[发明专利]无线多参数在线环境监控装置

说明书

背景技术

无线传感器网络是由大量传感器节点组成的无线信息传输网络，在军事、工 业、环境、生活等诸多领域具有广泛的用途，是目前国内外研究开发的热点之一， 对国民经济发展和国防建设都具有重要意义。

技术领域

典型的无线传感器网络由众多传感器节点和一个或多个信息收集节点组成。 传感器节点通过传感器，采集所需的信息，并无线发射出去；无线发射的信息一 般需经过多个传感器节点的转发，即以多跳的传输方式，到达信息收集节点；在 网络中，相似的信息还将被合并、融合，以减少网络的负荷。

与自组织(Ad Hoc)网络类似，无线传感器网络一般没有固定的网络结构， 可以根据需要，随意布置传感器节点，然后由传感器节点自行组成网络。但与典 型的Ad Hoc网络相比，无线传感器网络的节点数量更大，节点的成本和功耗的 要求更严格，节点的移动性一般较小。

在国外，由于军事应用等的需要，无线传感器网络近年来发展较快，在传感 器、无线通信、网络协议设计、信息处理数据库等方面，都取得了较大发展，构 建了不少无线传感器网络实验系统，并扩展到其它各个领域，逐步走向实际应用。 在国内，无线传感器网络也得到了广泛关注和深入研究，在国家863计划等的支 持下，国内很多高校和研究机构都进行了有关研究，取得了丰富的研究成果。

无线传感器网络的设计与应用的相关性非常密切，一般需要针对不同的应用 进行设计和优化，任何解决方案都难以满足所有的应用需求。因此，无线传感器 网络的研究内容非常丰富，研究空间很大。国内的应用环境一般与国外的应用环 境不尽相同，不能完全照搬国外的解决方案。特别是对关系国计民生的重要应用， 只有通过自主研发，才能获得最优的解决方案和自主知识产权的研究成果。

无线传感器网络的一个重要应用领域是水质监测。目前，国内水质监测方面 一般仍沿用传统的方法，即通过设置水质监测站，对水质进行定点采样和实验室 分析，覆盖面有限，需要大量人力的介入，并且数据获取、分析的实时性不高。 使用大规模水质监测无线传感器网络，能够对水质进行全面、实时的自动监测和 分析，对水体质量状况进行科学的整体评价和预测，对水环境保护和治理，以及 国民经济的发展具有重要的意义。

特别地，在大面积湖泊中蓝藻水华的实时监测与预警方面，应用无线传感器 网络，能够全面、显著提高监控的准确性、科学性与有效性。通过各种传感器， 能够采集到湖泊中各种与蓝藻生长和爆发有关的化学元素和环境参数等的变化， 以及湖泊的各个区域的不同情况；通过无线传感器网络，能够将这些信息通过无 线的方式，实时、准确地传输到信息收集节点进行分析，无需人工的干预；而信 息收集节点的信息分析系统，能够对收集到的海量信息进行实时分析和处理，实 现蓝藻水华预警，为蓝藻控制决策提供科学依据。

发明内容

技术问题：本发明针对目前的环境检测的需求，提供一种无线多参数在线 环境监控装置，为大面积环境监控(土壤、水、大气)提供系统设计和实施的方 法。

技术方案：本发明的无线多参数在线环境监控装置中，流动注射采样电路 的输出端分别接第一电化学传感信号电路、温度/光学传感信号电路的输入端， 电化学传感信号电路、第一采样控制与保持电路、第一A/D数据转换电路顺序 串联连接，温度/光学传感信号电路、第二采样控制与保持电路、第二A/D数据 转换器顺序串联连接，第一A/D数据转换电路、第二A/D数据转换器的输出端 分别接单片机处理器的输入端，单片机处理器、无线数据传输电路、无线数据接 受电路、数据库和数据处理电路。

电化学电极在单片机处理器提供各种电压扫描模式给电极，于是电极的信号 通过跟随器输出数据采样保持模块，数据采样保持模块的数据连接到A/D采集板 的输入端(可以采用通用的21位的数据采集模块)，为了完成通道的选择，可以 在采集模块进入单片机输入前加入数据缓冲模块。同样的方法，温度传感器的数 据也采集到数据采集模块。单片机完成数据的扫描和采集后，经过处理，转换成 相应的浓度和温度数据并按照无线传输模块的协议进入数据传输的缓冲模块，通 过接受总控终端给数据发送模块提出发送需求，发送模块将数据打包发送。同时， 数据接送模块按协议的格式将数据接受，并输出到总控软件的文件输入单元，通 过总控显示，将接受的数据显示在总控界面上。传感器测定环境中的多组分，并 通过无线传输到会聚服务器，构成环境监控的信息系统。