[发明专利]基于太阳能供电的全光谱水质监测系统

说明书

本发明公开了基于太阳能供电的全光谱水质监测系统，涉及水质监测技术领域，通过对电量存储端内电量进行分析，从而使得电量存储端内的电量能够合理进行分配，当电量存储端内的电量不足时，能够根据实际情况对电量存储端内剩余的电量进行合理分配，从而保证仪器尽可能的运转更长的时间，避免出现长时间未进行水质检测的情况发生，造成水质检测数据不完整或缺失，使得电量存储端内的电量得到更加合理的分配，通过对电量存储端内实际存储的电量以及太阳能发电板实际产生的电量，与理论值分别进行比较，从而判断太阳能发电板和电量存储端的性能是否正常，避免水质检测仪在出现故障异常时，无法被及时察觉，造成水质检测无法正常进行。

技术领域

本发明涉及水质监测技术领域，具体是基于太阳能供电的全光谱水质监测系统。

背景技术

水是生命之源，水质的安全问题与人类的生存以及社会的发展密切相关，随着环境污染问题的日益突出，水质安全已经成为社会关注的焦点问题；传统的水质监测方法是现场采集水样，然后拿回具有检验资质的实验室通过化学方法得到水质的各项参数，虽然这种方法较为成熟，但是这种方法的监测周期长、人力成本高、需要消耗大量的化学试剂，不利于大面积的水质情况实时监控，且监控结果也依赖于监测人员的经验，导致水质监测结果具有一定的不确定性。另外，消耗的化学试剂易对水质造成二次污染，不利于水质保护，因此全光谱水质检测的应用越来越广泛；

但是全光谱水质检测仪器在野外进行作业时，设备的供电问题导致水质检测仪器无法长时间在野外进行自主工作，在保证水质检测效率的同时，如何利用太阳能为水质检测仪器进行供电，是我们需要解决的问题，为此，现提供基于太阳能供电的全光谱水质监测系统。

发明内容

本发明的目的在于提供基于太阳能供电的全光谱水质监测系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于太阳能供电的全光谱水质监测系统，包括监测中心，所述监测中心连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、检测调节模块以及故障诊断模块；

所述数据采集模块包括安装在太阳能发电板的光能数据采集终端以及水质检测终端，分别用于获取太阳能发电板的光能数据和待检测区域内的检测消耗数据；

所述数据处理模块根据数据采集模块所获取到的数据，获得太阳能发电板的光电转化率，再通过数据分析模块对太阳能所产生的电量进行分析，获得太阳能发电板的电量冗余值，并根据电量冗余值获得电量存储端存储的电量，所述检测调节模块用于根据电量存储端存储的电量，对水质检测仪的检测频率进行调整；

所述故障诊断模块用于对太阳能发电板和电量存储端的性能进行诊断。

进一步的，所述数据采集模块获取太阳能发电板的光能数据和待检测区域内的检测消耗数据的过程包括：将太阳能发电板所受到的光照强度进行记录；获取光能数据采集终端单位时间的耗电量；获取水质检测终端单位时间的耗电量，并获取水质检测终端进行单次水质检测所需要花费的时长。

进一步的，所述数据处理模块对数据采集模块所采集到的数据的处理过程包括：

建立二维坐标系，在二维坐标系内生成光照强度关于时间的光照强度变化曲线；在二维坐标系内设置光照强度阈值线，获得光照强度变化曲线图；

将二维坐标系的x轴分为n个相等时长的时间段T，获得太阳能发电板在每个时间段T内所受到的光照量；

则将太阳能发电板所受到的光照量＞光照量阈值的时间段T进行标记；

获得太阳能发电板在第i个时间段T内所产生的理论电量。

进一步的，所述数据分析模块对太阳能所产生的电量进行分析的过程包括：

获取太阳能发电板在第i个时间段时，所产生的总电量；

获取光能数据采集终端在第i个时间段内所消耗的电量；