專利名稱：一種定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測浮標的制作方法
技術(shù)領域：
一種定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測浮標技術(shù)領域[0001 ] 本實用新型涉及環(huán)境監(jiān)測、無線電通信和目標定位技術(shù)領域，尤其涉及了 一種浮 標式定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測設備。
背景技術(shù)：
[0002]目前環(huán)境污染應急監(jiān)測主要采取人工采樣、現(xiàn)場便攜式監(jiān)測儀器監(jiān)測和車載式移 動監(jiān)測為主、實驗室分析為輔的方式?，F(xiàn)場便攜式監(jiān)測儀器監(jiān)測和實驗室分析這種傳統(tǒng)的 污染事故應急監(jiān)測方式自動化程度不高、數(shù)據(jù)報出慢、對環(huán)境要求比較苛刻，需要消耗大量 的人力、物力和財力。車載式移動監(jiān)測易受地理位置、交通狀況等因素限制，且后勤保障工 作也比較艱巨和繁鎖。因此，人們開始研發(fā)出一些環(huán)境污染監(jiān)測用的浮標，如中國專利申 請?zhí)枮?01110182842X公開了一種用于飲用水水源地藻類監(jiān)測預警的浮標，包括采樣管， 采集水樣；升降馬達，控制采樣管的升降；蠕動泵，控制采樣管采集水樣；藻類監(jiān)測儀，監(jiān)測 水樣中的總藻類和微囊藻群細胞數(shù)，并計算出細胞密度；數(shù)據(jù)采集器，采集監(jiān)測到和/或計 算機的數(shù)據(jù)；無線通訊模塊，將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測中心；太陽能電池板，采集太陽能轉(zhuǎn)換為電 能；蓄電池組，存儲電能備用；光伏控制器，穩(wěn)定電壓并使蓄電池組充電；電源板，向各用電 模塊提供電力供應。又如中國專利申請?zhí)枮?008100330129公開了一種用于藍藻監(jiān)測及藍 藻水華預警的浮標，由浮標載體、儀器艙、監(jiān)測傳感器、通訊天線和太陽能電池板構(gòu)成，浮標 載體承托整個浮標漂浮于水面，儀器艙安裝固定在浮標載體之上，監(jiān)測傳感器集合體懸掛 在浮標載體的正下方，儀器艙的頂部安裝通訊天線，儀器艙的外表面安裝太陽能電池板，儀 器艙內(nèi)部安裝有電源、控制模塊、信號接受/發(fā)送模塊、數(shù)據(jù)記錄器、馬達和傳感器位置調(diào) 節(jié)器。[0003]但是現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測浮標的監(jiān)測因子特殊，或是體積大、重量大，不便于運輸和投 放；而且由于結(jié)構(gòu)較為復雜，維修困難、制作成本也相對比較高，不易推廣使用。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、性能 可靠，能夠和無線電基站配合完成數(shù)據(jù)傳輸，具有自定位和水環(huán)境污染實時監(jiān)測等功能的 通信定位一體化環(huán)境監(jiān)測浮標。[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種定位通信一體 化環(huán)境監(jiān)測浮標，包括浮體、GPS模塊、無線通信模塊和工作電源；該浮標還包括懸掛安裝 在浮體下方的監(jiān)測分析模塊、以及安裝在浮體上面的微型工控機；所述的監(jiān)測分析模塊、 GPS模塊、無線通信模塊分別與微型工控機相連接；所述的微型工控機采集監(jiān)測分析模塊、 GPS模塊上的數(shù)據(jù)，并通過無線通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控平臺；所述工作電源分別與監(jiān) 測分析模塊、GPS模塊、微型工控機相連接，進行供電。[0006]本實用新型還可以所述的監(jiān)測分析模塊采用HACH DS5或MS5多參數(shù)水質(zhì)檢測 儀。[0007]所述的微型工控機的內(nèi)部采用嵌入式主板，板載4個COM 口(即串行通訊端口)和 4個USB2. O接口，并安裝window XP操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集傳輸軟件。嵌入式主板是一種嵌 入在設備里面做控制、數(shù)據(jù)處理使用的CPU板，如9375主板。[0008]所述的浮體上設有一航標燈，并與工作電源相連接。采用的航標燈功率低、受光 控、能夠按照一定的頻率閃爍，這樣易于夜間和光線不好的時間回收，而且可以起到提醒作 用，避免船只碰撞到，造成損壞。[0009]所述的工作電源包括太陽能電池帆板、電源控制器和電池組；電池組通過電源控 制器與太陽能電池帆板連接。電池組為蓄電池組。[0010]所述的電源控制器將太陽能電池帆板產(chǎn)生的電能輸送給監(jiān)測分析模塊、GPS模塊、 微型工控機，并將多余的電能輸送給電池組儲存；在太陽能電池帆板不產(chǎn)生電能時，電源控 制器將電池組的電能輸送給監(jiān)測分析模塊、GPS模塊、微型工控機。采用太陽能電池帆板和 電池組進行聯(lián)合供電，可以有效地解決長時間工作供電的問題，而且環(huán)保節(jié)能。[0011]所述的GPS模塊和無線通信模塊分別設有通訊天線。GPS模塊通過天線接收衛(wèi)星 發(fā)送給它的地理位置信息；而無線通訊模塊則通過天線向監(jiān)控平臺發(fā)送浮標的信息。[0012]所述的無線通信模塊為GPRS通信模塊或3G通信模塊。[0013]所述微型工控機、GPS模塊、無線通信模塊和工作電源整體安裝在浮體上面，并進 行防水保護處理。[0014]本實用新型的工作原理[0015]工作電源由太陽能電池帆板、電源控制器和電池組構(gòu)成，當白天陽光充足，太陽能 電池帆板將太陽能轉(zhuǎn)化電能，給用電設備供電，電源控制器還可以將多余的電能輸送給電 池組存儲；當黑夜或是白天沒有陽光的時候，電池組則給用電設備供電。各用電設備得到供 電后，就可以開始工作，首先，監(jiān)測分析模塊負責定時收集水環(huán)境周圍的各項水質(zhì)參數(shù)，同 時GPS模塊通過通訊天線實時接收衛(wèi)星定位系統(tǒng)發(fā)過來的地理位置信息；然后微型工控機 采集監(jiān)測分析模塊和GPS模塊上數(shù)據(jù)信息，分析處理，將同一時間的數(shù)據(jù)信息通過無線通 信模塊及其上的通訊天線發(fā)送給監(jiān)控平臺；這樣就實現(xiàn)了監(jiān)控平臺的工作人員對水環(huán)境污 染物的遠程監(jiān)控。[0016]本實用新型的優(yōu)點[0017]1.結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、維修方便、制作成本低、便于推廣使用，而且適用于突發(fā)性 環(huán)境污染事故。[0018]2.使用HACH DS5或MS5多參數(shù)水質(zhì)檢測儀作為監(jiān)測分析模塊，可以有效的監(jiān)測水 環(huán)境各項指標參數(shù)，通過無線通信模塊，把數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控平臺，實現(xiàn)遠程監(jiān)控的目的。[0019]3.增加GPS模塊，這樣可以隨時知道浮標的位置，而且把所獲得參數(shù)與地理位置 對應起來，實現(xiàn)跟蹤污染水團動向，大大提高了監(jiān)測工作效率。[0020]4.采用太陽能電池帆板、電池組聯(lián)合供電，即節(jié)能環(huán)保又能滿足浮標長時間工作 的要求。[0021]5.增加了受光控、會閃爍的航標燈，既可以利于識別回收，又可以給過往船只提醒 作用，防止碰撞，損壞浮標。


[0022]圖1是本實用新型一實施例的結(jié)構(gòu)原理框架圖。
具體實施方式
[0023]
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明，但不限制本實用新型的保護范圍。[0024]實施例1 :[0025]如附圖所示，一個定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測浮標，包括浮體、GPS模塊、無線通信模 塊、工作電源、GZ-70LED型航標燈、監(jiān)測分析模塊和微型工控機。監(jiān)測分析模塊采用HACH DS5多參數(shù)水質(zhì)檢測儀；微型工控機的內(nèi)部采用9375嵌入式主板，板載4個COM 口和4個 USB2. O接口，并安裝window XP操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集傳輸軟件；無線通信模塊采用GPRS通 信模塊；工作電源由太陽能電池帆板、電源控制器和電池組組成。GPS模塊、無線通信模塊 還分別連接有一通訊天線。[0026]各個部件的連接關(guān)系監(jiān)測分析模塊懸掛安裝在浮體的下方，并通過串行通訊線 與微型工控機的主板上的I個COM 口連接，而微型工控機的主板上的2個USB2. O接口則分 別通過連接線與GPS模塊、無線通信模塊相連接；工作電源的電源控制器分別與監(jiān)測分析 模塊、GPS模塊、微型工控機、航標燈相連接，給各個用電模塊進行供電。[0027]上述的微型工控機、GPS模塊、無線通信模塊和工作電源整體安裝在浮體上面，并 進行防水保護處理。所述的微型工控機采集監(jiān)測分析模塊、GPS模塊上的數(shù)據(jù)，并通過無線 通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控平臺；所述的電源控制器將太陽能電池帆板產(chǎn)生的電能輸送給 監(jiān)測分析模塊、GPS模塊、微型工控機，并將多余的電能輸送給電池組儲存；在太陽能電池 帆板不產(chǎn)生電能時，電源控制器將電池組的電能輸送給監(jiān)測分析模塊、GPS模塊、微型工控 機。[0028]該浮標結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、性能可靠，能夠和無線電基站配合完成數(shù)據(jù)傳輸，具 有自定位和水環(huán)境污染實時監(jiān)測等功能。[0029]實施例2 [0030]如附圖所示，一個定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測浮標，包括浮體、GPS模塊、無線通信模 塊、工作電源、GZ-70LED型航標燈、監(jiān)測分析模塊和微型工控機。監(jiān)測分析模塊采用HACH MS5多參數(shù)水質(zhì)檢測儀；微型工控機的內(nèi)部采用9375嵌入式主板，板載4個COM 口和4個 USB2. O接口，并安裝window XP操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集傳輸軟件；無線通信模塊采用3G通信 模塊；工作電源由太陽能電池帆板、電源控制器和電池組組成。GPS模塊、無線通信模塊還 分別連接有一通訊天線。[0031]各個部件的連接關(guān)系監(jiān)測分析模塊懸掛安裝在浮體的下方，并通過串行通訊線 與微型工控機的主板上的I個COM 口連接，而微型工控機的主板上的2個USB2. O接口則分 別通過連接線與GPS模塊、無線通信模塊相連接；工作電源的電源控制器分別與監(jiān)測分析 模塊、GPS模塊、微型工控機、航標燈相連接，給各個用電模塊進行供電。[0032]上述的微型工控機、GPS模塊、無線通信模塊和工作電源整體安裝在浮體上面，并 進行防水保護處理。所述的微型工控機采集監(jiān)測分析模塊、GPS模塊上的數(shù)據(jù)，并通過無線 通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控平臺；所述的電源控制器將太陽能電池帆板產(chǎn)生的電能輸送給 監(jiān)測分析模塊、GPS模塊、微型工控機，并將多余的電能輸送給電池組儲存；在太陽能電池帆板不產(chǎn)生電能時，電源控制器將電池組的電能輸送給監(jiān)測分析模塊、GPS模塊、微型工控機。該浮標結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、性能可靠，能夠和無線電基站配合完成數(shù)據(jù)傳輸，具有自定位和水環(huán)境污染實時監(jiān)測等功能。
權(quán)利要求1.一種定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測浮標，包括浮體、GPS模塊、無線通信模塊和工作電源；其特征在于該浮標還包括懸掛安裝在浮體下方的監(jiān)測分析模塊、以及安裝在浮體上面的微型工控機；所述的監(jiān)測分析模塊、GPS模塊、無線通信模塊分別與微型工控機相連接；所述的微型工控機采集監(jiān)測分析模塊、GPS模塊上的數(shù)據(jù)，并通過無線通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控平臺；所述工作電源分別與監(jiān)測分析模塊、GPS模塊、微型工控機相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測浮標，其特征在于所述的監(jiān)測分析模塊采用HACH DS5或MS5多參數(shù)水質(zhì)檢測儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測浮標，其特征在于所述的微型工控機的內(nèi)部采用嵌入式主板，板載4個COM 口和4個USB2. O接口，并安裝window XP 操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集傳輸軟件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測浮標，其特征在于所述的浮體上設有一航標燈，并與工作電源相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，2或4任一所述的定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測浮標，其特征在于所述的工作電源包括太陽能電池帆板、電源控制器和電池組；電池組通過電源控制器與太陽能電池帆板連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測浮標，其特征在于所述的電源控制器將太陽能電池帆板產(chǎn)生的電能輸送給監(jiān)測分析模塊、GPS模塊、微型工控機，并將多余的電能輸送給電池組儲存；在太陽能電池帆板不產(chǎn)生電能時，電源控制器將電池組的電能輸送給監(jiān)測分析模塊、GPS模塊、微型工控機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，2，4或6任一所述的定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測浮標，其特征在于 所述的GPS模塊和無線通信模塊分別設有通訊天線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測浮標，其特征在于所述的無線通信模塊為GPRS通信模塊或3G通信模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測浮標，其特征在于所述微型工控機、GPS模塊、無線通信模塊和工作電源整體安裝在浮體上面。
專利摘要本實用新型公開了一種定位通信一體化環(huán)境監(jiān)測浮標，包括浮體、GPS模塊、無線通信模塊和工作電源；該浮標還包括懸掛安裝在浮體下方的監(jiān)測分析模塊、以及安裝在浮體上面的微型工控機；所述的監(jiān)測分析模塊、GPS模塊、無線通信模塊分別與微型工控機相連接；所述的微型工控機采集監(jiān)測分析模塊、GPS模塊上的數(shù)據(jù)，并通過無線通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控平臺；所述工作電源與監(jiān)測分析模塊、GPS模塊、微型工控機相連接，進行供電。該浮標結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、性能可靠，能夠和無線電基站配合完成數(shù)據(jù)傳輸，具有自定位和水環(huán)境污染實時監(jiān)測等功能。
文檔編號H04W4/02GK202828010SQ201220365180
公開日2013年3月27日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者鄧超冰, 黃勇, 黃小佳, 曾健華, 許園園, 何東明 申請人:廣西壯族自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測中心站