體，一臺儀器能檢測多種參數(shù)，應(yīng)用方便，二是方便測量信號的統(tǒng)一引出處理，三是提高了溶液或水質(zhì)的分析精度，另外也大大提高了傳感器的性價比；本實用新型還設(shè)有時鐘模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊，通過數(shù)據(jù)存儲模塊實時存儲微控制器模塊發(fā)送檢測指令并處理水質(zhì)的各項檢測參數(shù)，通過時鐘模塊實時記錄存儲時間，有效地避免因傳感器故障帶來的數(shù)據(jù)丟失。所述數(shù)據(jù)處理模塊經(jīng)過建立四波段半分析模型結(jié)合數(shù)據(jù)采集模塊的重金屬檢測模塊、PH檢測模塊、ORP檢測模塊、電導(dǎo)率檢測模塊、溶解氧檢測模塊、溫度檢測模塊實時將采集水質(zhì)的各項參數(shù)，進而完成水質(zhì)各項參數(shù)的反演;通過數(shù)據(jù)存儲模塊實時存儲微控制器模塊發(fā)送檢測指令并處理水質(zhì)的各項檢測參數(shù)及根據(jù)四波段半分析模型結(jié)合各參數(shù)的反演過程，進而完成參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型通過時鐘模塊實時記錄存儲，有效地避免因機器故障帶來的數(shù)據(jù)丟失。
[0033]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本實用新型所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0034]以上實施例僅為說明本實用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本實用新型保護范圍之內(nèi)。上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細(xì)說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以再不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項】
1.一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:包含數(shù)據(jù)處理終端，以及與數(shù)據(jù)處理終端連接的用于采集養(yǎng)殖水體水質(zhì)多個參數(shù)的數(shù)據(jù)采集終端;所述數(shù)據(jù)采集終端包含重金屬檢測模塊、PH檢測模塊、ORP檢測模塊、電導(dǎo)率檢測模塊、溶解氧檢測模塊、溫度檢測模塊、微控制器模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊;所述重金屬檢測模塊、PH檢測模塊、ORP檢測模塊、電導(dǎo)率檢測模塊、溶解氧檢測模塊、溫度檢測模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模塊分別與微控制器模塊連接;所述數(shù)據(jù)處理終端包含處理器模塊以及與其連接的顯示模塊、時鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述微控制器模塊和處理器模塊均采用AVR系列單片機。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述重金屬檢測模塊包含光源和光電傳感器，所述光源和電源模塊連接，所述光電傳感器與微控制器模塊連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述電導(dǎo)率檢測模塊采用CCT-8301A電導(dǎo)率檢測儀。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述溶解氧檢測模塊采用芯片型號為499AD0的溶解氧傳感器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述ORP檢測模塊采用芯片型號為0RP-412的ORP測定儀。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述PH檢測模塊采用芯片型號為pH170的pH測定儀。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述數(shù)據(jù)傳輸模塊和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊均采用GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述顯示模塊采用IXD顯示屏。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過多參數(shù)反演養(yǎng)殖水體水質(zhì)質(zhì)量的四波段半分析模型，其特征在于:所述時鐘模塊的芯片型號為PCF8563。
【文檔編號】G01N33/18GK205484315SQ201620295133
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月11日
【發(fā)明人】朱奎, 魏亞東, 李康
【申請人】南京魚博士智能科技有限公司