[发明专利]一种定位通信一体化环境监测浮标

说明书

技术领域

本发明涉及环境监测、无线电通信和目标定位技术领域，尤其涉及了一种浮标式定位通信一体化环境监测设备。

背景技术

目前环境污染应急监测主要采取人工采样、现场便携式监测仪器监测和车载式移动监测为主、实验室分析为辅的方式。现场便携式监测仪器监测和实验室分析这种传统的污染事故应急监测方式自动化程度不高、数据报出慢、对环境要求比较苛刻，需要消耗大量的人力、物力和财力。车载式移动监测易受地理位置、交通状况等因素限制，且后勤保障工作也比较艰巨和繁锁。因此，人们开始研发出一些环境污染监测用的浮标，如中国专利申请号为201110182842X公开了一种用于饮用水水源地藻类监测预警的浮标，包括：采样管，采集水样；升降马达，控制采样管的升降；蠕动泵，控制采样管采集水样；藻类监测仪，监测水样中的总藻类和微囊藻群细胞数，并计算出细胞密度；数据采集器，采集监测到和/或计算机的数据；无线通讯模块，将数据发送到监测中心；太阳能电池板，采集太阳能转换为电能；蓄电池组，存储电能备用；光伏控制器，稳定电压并使蓄电池组充电；电源板，向各用电模块提供电力供应。又如中国专利申请号为2008100330129公开了一种用于蓝藻监测及蓝藻水华预警的浮标，由浮标载体、仪器舱、监测传感器、通讯天线和太阳能电池板构成，浮标载体承托整个浮标漂浮于水面，仪器舱安装固定在浮标载体之上，监测传感器集合体悬挂在浮标载体的正下方，仪器舱的顶部安装通讯天线，仪器舱的外表面安装太阳能电池板，仪器舱内部安装有电源、控制模块、信号接受/发送模块、数据记录器、马达和传感器位置调节器。

但是现有的环境监测浮标的监测因子特殊，或是体积大、重量大，不便于运输和投放；而且由于结构较为复杂，维修困难、制作成本也相对比较高，不易推广使用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种结构简单、维修方便、性能可靠，能够和无线电基站配合完成数据传输，具有自定位和水环境污染实时监测等功能的通信定位一体化环境监测浮标。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种定位通信一体化环境监测浮标，包括浮体、GPS模块、无线通信模块和工作电源；该浮标还包括悬挂安装在浮体下方的监测分析模块、以及安装在浮体上面的微型工控机；所述的监测分析模块、GPS模块、无线通信模块分别与微型工控机相连接；所述的微型工控机采集监测分析模块、GPS模块上的数据，并通过无线通信模块将数据传输至监控平台；所述工作电源分别与监测分析模块、GPS模块、微型工控机相连接，进行供电。

本发明还可以：所述的监测分析模块采用HACH DS5或MS5多参数水质检测仪。

所述的微型工控机的内部采用嵌入式主板，板载4个COM口（即串行通讯端口）和4个USB2.0接口，并安装window XP操作系统和数据采集传输软件。嵌入式主板是一种嵌入在设备里面做控制、数据处理使用的CPU板，如9375主板。

所述的浮体上设有一航标灯，并与工作电源相连接。采用的航标灯功率低、受光控、能够按照一定的频率闪烁，这样易于夜间和光线不好的时间回收，而且可以起到提醒作用，避免船只碰撞到，造成损坏。

所述的工作电源包括太阳能电池帆板、电源控制器和电池组；电池组通过电源控制器与太阳能电池帆板连接。电池组为蓄电池组。

所述的电源控制器将太阳能电池帆板产生的电能输送给监测分析模块、GPS模块、微型工控机，并将多余的电能输送给电池组储存；在太阳能电池帆板不产生电能时，电源控制器将电池组的电能输送给监测分析模块、GPS模块、微型工控机。采用太阳能电池帆板和电池组进行联合供电，可以有效地解决长时间工作供电的问题，而且环保节能。

所述的GPS模块和无线通信模块分别设有通讯天线。GPS模块通过天线接收卫星发送给它的地理位置信息；而无线通讯模块则通过天线向监控平台发送浮标的信息。

所述的无线通信模块为GPRS通信模块或3G通信模块。

所述微型工控机、GPS模块、无线通信模块和工作电源整体安装在浮体上面，并进行防水保护处理。

本发明的工作原理：