[实用新型]浮标式水质监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水质监测装置，尤其涉及一种在自然水域中使用的浮标式水质监测装置，属于在线监测技术领域。

背景技术

随着我国工业化进程的不断发展、人口数量的不断增加，城市数量迅速增加、规模不断扩大，相应的，城市生活污水的排放问题日益严重。居民生活污水及工业污水被越来越多的被排放至自然水域中，从而引发出一系列的环境问题。

为了更好地应对上述问题，预防并监测水体污染，目前在我国绝大多数的自然水域内，都开始逐步落实并完善相应的水质监测工作。水质监测，是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水（江、河、湖、海和地下水）及各种各样的工业排水等。主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等；另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。为客观的评价江河和海洋水质的状况，除上述监测项目外，有时需进行流速和流量的测定。

在现有技术中，进行水质监测所依靠的监测设备存在着诸多的不足之处。其中最为显而易见的缺陷有两点：一、现行的水质监测一般都需要依靠多台监测装置共同组成一个监测系统，来实现对大面积自然水域的水质监测，但监测装置间的数据传输及网络覆盖问题十分显著。在实际操作的过程中，很容易出现监测装置由于无线技术的限制而无法反馈监测数据的现象。二、目前市面上常见的水质监测装置都需要定期更换电池、或铺设专门为其供电的线路，且在后期维护的过程中需要人工使用仪器进行检查、校准，整个系统的后期维护十分不便，成本花费巨大。

加之近年来，无线通信技术的不断发展，LPWAN（低功耗广域物联网）技术日益成熟。具体而言， LPWAN是为物联网应用中的M2M通信场景优化的，由电池供电的，低速率、超低功耗、低占空比的，以星型网络覆盖的，支持单节点最大覆盖可达100公里的蜂窝汇聚网关的远程无线网络通讯技术。该技术是近年国际上一种革命性的物联网接入技术，具有远距离、低功耗、低运维成本等特点，与WiFi蓝牙、ZigBee等现有技术相比，LPWAN真正实现了大区域物联网低成本全覆盖。也正因LPWAN具有上述特点，因此将LPWAN应用于水质监测中，也成为了目前行业发展的新趋势。

综上所述，如何提供一种能够有效地保证监测效果且便于后续维护的水质监测装置，从而有效地提高监测效率、降低维护成本，就成为了本领域内技术人员所亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种在自然水域中使用的浮标式水质监测装置。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：

一种浮标式水质监测装置，设置于待监测水域内，包括装置外壳，以及固定设置于所述装置外壳上的传感器节点，所述传感器节点包括用于数据采集的数据采集模块，用于数据存储及处理的数据处理模块，用于所述数据传输及交互的无线通信模块，以及用于为节点整体供电的电源模块，所述数据采集模块及所述无线通信模块均与所述数据处理模块电性连接并实现数据交互，所述数据采集模块、所述数据处理模块以及所述无线通信模块均与所述电源模块电性连接并由其供电。

优选地，所述装置外壳包括一浮标体，以及用于实现装置整体固定的定位锚，所述浮标体与所述定位锚借助连接绳相连接。

优选地，所述浮标体的中心位置贯穿设置有连接槽，所述传感器节点固定设置于所述连接槽内。

优选地，所述数据采集模块为多参数水质传感器。

优选地，所述数据处理模块包括用于监测信息短时存储的存储器，以及与所述存储器相连接的微处理器。

优选地，所述微处理器为STM32型单片机。

优选地，所述无线通信模块为LPWAN射频组件或GPRS射频组件。

优选地，所述电源模块包括太阳能电池以及与所述太阳能电池电性连接的休眠组件，所述休眠组件与所述数据处理模块电性连接并由其控制。

优选地，所述太阳能电池固定设置于所述浮标体的顶部，所述太阳能电池包括多块太阳能电池板，多块所述太阳能电池板共同拼接组合成棱锥状结构。

优选地，所述太阳能电池包括三块呈三角形的太阳能电池板，三块所述太阳能电池板共同拼接组合成三棱锥状结构。

与现有技术相比，本发明的优点主要体现在以下几个方面：